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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Messen des Überstandes eines aus einer Lauffläche eines Reifens herausragenden Spikes, mit einem Laufflächenkontaktkörper, welcher dazu eingerichtet ist, in einem Nahbereich des Spikes mit der Lauffläche des Reifen in Kontakt gebracht zu werden.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Messen des Überstandes eines aus einer Lauffläche eines Reifens herausragenden Spikes mittels einer Messvorrichtung, mit dem Schritt: In-Kontakt-Bringen eines Laufflächenkontaktkörpers der Messvorrichtung mit der Lauffläche des Reifens in einem Nahbereich des Spikes.
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Fahrzeugreifen, welche für die Verwendung auf eisglatter Fahrbahn optimiert sind, können zur Verbesserung der Haftung mit Spikes ausgestattet sein. Spikes sind in den Reifen eingearbeitete Stifte, welche abschnittsweise aus der Lauffläche des Reifens herausragen.
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Damit die Spikes die beabsichtigte Haftwirkung erzielen, ist es erforderlich, dass sämtliche Spikes eines Reifens in einem definierten Maße aus der Lauffläche herausragen. Dieser Spikeüberstand wird von Reifenherstellern regelmäßig im Rahmen der Qualitätssicherung überprüft.
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In diesem Zusammenhang ist das manuelle Messen des Spikeüberstandes mittels einer Messuhr bekannt, welche von einem Reifenprüfer manuell im Bereich eines Spikes auf den Reifen aufzusetzen ist. Die manuelle Spikevermessung ist zeitaufwendig und kostenintensiv. Ferner hängt das Messergebnis von der Andruckkraft der Messuhr auf den Reifen ab. Diese kann abhängig von dem zuständigen Reifenprüfer und/oder dessen körperlicher Verfassung sowie dessen Konzentrationsniveau variieren. Die manuelle Spikevermessung liefert somit nur begrenzt reproduzierbare Messergebnisse.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Spikes eines Reifens mittels eines optischen Messsystems zu vermessen. Derartige Messsysteme basieren beispielsweise auf dem Lichtschnittverfahren. Mittels einer Bildauswertung kann dann der Überstand eines aus der Lauffläche eines Reifens herausragenden Spikes ermittelt werden.
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Entsprechende bildgebende Messverfahren reagieren jedoch äußerst empfindlich auf Störeffekte, die durch Prozessmedien wie beispielsweise durch Wasserrückstände auf der Lauffläche des Reifens hervorgerufen werden können. Da Prozessmedien wie Wasser im Spike-Setz-Prozess regelmäßig eingesetzt werden, erfordern entsprechende bildgebende Messverfahren eine vorherige Trocknung und Reinigung der Lauffläche des Reifens oder aber aufwendige und fehleranfällige Methoden zur Kompensation der Verunreinigungen. Der Messvorgang wird somit erheblich verzögert oder ungenau.
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Ferner weist die Reifenoberfläche moderner Spikereifen regelmäßig Funktions- oder Designelemente, wie beispielsweise Taschen für den Abtransport von Eismehl, auf. Diese müssen bei bildgebenden Messverfahren mittels geeigneter Algorithmen gefiltert werden, damit die für die Messung relevante Referenzfläche bestimmt werden kann. Die Anwendung entsprechender Filteralgorithmen führt jedoch zu einem erhöhten Risiko einer Fehlauswertung. Ferner ist die Programmierung geeigneter Filteralgorithmen zeit- und kostenaufwendig.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, den Überstand von Spikes gegenüber der Lauffläche eines Reifens mit hoher Genauigkeit messen zu können, ohne dass Benetzungen auf der Lauffläche oder vom Prüfpersonal durchzuführende Maßnahmen das Messergebnis verfälschen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Messvorrichtung der eingangs genannten Art, wobei die erfindungsgemäße Messvorrichtung einen Spikekontaktkörper aufweist, welcher relativ zu dem Laufflächenkontaktkörper bewegbar und dazu eingerichtet ist, mit einer stirnseitigen Kontaktfläche des Spikes in Kontakt gebracht und beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens von der stirnseitigen Kontaktfläche des Spikes relativ zu dem Laufflächenkontaktkörper bewegt und aus einer Ausgangsposition ausgelenkt zu werden.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass die Auswertung der Auslenkung des Spikekontaktkörpers relativ zur Position der Stirnseite des Laufflächenkontaktkörpers ein Ermitteln des Überstandes des Spikes gegenüber der Lauffläche des Reifens erlaubt. Die mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung durchführbare Höhenmessung ist unempfindlich gegenüber Verunreinigungen der Lauffläche oder des Spikes mit Prozessmedien, wie beispielsweise Wasser.
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In der Ausgangsposition kann die Tastfläche des Spikekontaktkörpers, welche im Rahmen des Messvorgangs mit der stirnseitigen Kontaktfläche des Spikes in Kontakt gebracht wird, bündig mit der Tastfläche des Laufflächenkontaktkörpers, welche im Rahmen des Messvorgangs mit der Lauffläche des Reifens in Kontakt gebracht wird, abschließen oder in Bezug auf die Tastfläche des Laufstreifenkontaktkörpers nach unten überstehen bzw. herausstehen. Alternativ kann die Tastfläche des Lauflächenkontaktkörpers in der Ausgangsposition des Spikekontaktkörpers in Bezug auf die Tastfläche des Spikekontaktkörpers nach unten überstehen bzw. herausstehen.
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Der Spikekontaktkörper befindet sich nach dem In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens in einer Endposition. Durch eine Auswertung der Endposition oder durch eine Auswertung der Bewegung des Spikekontaktkörpers von der Ausgangsposition in die Endposition kann der Überstand des aus der Lauffläche eines Reifens herausragenden Spikes ermittelt werden. Die Auslenkung des Spikekontaktkörpers ist dabei vorzugsweise eine Linearauslenkung.
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Der aus der Lauffläche des Reifens herausragende Abschnitt des Spikes ist vorzugsweise Bestandteil eines Hartmetall-Pins. Der Laufflächenkontaktkörper weist eine Tastfläche auf, welche mit der Lauffläche des Reifens während der Messung in Kontakt zu bringen ist. Die Tastfläche des Laufflächenkontaktkörpers kann eine Ringform aufweisen, sodass die Lauffläche des Reifens entlang einer den Spike umgebenden Ringfläche von dem Laufflächenkontaktkörper während der Messung berührt wird. Der Spikekontaktkörper weist ebenfalls eine Tastfläche auf, welche mit der stirnseitigen Kontaktfläche des Spikes während der Messung in Kontakt zu bringen ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Messvorrichtung eine elektronische Wegmesseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, einen Auslenkungsweg des Spikekontaktkörpers beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens zu erfassen. Die elektronische Wegmesseinrichtung ermöglicht somit eine automatisierte Vermessung der Spikes. Der Auslenkungsweg des Spikekontaktkörpers entspricht dem Verfahrweg des Spikekontaktkörpers zwischen der Ausgangsposition und der Endposition.
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Die elektronische Wegmesseinrichtung ermittelt somit den Überstand des aus der Lauffläche des Reifens herausragenden Spikes. Die Messdaten der elektronischen Wegmesseinrichtung müssen nicht mittels aufwendiger Algorithmen gefiltert werden, wie es bei einem bildgebenden Messverfahren zum Herausrechnen von Funktions- oder Designelementen der Lauffläche im Bereich der Spikes erforderlich ist. Die elektronische Wegmesseinrichtung und der Spikekontaktkörper können Bestandteile eines Wegmesstasters sein.
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In einer Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Messvorrichtung eine Kraftmesseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Andruckkraft, mit welcher der Laufflächenkontaktkörper auf die Lauffläche des Reifens beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens angedrückt wird, zu erfassen. Beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens darf dabei eine maximale Andruckkraft nicht überschritten werden, um eine Verfälschung des Messergebnisses durch eine unerwünschte Reifendeformation zu vermeiden. Ferner darf beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens eine minimale Andruckkraft nicht unterschritten werden, damit eine reproduzierbare Positionierung der Messvorrichtung auf der Lauffläche des Reifens während der Durchführung der Messung gewährleistet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind der Laufflächenkontaktkörper und der Spikekontaktkörper Bestandteile einer Wegmesseinheit, wobei die Wegmesseinheit vorzugsweise axial beweglich an einem Trägerglied befestigt ist und wobei zwischen der Wegmesseinheit und dem Trägerglied ein Federelement oder ein Federpaket angeordnet ist, welches die Wegmesseinheit mit einer Vorspannkraft beaufschlagt. Vorzugsweise ist die Wegmesseinheit also federgelagert. Dadurch, dass die Wegmesseinheit beweglich an einem Trägerglied befestigt ist, wird der Stoßeffekt beim In-Kontakt-Kommen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens reduziert. Der Laufflächenkontaktkörper ist vorzugsweise mit einer spezifischen Andruckkraft aufzusetzen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, den Anstieg der Andruckkraft pro Wegeinheit durch das Federelement oder das Federpaket zu senken, sodass die Anforderungen an die Positioniergenauigkeit gesenkt werden. Außerdem kann die Höhenpositionierung des Laufflächenkontaktkörpers mit einer geringeren Positioniergenauigkeit erfolgen, da die gefederte Lagerung der Wegmesseinheit etwaige Ungenauigkeiten bei der Höhenpositionierung ausgleicht. Da die Höhenpositionierung mit einer geringeren Genauigkeit erfolgen kann, wird der Messvorgang beschleunigt. Ferner wird die Einstellung einer geeigneten Andruckkraft beschleunigt.
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Der Vorspannweg sowie die Federkonstante des Federelements oder des Federpakets sind vorteilhafterweise derart ausgelegt, dass die Federkraft über den gesamten Bewegungsbereich der Wegmesseinheit in einem Bereich liegt, welcher einem vorgegebenen Toleranzbereich der Andruckkraft entspricht. Durch das Federelement oder das Federpaket kann auf eine Kraftmesseinrichtung verzichtet werden, da die Einhaltung einer beabsichtigten Andruckkraft durch das Federelement oder das Federpaket gewährleistet wird. Wenn eine Kraftmesseinrichtung trotzdem vorhanden ist, wird die präzise Einstellung der Andruckkraft weiter verbessert und das Einregeln einer Positioniereinrichtung für die Wegmesseinheit beschleunigt.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Messvorrichtung eine elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch antreibbare Positioniereinrichtung auf, mittels welcher die Wegmesseinheit zum In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens positionierbar ist. Der Laufflächenkontaktkörper wird somit gemeinsam mit dem Spikekontaktkörper durch die Positioniereinrichtung bewegt. Die Positioniereinrichtung kann einen oder mehrere Servomotoren, einen oder mehrere Pneumatik- oder Hydraulikzylinder und/oder einen oder mehrere andere Aktoren aufweist, mittels welchen die Wegmesseinheit bewegt werden kann. Über die Positioniereinrichtung kann die Wegmesseinheit horizontal und vertikal verfahren und/oder geneigt bzw. gekippt werden. Durch die Positioniereinrichtung sind bei der Messung keine manuellen Eingriffe erforderlich. Mittels der Positioniereinrichtung kann die Andruckkraft, mit welcher der Laufflächenkontaktkörper auf die Lauffläche des Reifens beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens angedrückt wird, präzise eingestellt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Messvorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die Positioniereinrichtung zum In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens derart zu steuern, dass eine Andruckkraft, mit welcher der Laufflächenkontaktkörper auf die Lauffläche des Reifens beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens angedrückt wird, in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt. Hierzu kann die Steuerungseinrichtung entweder auf hinterlegten Steuerparametern basieren und/oder reifenspezifische Messwerte berücksichtigen. Insbesondere bei einer elektrisch antreibbaren Positioniereinrichtung kann die Andruckkraft auch über die einem Aktor der Positioniereinrichtung bereitgestellte Stromstärke eingestellt werden.
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In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, die Positioniereinrichtung zum In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens in Abhängigkeit von Messwerten der Kraftmesseinrichtung zu steuern. Über die Messwerte der Kraftmesseinrichtung kann die aktuell vorliegende Andruckkraft berücksichtigt werden. Wenn die von der Kraftmesseinrichtung erfasste Andruckkraft außerhalb eines Toleranzbereichs liegt, kann die Andruckkraft über eine entsprechende Nachjustierung der Positioniereinrichtung korrigiert werden.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein relativ zu dem Laufflächenkontaktkörper bewegbarer Spikekontaktkörper der Messvorrichtung mit einer stirnseitigen Kontaktfläche des Spikes in Kontakt gebracht wird und eine Relativauslenkung des Spikekontaktkörpers in Bezug auf den Laufflächenkontaktkörper und/oder eine Auslenkung des Spikekontaktkörpers aus einer Ausgangsposition beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens erfasst wird.
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Das Verfahren wird vorzugsweise mittels einer Messvorrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgeführt. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung verwiesen.
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Das In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers der Messvorrichtung und des Spikekontaktkörpers der Messvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Positionieren, Ausrichten und/oder Absenken einer den Laufflächenkontaktkörper und den Spikekontaktkörper umfassenden Wegmesseinheit. Das Positionieren der Wegmesseinheit kann auf Grundlage von gespeicherten Reifendaten, beispielsweise Geometriedaten des Reifens und Positionsdaten einzelner Spikes, erfolgen, welche von einer Datenbank abgerufen werden. Das Positionieren der Wegmesseinheit kann alternativ oder zusätzlich auf Grundlage einer vorherigen Reifenvermessung erfolgen, in welcher Geometrieinformationen zu dem Reifen und/oder Positionsinformationen zu einzelnen Spikes ermittelt werden. Die Reifenvermessung zur Ermittlung dieser Daten kann mittels einer oder mehreren Kameras erfolgen. Durch das Absenken der Wegmesseinheit erfolgt eine Höhenpositionierung der Wegmesseinheit. Das Ausrichten der Wegmesseinheit kann ein Neigen oder Kippen der Wegmesseinheit umfassen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das Erfassen der Relativauslenkung des Spikekontaktkörpers in Bezug auf den Laufflächenkontaktkörper und/oder der Auslenkung des Spikekontaktkörpers aus der Ausgangsposition mittels einer elektronischen Wegmesseinrichtung der Messvorrichtung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich wird eine den Laufflächenkontaktkörper und den Spikekontaktkörper umfassende Wegmesseinheit zum In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens mittels einer elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch angetriebenen Positioniereinrichtung der Messvorrichtung positioniert. Die elektronische Wegmesseinrichtung erfasst vorzugsweise einen Auslenkungsweg des Spikekontaktkörpers beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass mittels einer Kraftmesseinrichtung der Messvorrichtung eine Andruckkraft ermittelt wird, mit welcher der Laufflächenkontaktkörper auf die Lauffläche des Reifens beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens angedrückt wird. Alternativ oder zusätzlich erfolgt ein Steuern einer Positioniereinrichtung der Messvorrichtung zum In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers der Messvorrichtung mit der Lauffläche des Reifens mittels einer Steuerungseinrichtung der Messvorrichtung. Das Steuern der Positioniereinrichtung erfolgt dabei vorzugsweise derart, dass eine Andruckkraft, mit welcher der Laufflächenkontaktkörper auf die Lauffläche des Reifens beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens angedrückt wird, in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt. Insbesondere erfolgt das Steuern der Positioniereinrichtung in Abhängigkeit von Messwerten der Kraftmesseinrichtung.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
- 2 eine Wegmesseinheit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung vor dem In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens in einer schematischen Schnittdarstellung; und
- 3 die in der 2 abgebildete Wegmesseinheit nach dem In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers mit der Lauffläche des Reifens in einer schematischen Schnittdarstellung.
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Die 1 zeigt eine Messvorrichtung 10 zum Messen des Überstandes 108 eines aus einer Lauffläche 102 eines Reifens 100 herausragenden Spikes 104.
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Die Messvorrichtung 10 umfasst eine federgelagerte Wegmesseinheit 12. Die Wegmesseinheit 12 weist eine Längsachse X auf, wobei die Wegmesseinheit 12 in Axialrichtung ein Hubweg H aufweist. Hierzu ist ein Gehäuse 14 der Wegmesseinheit 12 über die Lager 18a, 18b axial beweglich an einem Trägerglied 16 befestigt. Zwischen dem Gehäuse 14 der Wegmesseinheit 12 und dem Trägerglied 16 ist ein als Schraubenfeder ausgebildetes Federelement 20 angeordnet, welches die Wegmesseinheit 12 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt. Das Federelement 20 ist als Druckfeder ausgebildet.
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An dem Gehäuse 14 der Wegmesseinheit 12 ist in einem oberen Bereich ein Sicherungsring 22 angeordnet, welcher die Axialbewegung der Wegmesseinheit 12 nach unten beschränkt. Der Sicherungsring 22 stellt folglich eine Anschlagsfläche zur Begrenzung der Axialbewegung der Wegmesseinheit 12 zur Verfügung. Eine untere Anschlagsfläche, über welche die Axialbewegung der Wegmesseinheit 12 nach oben beschränkt wird, wird durch das Gehäuse 14 selbst bereitgestellt.
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Innerhalb eines unteren Abschnitts des Gehäuses 14 ist eine Kraftmesseinrichtung 24 angeordnet, welche dazu eingerichtet ist, eine Andruckkraft, mit welcher ein Laufflächenkontaktkörper 26 auf die Lauffläche 102 des Reifens 100 bei einem In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers 26 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 angedrückt wird, zu erfassen. Der Laufflächenkontaktkörper 26 weist eine Tastfläche 28 auf. Die Tastfläche 28 des Laufflächenkontaktkörpers 26 weist eine Ringform auf, sodass die Lauffläche 102 des Reifens 100 entlang einer den Spike 104 umgebenden Ringfläche von dem Laufflächenkontaktkörper 26 berührt wird. Der Laufflächenkontaktkörper 26 ist ebenfalls Bestandteil der Wegmesseinheit 12. Die Kraftmesseinrichtung 24 weist einen Innenring und einen Außenring auf und ist dazu eingerichtet, den Kraftunterschied zwischen dem Innenring und dem Außenring zu messen. Der Ring 30 dient dazu, den Laufflächenkontaktkörper 26 an dem Innenring der Kraftmesseinrichtung 24 zu befestigen. Der Fixierring 32 befestigt den Außenring der Kraftmesseinrichtung 24 am Gehäuse 14.
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Die Wegmesseinheit 12 weist außerdem einen Spikekontaktkörper 34 auf, welcher relativ zu dem Laufflächenkontaktkörper 26 in Axialrichtung bewegbar ist. Der Spikekontaktkörper 34 ist dazu eingerichtet, mit einer stirnseitigen Kontaktfläche 106 des Spikes 104 in Kontakt gebracht zu werden und beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers 26 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 von der stirnseitigen Kontaktfläche 106 des Spikes 104 relativ zu dem Laufflächenkontaktkörper 26 bewegt und aus einer Ausgangsposition ausgelenkt zu werden. Bei dem in der 1 dargestellten Zustand wurde der Laufflächenkontaktkörper 26 bereits mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 in Kontakt gebracht, sodass sich der Spikekontaktkörper 34 in einer aus der Ausgangsposition ausgelenkten Endposition befindet.
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Die axiale Beweglichkeit des Spikekontaktkörpers 34 zu dem Laufflächenkontaktkörper 26 wird durch Führungen im Basiskörper 38 ermöglicht. Ein Faltenbalg 36 dient zur Abschirmung der Führungen gegen Schmutz. Innerhalb des Basiskörpers 38 der Wegmesseinheit 12 ist eine elektronische Wegmesseinrichtung 40 angeordnet, welche dazu eingerichtet ist, den Auslenkungsweg des Spikekontaktkörpers 34 beim In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers 26 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 zu erfassen. Die elektronische Wegmesseinrichtung 40 ermöglicht eine automatisierte Vermessung der Spikes 104 eines Reifens 100. Der Auslenkungsweg des Spikekontaktkörpers 34 entspricht dem Verfahrweg des Spikekontaktkörpers 34 zwischen seiner Ausgangsposition und seiner Endposition. Die elektronische Wegmesseinrichtung 40 ermittelt somit den Überstand 108 des aus der Lauffläche 102 des Reifens 100 herausragenden Spikes 104.
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Der Spikekontaktkörper 34, der Faltenbalg 36, der Basiskörper 38 und die elektronische Wegmesseinrichtung 40 sind Bestandteile eines länglichen Wegmesstasters 44.
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Zum In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers 26 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 ist die Wegmesseinheit 12 über das Trägerglied 16 an einer nicht-dargestellten elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch antreibbaren Positioniereinrichtung befestigt.
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Mittels der Positioniereinrichtung kann das in den 2 und 3 dargestellte In-Kontakt-Bringen des Laufflächenkontaktkörpers 26 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 realisiert werden.
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Bei dem in der 2 dargestellten Zustand wurde die Wegmesseinheit 12 mittels der Positioniereinrichtung bereits in den Nahbereich des Spikes 104 bewegt. Zum In-Kontakt-Bringen der Laufflächenkontakteinheit 26 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 ist die Wegmesseinheit 12 nun in die Bewegungsrichtung Z abzusenken. Während des Absenkens der Wegmesseinheit 12 wird zunächst eine Tastfläche 42 des Spikekontaktkörpers 34 mit einer Kontaktfläche 106 des Spikes 104 in Kontakt gebracht. Bei einem weiteren Absenken der Wegmesseinheit 12 in Richtung der Lauffläche 102 des Reifens 100 wird der Spikekontaktkörper 34 durch den Spike 104 aus seiner Ausgangsposition linear ausgelenkt. Es kommt somit zu einer axialen Relativbewegung zwischen dem Spikekontaktkörper 34 und dem Laufflächenkontaktkörper 26.
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Die 3 zeigt die Wegmesseinheit 12, nachdem der Laufflächenkontaktkörper 26 im Nahbereich des Spikes 104 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 in Kontakt gebracht wurde. Über eine nicht-dargestellte Steuerungseinrichtung wird die Positioniereinrichtung derart gesteuert, dass die Andruckkraft, mit welcher der Laufflächenkontaktkörper 26 auf die Lauffläche 102 des Reifens 100 angedrückt wird, in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt. Hierzu ist die Steuerungseinrichtung ebenfalls mit der Kraftmesseinrichtung 24 der Messvorrichtung 10 verbunden, sodass die Positioniereinrichtung zum Einstellen einer vorgegebenen Andruckkraft in Abhängigkeit von Messwerten der Kraftmesseinrichtung 24 gesteuert werden kann. Die Steuerung der Positioniereinrichtung erfolgt dabei derart, dass eine maximale Andruckkraft nicht überschritten und eine minimale Andruckkraft nicht unterschritten wird.
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Die relative Auslenkung der Stirnseite des Spikekontaktkörpers 34 zur Stirnseite des Laufflächenkontaktkörpers 26 entspricht dem Überstand 108 des aus der Lauffläche 102 des Reifens 100 herausragenden Spikes 104. Mittels der elektronischen Messvorrichtung 40, von welcher lediglich ein Messreferenzkörper dargestellt ist, kann der Auslenkungsweg des Spikekontaktkörpers 34 ermittelt werden, wobei der Auslenkungsweg des Spikekontaktkörpers 34 dem Verfahrweg des Spikekontaktkörpers 34 zwischen seiner Ausgangsposition und seiner Endposition entspricht.
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Durch den Hubweg H der Wegmesseinheit 12 und deren federgelagerter Befestigung wird die Steigung des Kraftanstiegs beim In-Kontakt-Kommen des Laufflächenkontaktkörpers 26 mit der Lauffläche 102 des Reifens 100 reduziert. Ferner kann die Höhenpositionierung des Laufflächenkontaktkörpers 26 mit einer geringeren Genauigkeit erfolgen, da die gefederte Lagerung der Wegmesseinheit 12 etwaige Ungenauigkeiten bei der Höhenpositionierung ausgleicht. Der Vorspannweg sowie die Federkonstante des Federelements 20 sind dabei vorteilhafterweise derart ausgelegt, dass die Federkraft über den gesamten Bewegungsbereich der Wegmesseinheit 12 in einem Toleranzbereich der vorgegebenen Andruckkraft liegt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Messvorrichtung
- 12
- Wegmesseinheit
- 14
- Gehäuse
- 16
- Trägerglied
- 18a, 18b
- Lager
- 20
- Federelement
- 22
- Sicherungsring
- 24
- Kraftmesseinrichtung
- 26
- Laufflächenkontaktkörper
- 28
- Tastfläche
- 30
- Ring
- 32
- Fixierring
- 34
- Spikekontaktkörper
- 36
- Faltenbalg
- 38
- Basiskörper
- 40
- Wegmesseinrichtung
- 42
- Tastfläche
- 44
- Wegmesstaster
- 100
- Reifen
- 102
- Lauffläche
- 104
- Spike
- 106
- Kontaktfläche
- 108
- Überstand
- H
- Hubweg
- X
- Längsachse
- Z
- Bewegungsrichtung
