DE19944314A1 - Prüfgerät für Reifen - Google Patents
Prüfgerät für ReifenInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfgerät für Reifen mit einer Positioniervorrichtung für den zu prüfenden Reifen und einer Laser-Prüfvorrichtung. Erfindungsgemäß umfaßt die Prüfvorrichtung mehrere Meßköpfe, insbesondere Lasermeßköpfe, um die Prüfzeit zu verkürzen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind in jeden Meßkopf mehrere Beobachtungseinheiten und zugehörige Beleuchtungsquellen integriert.
Description
Die Neuerung betrifft ein Prüfgerät für Reifen mit einer Positioniervorrichtung für
den zu prüfenden Reifen und mit einer Prüfvorrichtung, insbesondere einer Laser-
Prüfvorrichtung.
Derartige Prüfgeräte sind in der Praxis bereits bekannt. Sie können in einer Druck
kammer bzw. Unterdruckkammer angeordnet sein. Bei der Positioniervorrichtung
handelt es sich vorzugsweise um einen Auflagetisch mit einer Öffnung, beispiels
weise einer kreisförmigen Öffnung, in deren Bereich sich die Prüfvorrichtung, bei
spielsweise eine Laser-Prüfvorrichtung, befindet. Die Laser-Prüfvorrichtung kann
auch von oben in den Reifen gefahren werden. Die Laser-Prüfvorrichtung (Meß
sonde, Laserprüfsonde) kann vorzugsweise verschwenkt werden, um einen gewis
sen Bereich, beispielsweise den gesamten Innenbereich des Reifens, zu überstrei
chen und dabei den Reifen zu überprüfen, beispielsweise auf Fehlstellen. Wenn
sich das Prüfgerät innerhalb einer Vakuumkammer befindet, treten Fehlstellen auf
grund des Unterdrucks besser hervor und können von der Prüfvorrichtung bzw. La
ser-Prüfvorrichtung auch besser und zuverlässiger erfaßt werden.
Aufgabe der Neuerung ist es, ein Prüfgerät dieser Art zu verbessern.
Gemäß der Neuerung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Prüfvorrichtung
mehrere Meßköpfe bzw. Laser-Meßköpfe aufweist. Hierdurch kann die Zeit, die für
die Prüfung des Reifens benötigt wird, verkürzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Prüfvorrichtung ist vorzugsweise drehbar gelagert. Statt dessen oder zusätzlich
kann auch die Positioniervorrichtung des Reifens drehbar gelagert sein. Durch eine
Drehung der Prüfvorrichtung mit den darauf befindlichen Meßköpfen und/oder der
Positioniervorrichtung mit dem zu prüfenden Reifen wird eine Relativbewegung
bzw. Relativdrehung zwischen Meßköpfen und Reifen erzielt.
Vorteilhaft sind dabei die Meßköpfe in einem gleichen Winkelabstand voneinander
angeordnet. Beispielsweise können drei Meßköpfen vorgesehen sein, deren Win
kelabstand voneinander jeweils 120° beträgt. Bei der Verwendung von zwei Meß
köpfen beträgt deren Winkelabstand voneinander vorzugsweise 180°, bei vier Meß
köpfen vorzugsweise jeweils 90°. Es ist allerdings auch möglich, noch mehr Meß
köpfe anzuordnen. Hierdurch erhöht sich der apparative Aufwand, die Prüfzeit kann
allerdings noch weiter verringert werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Meß
köpfe an der Prüfvorrichtung verstellbar gelagert sind. Vorzugsweise ist jeder ein
zelne Meßkopf auf der Prüfvorrichtung verstellbar und jeweils arretierbar angeord
net. Die Verstellung kann automatisch oder manuell erfolgen. Die Meßköpfe kön
nen nach außen und innen verstellbar sein, vorzugsweise in radialer Richtung in
bezug auf die Drehachse der Prüfvorrichtung. Statt dessen oder zusätzlich können
die Meßköpfe nach oben und unten verstellbar sein, vorzugsweise parallel zur
Drehachse der Prüfvorrichtung und/oder der Positioniervorrichtung, die vorzugs
weise vertikal verlaufen. Statt dessen oder zusätzlich können die Meßköpfe in ihrer
Orientierung verstellbar sein bzw. in der Orientierung der Kamera des jeweiligen
Meßkopfes.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist ein Spiegel vorgesehen. Vor
zugsweise sind mehrere Spiegel vorgesehen, vorzugsweise entsprechend der An
zahl der Meßköpfe. Durch die Verwendung von entsprechend angeordneten Spie
geln können auch ansonsten schwer zugängliche Stellen des Reifens überprüft
werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zeichnet sich das Prüfgerät für Reifen
dadurch aus, daß zumindest ein Meßkopf mit einer Mehrzahl von Beobachtungs
einheiten und diesen zugeordneten Beleuchtungsquellen vorgesehen ist.
Die Beobachtungseinheiten sind in den Meßkopf integriert. Sie sind zusammen mit
den Beleuchtungsquellen als Einheit bewegbar montiert. Durch die Mehrzahl von
Beobachtungseinheiten in einem Meßkopf können mehrere Bereiche des zu prü
fenden Reifens gleichzeitig beobachtet und geprüft werden. Hierdurch läßt sich die
erforderliche Prüfzeit wesentlich verkürzen. Durch die Integration in jeweils einen
Meßkopf wird die Bewegungssteuerung der Beobachtungseinheiten bzw. Beleuch
tungsquellen vereinfacht.
In Weiterbildung der Erfindung sind jeder der Beobachtungseinheiten eine Mehr
zahl von Beleuchtungsquellen zugeordnet. Vorzugsweise sind Laserlichtquellen in
zwei Reihen angeordnet, wobei jede der Beobachtungseinheiten zwischen zwei
Reihen der Laserlichtquellen angeordnet ist. Die Anordnung der Beleuchtungs
quellen auf verschiedenen Seiten der Beobachtungseinheit bewirkt eine Ausleuch
tung des zu prüfenden Reifenbereiches aus verschiedenen Richtungen und erlaubt
eine verbesserte Beobachtung des Reifens.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt der Meßkopf einen
modulartigen Aufbau. Er besteht aus mehreren zusammensetzbaren Meßkopfseg
menten mit jeweils einer Beobachtungseinheit und mehreren, dieser zugeordneten
Beleuchtungsquellen.
Jede der Beobachtungseinheiten kann eine Kamera aufweisen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann jede der Beobachtungseinheiten
mehrere Kameras aufweisen, wobei den Kameras auch ein Strahlteiler vorge
schaltet sein kann, aber nicht sein muß, der bewirkt, daß jede Kamera einen eige
nen Bereich beobachtet. Das von der Reifenoberfläche zurückgeworfene Objekt
licht wird von dem Strahlteiler in mehrere Bereiche aufgeteilt und den einzelnen
Kameras zugeführt. Die Kameras können auch einzelne Bereiche getrennt auf
nehmen. Der Beobachtungsbereich der entsprechenden Beobachtungseinheit wird
von dem Strahlteiler also in mehrere Beobachtungsbereiche aufgeteilt, so daß jede
Kamera einen eigenen Bereich sieht. Durch die Anordnung mehrerer Kameras in
einer Beobachtungseinheit wird die laterale Auflösung der Beobachtungseinheit
verbessert.
In Weiterbildung der Erfindung können die Beobachtungseinheiten und/oder die
Beleuchtungseinheiten um zumindest eine Achse schwenkbar und/oder entlang
zumindest einer Achse verfahrbar ausgebildet sein.
Die Beobachtungseinheiten und/oder die Beleuchtungsquellen können relativ zu
dem jeweiligen Meßkopf bewegbar sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Beobachtungs
einheiten und/oder die Beleuchtungsquellen zusammen mit dem Meßkopf als Ein
heit bewegbar sein.
Vorzugsweise ist jeder Meßkopf in mehreren Achsen schwenkbar und verfahrbar
ausgebildet. Hierdurch wird eine große Beweglichkeit des Meßkopfes und der darin
integrierten Beobachtungseinheiten und Beleuchtungsquellen erreicht. Der zu prü
fende Reifen kann abgefahren werden, wobei der Meßkopf jeweils in die für die
Prüfung des Reifens günstigste Position gebracht werden kann.
Die notwendige Relativbewegung zwischen Meßkopf und Reifen kann auch durch
eine entsprechende Bewegung der Positioniervorrichtung für den zu prüfenden
Reifen erreicht werden. Aufgrund des Gewichts des Reifens und der Positioniervor
richtung kann es jedoch vorteilhaft sein, den Meßkopf zu bewegen. Die notwendi
gen Stellantriebe können leichter gebaut sein und die Verfahrbewegung kann
leichter bewerkstelligt werden.
In Weiterbildung der Erfindung kann jeder der Beobachtungseinheiten und/oder den
Beleuchtungsquellen zumindest ein Spiegel zugeordnet sein. Mit Hilfe derartiger
Spiegel sind auch schwer zugängliche Stellen des Reifens beobachtbar bzw. über
prüfbar. Vorzugsweise sind die Spiegel jeweils schwenkbar und/oder verfahrbar
ausgebildet, insbesondere jeweils mehrachsig, um die Reifenoberfläche entspre
chend abfahren zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das Prüf
gerät für Reifen dadurch aus, daß eine Einrichtung zur Erfassung der Größe
und/oder Position des Reifens und eine Steuervorrichtung vorgesehen sind, die den
zumindest einen Meßkopf entsprechend der erfaßten Größe und/oder Position des
Reifens positioniert. Unabhängig von der Anzahl der Meßköpfe und/oder der Beob
achtungseinheiten und Beleuchtungsquellen besitzt eine solche Anordnung den
Vorteil, daß der Prüfvorgang weitgehend automatisiert bewerkstelligt werden kann
und sich das Prüfgerät selbständig auf den jeweiligen Reifentyp adaptiert. Die
Steuereinrichtung bestimmt automatisch die notwendige Meßkopfposition und posi
tioniert den bzw. die Meßköpfe derart, daß die Prüfung des Reifens erfolgen kann.
Unabhängig vom Reifentyp wird der Meßkopf stets automatisch in die richtige Prüf
position relativ zum Reifen gebracht. Die Positionierung kann gegebenenfalls durch
eine entsprechende Bewegung des Reifens mit Hilfe dessen Positioniervorrichtung
erfolgen. Vorzugsweise jedoch werden die Meßköpfe in ihre Prüfposition verfahren
und verschwenkt.
Die Erfassung der Reifengröße und/oder Position kann gemäß einer Ausführung
der Erfindung über eine Anordnung erfolgen, welche die Reifengröße, insbesonde
re dessen Durchmesser und Breite über Schattenprojektion ermittelt. Hierzu ist zu
mindest eine Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung des Reifens und eine Beobach
tungseinheit vorgesehen, die den vom Reifen projizierten Schatten erfaßt. Vor
zugsweise wird hierbei der Reifen quer zur Beleuchtungsrichtung bewegt. Aus der
Bewegung des Reifens und dem sich dabei ändernden Schattenwurf lassen sich
Innen- und Außendurchmesser des Reifens sowie seine Breite bestimmen. Die Be
stimmung der Reifengröße kann auch mit anderen Mitteln, z. B. Lichtschranken,
erfolgen. Da der Reifen in das Gerät transportiert wird, kann die Bewegung des
Reifens in Verbindung mit Lichtschranken zur Durchmesserbestimmung benutzt
werden.
Um Gewebeschäden im Reifen erfassen zu können, kann in Weiterbildung der Er
findung das Prüfgerät eine Röntgeneinrichtung zum Röntgen des Reifens aufwei
sen.
Ferner kann ein Spannungsprüfgerät mit zumindest einer Elektrode und einem mit
dieser zusammenwirkenden Gegenstück vorgesehen sein, wobei die Elektrode und
das Gegenstück auf unterschiedlichen Reifenseiten positionierbar sind. Das Ge
genstück kann vorzugsweise als Metallwalze ausgebildet sein, die der Abfahrbe
wegung der Elektrode auf der gegenüberliegenden Reifenseite durch eine Abwälz
bewegung folgt. Wird an die Elektrode, die als Drahtbügel, -kette und dergleichen
ausgebildet sein kann, Spannung, insbesondere Hochspannung, angelegt, können
Nagellöcher im Reifen sowie andere Beschädigungen dieser Art leicht erfaßt wer
den.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht ferner darin, daß eine Über
druckprüfung zur Erfassung von Karkassenschwächungen erfolgt. Mittels einer
Überdruckvorrichtung wird der Reifen mit Überdruck beaufschlagt. Bei der sich er
gebenden Aufblähung des Reifens sind die Stellen, an denen die Karkasse ge
schwächt ist, leicht erkennbar, da hier eine stärkere beulenartige Aufweitung er
folgt.
Darüber hinaus kann mittels einer Kamera mit Bildverarbeitungssystem eine Ober
flächenkontrolle der Innenseite für Risse erfolgen.
Vorzugsweise besitzt das Reifenprüfgerät eine Einrichtung zur gemeinsamen Er
gebnisdarstellung der verschiedenen Einzelprüfungen. Die Karkassenbewertung
aufgrund mehrerer der genannten Methoden erlaubt eine sichere Prüfung des Rei
fens.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der
beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Prüfgerät für Reifen mit einer Vakuumkammer in geöffneter Position
in einer Seitenansicht,
Fig. 2 das Prüfgerät mit Vakuumkammer gemäß Fig. 1 in geschlossener Stel
lung, ebenfalls in einer Seitenansicht,
Fig. 3 einen Teil des Prüfgeräts in einer Ansicht von oben
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Meßkopf mit mehreren Beobachtungseinheiten
und diesen zugeordneten Beleuchtungsquellen gemäß einer bevorzug
ten Ausführung der Erfindung,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Meßkopfes aus Fig. 4,
Fig. 6 einen Meßkopf mit daran schwenkbar befestigten Beobachtungseinhei
ten und Beleuchtungsquellen gemäß einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 7 einen einzelnen Meßkopf in schematischer Darstellung, die die Beweg
barkeit des Meßkopfes zeigt,
Fig. 8 ein Prüfgerät mit mehreren Meßköpfen gemäß einer bevorzugten Aus
führung der Erfindung in schematischer Darstellung, die die mehrachsige
Bewegbarkeit der einzelnen Meßköpfe zeigt,
Fig. 9 einen einzelnen Meßkopf mit einer Beobachtungseinheit und zugeord
neten Beleuchtungsquellen, der die Innenoberfläche des Reifens mittels
eines Spiegels beleuchtet und beobachtet,
Fig. 10 eine Beobachtungseinheit mit zwei Kameras und einem diesen vorge
schalteten Strahlteiler gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfin
dung, bei der der Sichtbereich der Beobachtungseinheit auf die beiden
Kameras aufgeteilt ist,
Fig. 11 die Anordnung einer Beleuchtungsquelle und einer Beobachtungseinheit
zur Erfassung des Außendurchmessers des Reifens mittels Schatten
projektion in einer schematischen Darstellung,
Fig. 12 die Anordnung einer Beleuchtungsquelle und einer Beobachtungseinheit
zur Bestimmung des Innendurchmessers des Reifens in einer Darstel
lung ähnlich Fig. 11,
Fig. 13 die Anordnung mehrerer Beleuchtungsquellen und zweier Beleuchtungs
schirme zur Bestimmung des Innen- und Außendurchmessers des Rei
fens sowie dessen Breite mittels Schattenprojektion gemäß einer bevor
zugten Ausführung der Erfindung,
Fig. 14 eine Röntgeneinheit zum Röntgen des Reifens, um Gewebeschäden im
Reifen zu erkennen, und
Fig. 15 eine Spannungs-Prüfeinheit zur Hochspannungs-Strommessung zur
Überprüfung des Reifens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Prüfgerät für Reifen gezeigt, das einen Meßkopf 1 aufweist, der sich
im Innenbereich eines Reifens 3 befindet. Das Prüfgerät ist von einer Vakuum
kammer 2 umgeben, die eine Haube 4 aufweist, die an einem vertikal beweglichen
Schlitten 5 angeordnet ist. Der Schlitten 5 ist in einer Führung 6 vertikal beweglich.
Er kann nach unten in die in Fig. 2 gezeigte geschlossene Stellung verfahren wer
den, in der die Haube 4 dichtend auf dem Tisch 7 aufliegt. In dieser Stellung wird
innerhalb der Haube 4 durch eine Vakuumpumpe (in der Zeichnung nicht darge
stellt) ein Vakuum angelegt, so daß Fehlstellen des Reifens 3 besser erfaßt werden
können.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich weist das Prüfgerät eine Prüfvorrichtung 8 auf, die aus
einem Tisch und vier Laser-Meßköpfen 9, 10, 11, 12 besteht, die auf dem Tisch 8 in
einem Winkelabstand von jeweils 90° voneinander angeordnet sind. Die Prüfvor
richtung 8 ist um ihre vertikale Mittenachse 13 drehbar gelagert.
Der Reifen 3 liegt auf einem seine Positioniervorrichtung bildenden Tisch 14 auf,
der in seiner Mitte eine mit der vertikalen Achse 13 konzentrische, kreisförmige Öff
nung aufweist, innerhalb der sich die Prüfvorrichtung 8 befindet. Der Tisch 14 kann
drehbar gelagert sein. Die Prüfvorrichtung kann auch von oben in den Reifen be
wegt werden.
Die Prüfvorrichtung 8 ist in vertikaler Richtung, also längs der Achse 13, verstellbar.
Sie wird zunächst nach unten unterhalb des Niveaus des Tisches 14 verfahren.
Nachdem der Reifen 3 auf den Tisch 14 aufgelegt worden ist, fährt die Prüfvorrich
tung 8 in vertikaler Richtung nach oben in die Arbeitsstellung, in der sie sich inner
halb der Öffnung des Tisches 14 und innerhalb des Reifens 3 befindet. Durch eine
Drehung von 90° um die Achse 13 können sämtliche Laser-Meßköpfe 9-12 den
gesamten Innenbereich des Reifens 3 überstreichen und prüfen.
Oberhalb des Reifens 3 sind Spiegel 15 angeordnet (in der Fig. 3 ist aus Gründen
der vereinfachten zeichnerischen Darstellung nur ein Spiegel 15 gezeigt). Jedem
Laser-Meßkopf 9-12 ist ein Spiegel 15 zugeordnet; der in der Fig. 3 zeichnerisch
dargestellte Spiegel 15 ist dem Laser-Meßkopf 11 zugeordnet. Durch den Spiegel
ist es möglich, die obere Mantelfläche des Reifens 3 zu prüfen. Zur Prüfung der
unteren Mantelfläche des Reifens wird der Reifen gewendet.
Die Meßköpfe 9-12 sind an der Prüfvorrichtung 8 verstellbar angeordnet. Sie kön
nen in radialer Richtung in bezug auf die vertikale Achse 13 nach außen und innen
verstellt werden. Ferner können sie nach oben und unten verstellt werden. Schließ
lich kann die Orientierung der Kameras der Laser-Meßköpfe 9-13 verändert wer
den. Durch eine Veränderung der Kameraorientierung kann beispielsweise erreicht
werden, daß die Kamera von oben nach unten "blickt" oder von innerhalb des Rei
fens nach oben.
Durch die Neuerung wird ein weiterentwickeltes Reifenprüfgerät geschaffen, das
die Besonderheit aufweist, daß mehrere Meßköpfe an unterschiedlichen Positionen
verwendet werden können. Hierdurch wird Prüfzeit eingespart, da mehrere Sekto
ren gleichzeitig oder praktisch gleichzeitig aufgenommen und geprüft werden kön
nen. Zudem vereinfacht sich der Drehvorgang des Meßkopfes und/oder des Rei
fens, da nicht mehr eine Relativ-Drehmöglichkeit über 360° vorgesehen werden
muß, sondern eine entsprechend geringere Relativ-Drehmöglichkeit, je nach An
zahl der verwendeten Meßköpfe. Die Anordnung der Meßköpfe kann so gewählt
werden, daß sie unterschiedliche Sektoren des Reifens gleichzeitig erfassen oder
den Reifen gleichzeitig in unterschiedlichen Ansichten messen oder beides. Bei
spielsweise können mit zwei Meßköpfen gleichzeitig zwei Sektoren der Lauffläche
eines Reifens geprüft werden. Es ist allerdings auch möglich, gleichzeitig eine An
sicht der Lauffläche und gleichzeitig eine Ansicht im Wulst- oder Seitenwandbereich
des Reifens zu prüfen.
Zusätzlich können die mehreren Meßköpfe auch um die Reifenachse 13 gedreht
werden. Bei der Verwendung von beispielsweise vier Meßköpfen und einer Mög
lichkeit, diese vier gleichmäßig am Umfang verteilten Meßköpfe um 45° zu drehen
können acht Sektoren der Reifenlauffläche innerhalb der ansonsten erforderlichen
Zeit für zwei Einzelaufnahmen erfaßt werden.
Die Anzahl der Meßköpfe kann variiert werden. Beispielsweise könnten drei Meß
köpfe in drei Positionen verwendet werden oder zwei Meßköpfe in zwei Positionen.
Nach einer anderen vorteilhaften Anordnung können zwei Meßköpfe für die Sei
tenwand des Reifens und zwei Meßköpfe für die Lauffläche des Reifens verwendet
werden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Meßkopf gemäß einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung, in den eine Mehrzahl von Beobachtungseinheiten 16 sowie eine
Mehrzahl von Beleuchtungsquellen 17 integriert sind. Als Beleuchtungsquellen 17
sind vorzugsweise Laserlichtquellen vorgesehen. Die Beobachtungseinheiten 16
besitzen eine oder mehrere Kameras, wie noch erläutert werden wird.
Wie Fig. 4 zeigt, ist der Meßkopf 18 aus vier identischen Meßkopfsegmenten 19,
20, 21, 22 aufgebaut, die jeweils eine Beobachtungseinheit 16 und 14 Beleuch
tungsquellen 17 besitzen. Die Beobachtungseinheiten 16 sind paarweise diametral
gegenüberliegend angeordnet, die Teilung zwischen den Beobachtungseinheiten
16 ist gleichmäßig und beträgt im gezeigten Fall 45°.
Bei jedem Meßkopfsegment sind die Beleuchtungsquellen 17 in zwei zueinander
parallelen Reihen angeordnet, wobei die jeweils zugehörige Beobachtungseinheit
16 zwischen den Beleuchtungsquellen 17 liegt bzw. zwischen den Beleuchtungs
quellen hindurch schaut (vgl. Fig. 5).
Die Meßkopfsegmente 19, 20, 21, 22 bzw. die jeweiligen Beleuchtungseinheiten 16
und Beleuchtungsquellen 17 können an dem Meßkopf 18 starr montiert und mit
diesem zusammen als Einheit bewegbar gelagert bzw. geführt sein. Gemäß einer
weiteren Ausführung der Erfindung (vgl. Fig. 6) kann jedoch auch vorgesehen sein,
daß die einzelnen Meßkopfsegmente, d. h. die einzelnen Beobachtungseinheiten 16
mit den diesen zugeordneten Beleuchtungsquellen 17 an dem Meßkopf 18 beweg
lich gelagert sind. Insbesondere können die Beobachtungseinheiten 16 mit den zu
gehörigen Beleuchtungsquellen 17 um eine Achse schwenkbar an dem Meßkopf 18
gelagert sein. Hierdurch kann zum einen der Meßkopf 18 als Ganzes mit den darin
integrierten Beobachtungseinheiten 16 und Beleuchtungsquellen 17 verfahren bzw.
gedreht und geschwenkt werden. Zum anderen können die Beobachtungseinheiten
16 noch relativ zum Meßkopf 18 geschwenkt und auf die abzufahrende Reifenober
fläche ausgerichtet werden, wodurch eine optimale Beobachtung der zu prüfenden
Reifenoberfläche ermöglicht wird. Wie Fig. 6 zeigt, liegen die Schwenkachsen 23
der Meßkopfsegmente 19, 20, 21 und 22 in der Rotationsebene des Reifens 3, und
zwar in tangentialer Richtung zu einem gedachten Kreis um die Rotationsachse des
Reifens. Der Meßkopf 18 selbst ist entlang einer zur Rotationsebene des Reifens 3
senkrechten Achse 24 verfahrbar, d. h. bei liegendem Reifen höhenverstellbar. Zu
sätzlich kann der Meßkopf 18 als Ganzes um die Achse 24 gedreht werden, so daß
die Beobachtungseinheiten 16 die Innenoberfläche des Reifens 3 absuchen kön
nen.
Die Antriebe zum Verfahren des Meßkopfes 18 können sich innerhalb oder außer
halb des Reifens 3 befinden. Fig. 7 zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der der
Meßkopf 18 an einem Portal 25 gelagert ist. Ein sich von dem Portal 25 nach unten
erstreckender Halter 26 für den Meßkopf 18 kann an dem Portal 25 zweiachsig
verfahren werden, und zwar entlang der in Fig. 7 mit 27 bezeichneten Achse und
entlang einer hierzu senkrechten Achse. Ferner kann der Halter 26 um seine
Längsachse bzw. um eine zur Auflagefläche der Positioniervorrichtung 14 für den
Reifen 3 senkrechte Achse gedreht werden. Der Meßkopf 18 kann entlang dem
Halter 26 entlang der Achse 28 auf- und abgefahren werden. Die Höhenverstellbar
keit des Meßkopfes 18 entlang der Achse 28 kann auch durch Verstellung des
Halters 26 selbst, insbesondere durch Längeneinstellung des Halters 26 erfolgen.
Wie Fig. 7 zeigt, ist der Meßkopf 18 ferner schwenkbar um eine Achse 29 an dem
Halter 26 befestigt. Die Schwenkachse 28 des Meßkopfes 18 steht vorzugsweise
senkrecht zur Drehachse des Halters 26.
Der Meßkopf 18 oder gegebenenfalls eine Mehrzahl von Meßköpfen ist also ober
halb des Reifens angeordnet und von oben her angelenkt und gelagert. Wie Fig. 7
zeigt, ermöglicht die hängende Lagerung des Meßkopfes eine vereinfachte Ausbil
dung der Unterlage, auf der der Reifen abgestützt wird. Insbesondere kann die
Unterlage 14 durchgehend, beispielsweise als einfache Platte ausgebildet sein. In
der Unterlage brauchen keine Ausnehmungen, Öffnungen oder dergleichen vorge
sehen sein, in denen der Meßkopf aufgenommen sein und durch die der Meßkopf
verfahren werden kann (vgl. Fig. 7).
Um die Reifenprüfung in verkürzter Zeit bewerkstelligen zu können, können mehre
re Meßköpfe 18 vorgesehen sein, die ebenfalls jeweils mehrachsig bewegbar gela
gert sind. Wie Fig. 8 zeigt, können drei Meßköpfe 18 vorgesehen sein, von denen
zwei die Innenseite der Reifenkarkasse und einer deren Außenseite prüft. Vor
zugsweise sind die Meßköpfe ähnlich der zuvor beschriebenen Ausführung an ei
nem Halter 26 befestigt, der an einem Portal gelagert sein kann. Der Halter 26 ist in
der zuvor beschriebenen Weise entlang der Achse 28 höhenverstellbar und um
seine Längsachse drehbar. Die Meßköpfe 18 sind jeweils an dem Halter 26
mehrachsig verstellbar befestigt. Zum einen können sie entlang radialer Achsen 30
verfahren werden, d. h. sie sind in ihrem Abstand von dem Halter 26 einstellbar.
Hierdurch kann das Prüfgerät auf unterschiedliche Reifendurchmesser eingestellt
bzw. angepaßt werden. Ferner sind alle Meßköpfe 18 um je eine Schwenkachse 29
schwenkbar an dem Ausleger 31 gelagert, durch den sie mit dem Halter 26 verbun
den sind. Die Schwenkachsen der Meßköpfe 18 erstrecken sich vorzugsweise tan
gential zu gedachten Kreisen um die Rotationsachse des Reifens 3. Ferner sind die
Meßköpfe 18 zur Inspektion der Innenseite des Reifens 3 höhenverstellbar relativ
zu dem Halter 26, und zwar entlang der in Fig. 8 mit 32 bezeichneten Achsen, die
sich parallel zur Verstellachse 28 des Halters 26 erstrecken. Die Meßköpfe 18 kön
nen also zusammen mittels des Halters 26 höhenverstellt werden, darüber hinaus
kann eine Höhenverstellung der Meßköpfe 18 relativ zu dem Halter 26 entlang der
Achsen 32 erfolgen.
Die umfassende Verstellbarkeit der Meßköpfe 18 getrennt voneinander oder si
multan miteinander erlaubt zum einen eine optimale Anstellung der einzelnen Meß
köpfe an den jeweils zu prüfenden Reifenabschnitt. Zum anderen kann nach der
individuellen Justierung der Reifen mit einer einfachen kinematischen Steuerung,
nämlich einer Drehung des Halters 26 um seine Längsachse, abgefahren werden.
Die Beleuchtung und/oder die Beobachtung der Reifenoberfläche kann auch über
Spiegel erfolgen. Hierzu ist jeder Beobachtungseinheit 16 sowie den zugehörigen
Beleuchtungsquellen 17 ein Spiegel 33 zugeordnet, der das von den Beleuch
tungsquellen 17 ausgehende Licht auf den zu beobachtenden Reifenbereich wirft.
Die Beobachtungseinheiten 16 beobachten den beleuchteten Bereich ebenfalls
über den Spiegel 33. Wie Fig. 9 zeigt, kann dieser Spiegel 33 im Reifeninneren an
geordnet sein, um die Innenseite des Reifens zu prüfen. In vorteilhafter Weise ist
der Spiegel mehrachsig verfahrbar und schwenkbar, um exakt derart justiert zu
werden, daß der jeweils gewünschte Bereich des Reifens beleuchtet und beob
achtet werden kann. Mit Hilfe eines derartigen Spiegels 33 können auch schwer
zugängliche Stellen, in die der relativ sperrige Meßkopf 18 nur schwer positionier
bar wäre, beobachtet und geprüft werden.
Um die laterale Auflösung der Beobachtungseinheiten 16 zu verbessern, können
diese jeweils zwei Kameras 34 aufweisen, denen ein Strahlteiler 35 vorgeschaltet
ist, wie Fig. 10 zeigt. Der Strahlteiler 35 teilt den von der Beobachtungseinheit 16
zu beobachtenden Bereich in zwei Bereiche auf, die von jeweils einer Kamera 34
beobachtet werden. In Fig. 10 ist die obere Hälfte 36 des Beobachtungsbereiches
für die obere Kamera 34 und die untere Hälfte 37 des beobachteten Bereiches der
Reifeninnenseite für die in Fig. 10 untere Kamera 34 sichtbar. Obwohl dies in Fig.
10 nicht gezeigt ist, sind die beiden Kameras 34 sowie der Strahlteiler 35 und die
diesem vorgeschaltete Optik 38 zweckmäßigerweise zu einer Einheit zusammen
gefaßt, die in den entsprechenden Meßkopf 18 integriert ist.
Um den Prüfvorgang weitestgehend zu automatisieren, stellt sich die Prüfvorrich
tung von selbst auf unterschiedliche Reifentypen ein. Hierzu wird die Reifengröße
und die Position des Reifens auf der Positioniervorrichtung erfaßt und die notwen
digen Meßkopfpositionen selbständig bestimmt. Vorzugsweise erfolgt die Bestim
mung des Außen- und Innendurchmessers sowie der Breite des Reifens mittels
Schattenprojektion.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist hierzu eine Beleuchtungs
quelle 39 auf einer Seite des Reifens 3 und eine Beobachtungseinheit 40 auf einer
anderen Seite des Reifens angeordnet. Die Beobachtungseinheit 40 ist dabei derart
angeordnet, daß sie das auf der der Beleuchtungsquelle 39 gegenüberliegenden
Seite des Reifens 3 ankommende Licht erfaßt, wenn der Reifen dem von der Be
leuchtungsquelle 39 ausgehenden Licht nicht im Wege liegt. Wie Fig. 11 zeigt, kann
dies auch mittels eines Spiegels 41 erfolgen, der der Beleuchtungsquelle 39 dia
metral gegenüberliegend angeordnet ist und das von der Beleuchtungsquelle 39
kommende Licht zur Beobachtungseinheit 40 umlenkt.
Der Reifen 3 wird quer zur Richtung des sich von der Beleuchtungsquelle 39 aus
breitenden Lichts bewegt und durch den entsprechenden Lichtstrahl geführt. Aus
der Dauer des Schattenwurfs des Reifens 3 und der Bewegungsgeschwindigkeit
bzw. aus dem Weg des Reifens läßt sich der Außendurchmesser des Reifens 3
bestimmen. Anstelle der Bewegung des Reifens 3 kann auch die Beleuchtungs
quelle 39 mit dem Spiegel 41 bzw. der Beobachtungseinheit 40 bewegt werden.
Fig. 12 zeigt die Anordnung einer weiteren Beleuchtungsquelle, eines weiteren
Spiegels und einer weiteren Beobachtungseinheit zur Bestimmung des Innen
durchmessers des Reifens 3. Die Anordnung ist derart getroffen, daß der Licht
strahl durch die Innenausnehmung des Reifens 3 treten kann. Der Reifen 3 kann
wiederum quer zur Lichtstrahlrichtung bewegt werden. Ansonsten entspricht die
Anordnung gemäß Fig. 12 dem in Fig. 11 gezeigten Prinzip.
Die Größe und/oder Position des Reifens 3 kann auch mit Hilfe einer Vielzahl von
Beleuchtungsquellen 42 bestimmt werden. Wie Fig. 13 zeigt, sind bei dieser Anord
nung eine erste Reihe von Beleuchtungsquellen 42 auf einer ersten Seite des Rei
fens 3 angeordnet, wobei die Reihe länger ist als der maximale Durchmesser des
Reifens 3. Eine zweite Reihe von Beleuchtungsquellen 43 ist auf einer Seite des
Reifens gegenüberliegend dessen Umfangsfläche angeordnet, wobei die Reihe
länger ist als die maximale Breite des Reifens 3. Den Beleuchtungsquellen 42 und
43 sind auf der jeweils gegenüberliegenden Seite des Reifens 3 Schirme 44 bzw.
45 zugeordnet, die das jeweils außen am Reifen vorbeitretende bzw. durch die In
nenausnehmung des Reifens 3 hindurchtretende Licht erfassen. Aus dem jeweili
gen Schattenwurf des Reifens 3 kann dessen Breite, Innendurchmesser und Au
ßendurchmesser bestimmt werden.
Eine in den Figuren nicht dargestellte Steuereinrichtung wertet die die Größe und
Position des Reifens repräsentierenden Daten aus und steuert die Antriebe der
Meßköpfe derart an, daß die Meßköpfe automatisch in ihre jeweilige Prüfposition
gefahren werden. Hierbei kann gegebenenfalls auch der Reifen 3 entsprechend
bewegt werden.
Um eine vollständige Prüfung des Reifens zu erreichen, besitzt das Prüfgerät ne
ben der optischen Beobachtungs- bzw. Prüfvorrichtung noch weitere Prüfeinheiten.
In Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere eine Röntgeneinrichtung 46 vor
gesehen sein. Diese kann einen Röntgenkopf 47 mit einer daran angeordneten
Röntgenquelle 48 sowie einen damit zusammenwirkenden Detektor 49 aufweisen.
Zweckmäßigerweise ist der Röntgenkopf 47 und der damit zusammenwirkende
Detektor 49 auf gegenüberliegenden Seiten des Reifenmantels positionierbar, so
daß die Reifenwandung von den Röntgenstrahlen durchleuchtet werden kann. Der
Röntgenkopf 47 und der Detektor 49 sind dabei derart verfahrbar, daß die Reifen
wandung zur Gänze abgefahren werden kann. Gegebenenfalls kann auch der Rei
fen entsprechend bewegt werden. Zweckmäßigerweise wird der Röntgenkopf 47
bewegt, um diesen zu positionieren. Das Abfahren des Reifens erfolgt dann durch
eine Drehung des Reifens um seine Rotationsachse. Mit Hilfe einer solchen Rönt
geneinrichtung können Gewebeschäden im Reifen erfaßt werden (vgl. Fig. 14).
In Weiterbildung der Erfindung kann ferner ein Spannungsprüfgerät 50 zur Hoch
spannungs-Strommessung von zum Beispiel Nagellöchern im Reifen 3 vorgesehen
sein. Das Spannungsprüfgerät 50 weist, wie Fig. 15 zeigt, eine Hochspannungse
lektrode 51, die als Drahtbügel, -ketten und dergleichen ausgebildet sein kann, so
wie eine Metallwalze 52 auf, die mit der Hochspannungselektrode 51 zusammen
wirkt. Die Hochspannungselektrode 51 und die Metallwalze 52 sind auf gegenüber
liegenden Seiten des Reifens 3 positionierbar, derart, daß die Reifenwandung zwi
schen der Hochspannungselektrode 51 und der Metallwalze 52 zu liegen kommt.
Durch eine entsprechende Relativbewegung zwischen dem Reifen 3 und der Hoch
spannungselektrode 51 sowie der Metallwalze 52 wird der Reifen abgefahren, wo
bei die Elektrode 51 und die Metallwalze 52 stets gegenüberliegend verbleiben. Bei
Nagellöchern und dergleichen kommt es zu Spannungsdurchschlag, der die ent
sprechende Beschädigung im Reifen anzeigt.
Ferner kann der Reifen 3, ohne daß dies in den Zeichnungen gezeigt wäre, einer
Überdruckprüfung für Karkassenschwächungen oder einer Oberflächenkontrolle
der Innenseite für Risse mittels einer Kamera mit Bildverarbeitungssystem unter
worfen werden. Ebenfalls nicht dargestellt in den Zeichnungen ist eine Einrichtung,
mit Hilfe derer eine gemeinsame Ergebnisdarstellung der verschiedenen Einzel
prüfungen bewerkstelligt und die entsprechende Karkassenbewertung durchgeführt
werden kann.
Claims (22)
1. Prüfgerät für Reifen mit einer Positioniervorrichtung (14) für den zu prüfenden
Reifen (3) und mit einer Prüfvorrichtung (8), insbesondere einer Laser-
Prüfvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Prüfvorrichtung (8) mehrere Meßköpfe (9, 10, 11, 12), insbesondere
Laser-Meßköpfe umfaßt.
2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung
(8) und/oder die Positioniervorrichtung (4) drehbar gelagert ist.
3. Prüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß
köpfe (9-12) in einem gleichen Winkelabstand voneinander angeordnet sind.
4. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Meßköpfe (9-12) an der Prüfvorrichtung 8 verstellbar gelagert
sind.
5. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß ein oder mehrere Spiegel (15) vorgesehen sind.
6. Prüfgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Meßkopf (18) mit einer Mehrzahl von Beobachtungsein
heiten (16) und diesen zugeordneten Beleuchtungsquellen (17) vorgesehen
ist.
7. Prüfgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei jeder der Beobach
tungseinheiten (16) eine Mehrzahl von Beleuchtungsquellen (17) zugeordnet
sind, wobei vorzugsweise jede der Beobachtungseinheiten (16) zwischen zwei
Reihen von Laserlichtquellen angeordnet ist.
8. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Meßkopf
(18) einen modulartigen Aufbau besitzt.
9. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Beobach
tungseinheit (16) zumindest eine Kamera aufweist.
10. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Beobach
tungseinheit (16) mehrere Kameras (34) besitzt.
11. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beobach
tungseinheiten (16) und/oder die Beleuchtungsquellen (17) zusammen mit
dem Meßkopf (18) als Einheit bewegbar sind.
12. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beobach
tungseinheiten (16) und/oder die Beleuchtungsquellen (17) relativ zu dem
Meßkopf (18) bewegbar sind.
13. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beobach
tungseinheiten (16) und/oder die Beleuchtungsquellen (17) um zumindest eine
Achse schwenkbar und/oder entlang zumindest einer Achse verfahrbar aus
gebildet sind.
14. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Meßkopf
(18) in mehreren Achsen (27, 28, 29, 30, 32) schwenkbar und verfahrbar aus
gebildet ist.
15. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Beob
achtungseinheiten (16) und/oder der Beleuchtungsquellen (17) zumindest ein
Spiegel (33) zugeordnet ist, wobei vorzugsweise der Spiegel jeweils
schwenkbar und/oder verfahrbar ausgebildet ist.
16. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung
(39, 40, 41; 42, 43, 44, 45) zur Erfassung der Größe und/oder Position des
Reifens (3) und eine Steuereinrichtung, die den zumindest einen Meßkopf
(18) entsprechend der erfaßten Größe und/oder Position des Reifens positio
niert, vorgesehen sind.
17. Prüfgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Einrichtung zumin
dest eine Beleuchtungsquelle (39; 42, 43) zur Beleuchtung des Reifens (3)
und eine Beobachtungseinheit (40; 44, 45) aufweist, die den vom Reifen (3)
projizierten Schatten erfaßt.
18. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rönt
geneinrichtung (40) zum Röntgen des Reifens (3) vorgesehen ist.
19. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Spannungs-
Prüfgerät (50) mit zumindest einer Elektrode (51) und einem mit dieser zu
sammenwirkenden Gegenstück (52) vorgesehen ist, wobei die Elektrode und
das Gegenstück auf unterschiedlichen Reifenseiten positionierbar sind.
20. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Überdruck
vorrichtung zur Beaufschlagung des Reifens (3) mit Überdruck vorgesehen ist.
21. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Oberflä
chen-Prüfvorrichtung mit einer Kamera und einem daran angeschlossenen
Bildverarbeitungssystem vorgesehen ist.
22. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung
zur gemeinsamen Ergebnisdarstellung verschiedener Einzelprüfungen vorge
sehen ist.
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