DE3904122A1 - Arrangement for measuring, monitoring and representing the surface temperature of a rotating object - Google Patents

Arrangement for measuring, monitoring and representing the surface temperature of a rotating object

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DE3904122A1 DE19893904122 DE3904122A DE3904122A1 DE 3904122 A1 DE3904122 A1 DE 3904122A1 DE 19893904122 DE19893904122 DE 19893904122 DE 3904122 A DE3904122 A DE 3904122A DE 3904122 A1 DE3904122 A1 DE 3904122A1
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Abstract

An arrangement for measuring, monitoring and representing the surface temperature of rotating objects such as motor vehicle tyres, rotating drive belts etc. is described. The arrangement consists essentially of an infrared sensor which is displaced parallel to the surface of the tyre etc. by means of a traversing device with displacement sensor. The tyre itself is coupled to an angle sensor which outputs a zero pulse and a specific number of pulses per revolution of the tyre. The pulses supplied by the displacement sensor and the angle sensor are evaluated in a process computer to which means for the optically perceptible representation of the surveyed surface are connected. Furthermore, a light pointer device is provided which transmits a light beam parallel to the measurement beam striking the infrared sensor. This light beam can be pivoted or guided into the axis of the measurement beam or else extend at a fixed distance from the measurement beam. By coupling the displacement sensor pulses and the angle sensor pulses after the measurement run of the tyre has ended, it is possible to use the said light beam to quickly find again a point on the surface of the tyre which is of particular interest because of its temperature so that further measures can be taken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik, wie er z.B. in dem Artikel "Ein Überwachungssystem für Drehrohr­ öfen mit Infrarotmessung" in der Zeitschrift "ZEMENT-KALK- GIPS", Nr. 3/1982 S. 132-135, Bauverlag GmbH, Wiesbaden offenbart ist.The invention is based on a prior art as he e.g. in the article "A monitoring system for rotary tube ovens with infrared measurement "in the magazine" ZEMENT-KALK- GIPS ", No. 3/1982 pp. 132-135, Bauverlag GmbH, Wiesbaden is disclosed.

Danach ist es bekannt, die Ofenmanteltemperatur eines Dreh­ rohrofens mittels eines Infrarotmeßverfahrens zu überwachen.After that it is known the furnace shell temperature of a turn to monitor the furnace by means of an infrared measuring process.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Meßverfahren für die Zwecke der Messung der Ober­ flächentemperatur insbesondere bei Automobil- und ähnlichen Reifen zu adaptieren, wobei auch die Temperatur der Reifen- Seitenwände mit überwacht werden soll. Insbesondere bestand die Aufgabe darin, eine derartige Anordnung anzugeben, mit der a) eine punktuelle Überwachung der Reifentemperatur möglich ist, und die b) die Wiederauffindung eines beson­ ders interessanten Punktes auf der Reifenoberfläche (Heiß­ punkt) nach Abschaltung des Reifenantriebes ermöglicht. Die Anordnung soll aber auch zur Überwachung etc. von Treib­ riemen und ähnlichen rotierenden Objekten geeignet sein.The present invention is based on the object such measurement method for the purpose of measuring the upper surface temperature, especially for automobiles and the like Adapt tires, whereby the temperature of the tires Side walls to be monitored with. In particular, existed the task of specifying such an arrangement with a) a punctual monitoring of the tire temperature is possible, and b) the retrieval of a particular interesting point on the tire surface (hot point) after switching off the tire drive. The arrangement is also intended for monitoring etc. of blowing belts and similar rotating objects.

Diese Aufgabe ist durch eine Anordnung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.This problem is solved by an arrangement which has the features specified in claim 1.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem auf einen Auto­ reifen bezogenen Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:In the drawing, the invention is in one on a car mature related embodiment shown. Show it:

Fig. 1 schematisch den Aufbau der Anordnung, Fig. 1 shows schematically the structure of the arrangement,

Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf die Fig. 1 in Pfeilrichtung A, Fig. 2 is a partial plan view of the Fig. 1 in the direction of arrow A,

Fig. 3 schematisch die Meßeinheit mit Infrarotsensor, Lichtzeiger und Kalibrier-Referenzelement, Fig. 3 schematically shows the measuring unit with the infrared sensor, light pointer and calibration reference element,

Fig. 4 eine Reifenabwicklung mit Temperaturmeßpunkten, Fig. 4 is a tire processing with temperature measuring,

Fig. 5 die Oszilloskopaufnahme eines Meßlaufes in einer Spur. Fig. 5 shows the oscilloscope recording of a measuring run in a track.

In Fig. 5 ist mit 1 der zu prüfende Reifen bezeichnet, der auf einer Welle 2 angeordnet ist und von einem Antriebs­ rad 3 angetrieben wird. Andere Antriebsarten des Reifens sind ebenfalls möglich, z.B. durch ein am Reifen anlie­ gendes Band, das geeignet ist, die Straße zu simulieren.In Fig. 5, 1 denotes the tire to be tested, which is arranged on a shaft 2 and is driven by a drive wheel 3 . Other types of drive for the tire are also possible, for example by means of a belt attached to the tire which is suitable for simulating the road.

Mit der Welle 2 ist ein Winkelgeber 4 fest verbunden. Als solcher Winkelgeber kann jeder konventionelle Winkelgeber verwandt werden, der einen Null-Impuls und eine der jeweils geforderten Auflösung entsprechende Anzahl von Impulsen pro Umdrehung ausgibt.An angle encoder 4 is firmly connected to the shaft 2 . Any conventional angle encoder can be used as such an angle encoder, which outputs a zero pulse and a number of pulses per revolution corresponding to the resolution required in each case.

Neben den Reifenwänden stehen unter 45° zur Welle 2 geneigt je ein Meßspiegel 7, deren Lage und Stellung insbesondere aus Fig. 2 erkennbar ist.In addition to the tire walls, a measuring mirror 7 is inclined at 45 ° to the shaft 2 , the position and position of which can be seen in particular from FIG. 2.

Vor dem Reifen 1 ist eine Meßeinheit 5 auf einer mecha­ nischen Traversiereinrichtung 6 mit Wegsensor 6 a angeordnet und durch diese parallel zur Welle 2 verschiebbar. Zur Spannungsversorgung der Traversiereinrichtung 6 mit Wegsensor 6 a, des Winkelgebers 4, der in der Meßeinheit 5 integrierten und noch zu beschreibenden IR-Sensorik, sowie eines Lichtzeigers, und ferner zur Ansteuerung eines eben­ falls noch zu beschreibenden Schrittmotors für eine Chopper- scheibe und der Traversiereinrichtung 6 mit Wegsensor 6 a und zur Kühlerregelung des IR-Sensors und zur Regelung des in der Meßeinheit enthaltenen Referenzelementes ist eine Analog-Hardware 8 vorgesehen, die aus konventionellen Bauelementen aufgebaut und daher hier nur in Kastenform wiedergegeben ist.Before the tire 1 , a measuring unit 5 is arranged on a mechanical traversing device 6 with a displacement sensor 6 a and can be displaced parallel to the shaft 2 by this. For supplying power to the traversing device 6 with displacement sensor 6 a , the angle sensor 4 , the IR sensor system integrated in the measuring unit 5 , which is yet to be described, and a light pointer, and also for controlling a stepping motor for a chopper disk, which is also to be described Traversing device 6 with displacement sensor 6 a and for cooling control of the IR sensor and for controlling the reference element contained in the measuring unit, an analog hardware 8 is provided, which is constructed from conventional components and is therefore only shown here in box form.

Die Auswertung der von der Meßeinheit 5 und von den anderen Baueinheiten ausgegebenen Signale erfolgt mittels eines Aus­ wertecomputers 9. Als solcher kann jeder geeignete Prozeß­ rechner dienen, z.B. auch ein Industrie-PC. In ihm geschieht die Analog/Digital-Wandlung der Meßdaten, die Erfassung der Winkelgeberimpulse und deren Synchronisation mit den Positionsangaben des Wegsensors der Traversiereinrichtung. Ferner wird hier die Zuordnung der Meß- zu den Positions­ werten vorgenommen, sowie die Ablaufsteuerung und die Normierung und Linearisierung der Meßwerte. Außerdem auch die Auswertung und geeignete Darstellung der Meßdaten und die Ermittlung der Abschalttemperatur und die Abschal­ tung des Reifenantriebes beim Übersteigen einer vorgegebenen absoluten oder relativen Temperatur bzw. eines Tempe­ raturgradienten.The evaluation of the signals output by the measuring unit 5 and by the other components takes place by means of an evaluation computer 9 . Any suitable process computer can serve as such, for example also an industrial PC. The analog / digital conversion of the measurement data, the acquisition of the angle encoder pulses and their synchronization with the position information of the displacement sensor of the traversing device take place in it. Furthermore, the assignment of the measured values to the position values is carried out, as well as the sequence control and the normalization and linearization of the measured values. In addition, the evaluation and suitable representation of the measurement data and the determination of the switch-off temperature and the switch-off device of the tire drive when exceeding a predetermined absolute or relative temperature or a temperature gradient.

An den Auswertecomputer 9 sind Peripherie-Geräte zur Darstellung der Meßdaten in optisch wahrnehmbarer Form angeschlossen, z.B. ein Drucker 10 und ein Plotter 11; außerdem noch ein Terminal 12 mit Tastatur 13 zur Pro­ grammierung des Computers.Peripheral devices for displaying the measurement data in an optically perceptible form are connected to the evaluation computer 9 , for example a printer 10 and a plotter 11 ; also a terminal 12 with keyboard 13 for programming the computer.

Der Aufbau der Meßeinheit 5 ist aus Fig. 3 erkennbar. In einem Gehäuse 13 ist hinter einer Optik 14 ein IR-Sensor 15 angeordnet, dessen Ausgangssignal über einen Vorver­ stärker 15 a auf den Computer 9 gegeben wird. Durch diese Elemente wird eine Meßachse 16 definiert.The structure of the measuring unit 5 can be seen from FIG. 3. In a housing 13 , an IR sensor 15 is arranged behind an optical system 14 , the output signal of which is given via a pre-amplifier 15 a to the computer 9 . A measuring axis 16 is defined by these elements.

Zwischen der Optik und dem IR-Sensor steht außerdem noch eine Chopperscheibe 17, die von einem Schrittmotor 18 ange­ trieben wird. Die Chopperscheibe dient zur Erzeugung einer Abtastfrequenz von z.B. 30 KHz.Between the optics and the IR sensor is also a chopper disk 17 , which is driven by a stepper motor 18 . The chopper disk is used to generate a sampling frequency of, for example, 30 kHz.

In dem Gehäuse 13 ist ferner noch ein Schieber 19 ange­ ordnet, der senkrecht zur Meßachse 16 verschiebbar ist, und zwar mittels eines außerhalb des Gehäuses 13 zugäng­ lichen Schieberteiles 19 a. Auf diesem Schieber sitzen ein Kalibrier-Referenzelement 20 und ein Lichtzeiger 21. Letzterer besteht aus einer Lichtquelle im Focus einer vorgeschalteten Sammellinse und einer vorgeschalteten Blende, durch die ein eng begrenzter Lichtstrahl parallel zur Meßachse 16 austritt. Außerdem enthält der Schieber ein Loch 22 durch das der Meßstrahl frei auf den IR-Sensor fallen kann, sofern dieses Loch in der Meßachse steht.In the housing 13 is also a slide 19 is arranged, which is displaceable perpendicular to the measuring axis 16 , by means of an outside of the housing 13 accessible slide part 19 a . A calibration reference element 20 and a light pointer 21 sit on this slide. The latter consists of a light source in the focus of an upstream converging lens and an upstream diaphragm through which a narrowly limited light beam emerges parallel to the measuring axis 16 . In addition, the slide contains a hole 22 through which the measuring beam can fall freely onto the IR sensor, provided that this hole is in the measuring axis.

Statt auf einem Schieber können das Kalibrier-Referenz­ element und der Lichtzeiger z.B. auch auf einer drehbaren Scheibe mit Loch angeordnet sein. Es kommt lediglich darauf an, daß das Element, der Lichtzeiger und das Loch in irgend einer zweckentsprechenden Weise in die Meßachse 16 bringbar sind. Hinsichtlich des Lichtzeigers kann dies z.B. auch dadurch geschehen, daß die optische Einrichtung (Lichtquelle, Linse, Blende) stationär gehalten wird und der Lichtstrahl durch einschwenkbare Spiegel oder durch stationäre dichroitische Spiegel in die Meßachse gebracht wird.Instead of on a slide, the calibration reference element and the light pointer can, for example, also be arranged on a rotatable disk with a hole. It is only important that the element, the light pointer and the hole can be brought into the measuring axis 16 in any suitable manner. With regard to the light pointer, this can also be done, for example, by holding the optical device (light source, lens, diaphragm) stationary and bringing the light beam into the measuring axis by pivoting mirrors or stationary dichroic mirrors.

Die vorbeschriebene Anordnung der Bauteile funktioniert in der folgenden Weise:The arrangement of the components described above works in the following way:

Zunächst wird der Schieber 19 in die Stellung "Kalibrieren" geschoben, in der das Kalibrier-Referenzelement 20 in der Meßachse 16 steht. In dieser Stellung wird der Gesamt- Meßweg durchfahren und eine Referenz-Temperaturspanne ermittelt, die im Auswertecomputer 9 in Form einer Kali­ briertabelle abgelegt wird.First, the slide 19 is pushed into the "calibrate" position in which the calibration reference element 20 is located in the measuring axis 16 . In this position, the total measuring path is traveled through and a reference temperature range is determined, which is stored in the evaluation computer 9 in the form of a calibration table.

Danach wird die gesamte Anordnung eingerichtet. Zu diesem Zwecke wird der Schieber 19 in die Stellung "Lokalisieren" geschoben, in welcher der Lichtzeiger 21 in der Meßachse 16 steht. Mittels des Lichtstrahles erfolgt die Feinju­ stierung der Meßspiegel 7 für die Seitenwandmessung, und nach Einschalten der Traversiereinrichtung 6 auch das Setzen der Rand- und Umkehrmarken der Reifenlauffläche und der Seitenflächen.Then the entire arrangement is set up. For this purpose, the slide 19 is pushed into the "locate" position in which the light pointer 21 is in the measuring axis 16 . By means of the light beam takes place the Feinju stierung the measuring mirror 7 for the side wall measurement, and after switching on the traversing device 6 also the setting of the edge and reversal marks of the tire tread and the side surfaces.

Für den nachfolgenden Meßlauf wird der Schieber 19 in die Stellung "Messen" geschoben, in der das Loch 22 in der Meßachse 16 steht und mithin die vom Reifen 1 ausgehenden IR-Strahlen frei zum Sensor 15 gelangen können.For the subsequent measuring run, the slide 19 is pushed into the "measuring" position, in which the hole 22 is in the measuring axis 16 and, consequently, the IR rays emanating from the tire 1 can reach the sensor 15 freely.

Während des Meßlaufes kann der momentane Meßort durch den Lichtzeiger, der definiert parallel nach oben zum Meß­ strahl versetzt ist, beobachtet werden.During the measuring run, the current measuring location can be determined by the Light pointer that defines parallel to the top of the measurement beam is observed.

Die einzelnen Meßpunkte werden eingelesen und im Computer den ortsbestimmenden Werten des Winkelgebers 4 und den Linearpositionswerten des Wegsensors 6 a der Traver­ siereinrichtung 6 zugeordnet. Nach erfolgter Auswertung (je nach Betriebsart) werden die Meßwerte in einem geeig­ neten Speichermedium des Computers abgelegt. Damit ist neben einer quasi On-Line-Darstellung auch die Darstellung zeitlich zurückliegender Meßwerte, z.B. in Form von Temperaturbildern, möglich.The individual measuring points are read in and assigned to the position-determining values of the angle encoder 4 and the linear position values of the displacement sensor 6 a of the traversing device 6 in the computer. After evaluation (depending on the operating mode), the measured values are stored in a suitable storage medium on the computer. In addition to a quasi on-line display, this also enables the display of measured values from the past, for example in the form of temperature images.

Zur Ermittlung eines Heißpunktes (Hot-Spot-Ermittlung), die als eine weitere Betriebsart der Anordnung anzusehen ist, muß nach Abschaltung des Meßlaufes (Freischaltung des Reifens) die örtliche Lage des Heißpunktes zur Kennzeichnung für weitere Maßnahmen schnell aufgefunden werden.To determine a hot spot (hot spot determination), which is to be regarded as a further operating mode of the arrangement, after switching off the test run (activation of the tire) the location of the hotspot for identification of further measures can be found quickly.

Hierzu wird der Computer 9 in die Betriebsart "Lokali­ sieren" gebracht und auch der Schieber 19 in die Stellung "Lokalisieren" gestellt, in welcher der Lichtstrahl ohne Versatz in der Meßachse 16 steht. Die Traversierein­ richtung 6 verfährt daraufhin die Meßeinheit 5 in die bei der Messung des Heißpunktes ermittelte "Spur". Danach wird durch Drehen des Reifens die Winkellage des Heißpunktes geortet. Die richtige Lage kann dabei durch eine optische Kennzeichnung, z.B. durch Blinken des Lichtstrahles, markiert werden.For this purpose, the computer 9 is brought into the "localize" operating mode and the slide 19 is also placed in the "localize" position, in which the light beam is in the measurement axis 16 without offset. The Traversierein device 6 then moves the measuring unit 5 in the "track" determined during the measurement of the hot spot. Then the angular position of the hot spot is located by turning the tire. The correct position can be marked by visual marking, for example by flashing the light beam.

Fig. 4 zeigt schematisch die Anordnung der Meßpunkte 23 auf einer abgewickelten Reifenfläche des Umfanges U. Fig. 4 shows schematically the arrangement of the measuring points 23 on a developed tire surface of the circumference U.

Nach den bisherigen Erläuterungen ist es verständlich, daß die Auflösung der Reifenumfangs- und Seitenflächen in die einzelnen Meßpunkte zustande kommt durch das Zusammenwirken von 1. der Rotationsgeschwindigkeit des Reifens, 2. der Chopperfrequenz, und 3. dem Seitenver­ satz der Meßeinheit 5; letztere bewirkt durch den Wegsensor 6 a der Traversiereinrichtung 6.According to the explanations so far, it is understandable that the resolution of the tire circumferential and side surfaces in the individual measuring points comes about through the interaction of 1. the rotational speed of the tire, 2. the chopper frequency, and 3. the Seitenver set of the measuring unit 5 ; the latter causes the traversing device 6 through the displacement sensor 6 a .

Unterhalb der abgewickelten Flächen sind Schalter 24 gezeigt. Diese stehen sinnbildlich für die Rand- und Umkehrmarken, die während des Vorganges "Lokalisieren" in den Computer 9 einprogrammiert werden.Switches 24 are shown below the developed areas. These symbolize the marginal and reversal marks which are programmed into the computer 9 during the "localize" process.

In Fig. 5 ist schematisch eine Oszilloskop-Aufnahme eines Meßvorganges wiedergegeben. Die Abszisse stellt dabei den vollen Reifenumfang dar, d.h. eine 360°-Drehung des Reifens. In der Ordinate ist die Temperatur aufgetragen. Die Kurve 25 ist aufgenommen bei abgeschalteter Traver­ siereinrichtung und zeigt mithin die Temperatur einer einzigen "Spur" auf dem Reifenumfang. Bei eingeschalteter Traversiereinrichtung, welche die Meßeinheit 5 z.B. um jeweils 3 mm pro Schritt weiterschaltet, erhält man somit pro 3 mm-Schritt eine solche Kurve 25.In Fig. 5 is an oscilloscope recording is schematically shown a measuring operation. The abscissa represents the full circumference of the tire, ie a 360 ° rotation of the tire. The temperature is plotted on the ordinate. The curve 25 is recorded when the traversing device is switched off and consequently shows the temperature of a single “track” on the circumference of the tire. With the traversing device switched on, which increments the measuring unit 5, for example, by 3 mm per step, one obtains such a curve 25 per 3 mm step.

Die Kurve 25 läßt mehrere Heißpunkte 26 in dieser einen abgefahrenen "Spur" erkennen. Insbesondere einen solchen Heißpunkt nach einer Drehung des Reifens von knapp 60°. Dieser Punkt führte bei der weiteren Messung zur Zer­ störung des Reifens.The curve 25 shows several hot spots 26 in this one worn "track". In particular, such a hot spot after turning the tire by almost 60 °. This point led to the destruction of the tire during the further measurement.

Die Punkte B und C stellen den Anfangs- und den Endpunkt der Umdrehung dar; sie sind auf dem Reifen somit die gleichen Punkte, woraus sich erklärt, daß an ihnen die gleiche Temperatur gemessen wird, abgesehen von geringen Meßungenauigkeiten. Points B and C represent the start and end points of the revolution; they are therefore the same points on the tire, which explains why the same temperature is measured on them, apart from slight measurement inaccuracies.

Als Abschaltkriterium für die Freischaltung des Reifens kann in den Computer 9 eine absolute Temperatur einge­ geben werden, so daß der Reifenantrieb immer dann unter­ brochen wird, wenn die Oberflächentemperatur diese absolute Temperatur übersteigt.As a switch-off criterion for the activation of the tire, an absolute temperature can be entered into the computer 9 , so that the tire drive is interrupted whenever the surface temperature exceeds this absolute temperature.

Es kann aber auch zunächst eine mittlere Reifentemperatur ermittelt und die Antriebsabschaltung derart gesteuert werden, daß diese erfolgt, wenn die Oberflächentemperatur die mittlere Reifentemperatur um einen vorgegebenen Prozentsatz überschreitet.But it can also initially be an average tire temperature determined and the drive shutdown controlled in this way be that this takes place when the surface temperature the average tire temperature by a predetermined Percentage exceeds.

Schließlich kann auch noch die Geschwindigkeit, mit welcher die Oberflächentemperatur ansteigt, als Kriterium für die Freischaltung des Reifens gewählt werden. Zu diesem Zwecke kann in den Computer ein Temperaturgra­ dient einprogrammiert werden, und wenn dieser über­ schritten wird, so wird der Reifenantrieb unterbrochen.Finally, the speed, too which increases the surface temperature as a criterion be selected for the activation of the tire. For this purpose, a temperature graph serves to be programmed, and if this over the tire drive is interrupted.

Claims (9)

1. Anordnung zur Messung, Überwachung und Darstel­ lung der Oberflächentemperatur von rotierenden Objekten, wie z.B. Automobilreifen, umlaufenden Treibriemen usw. und zur Entdeckung von Heißpunkten an deren Umfangs- und gegebenenfalls Seitenflächen, unter Verwendung eines hinter einer eine Meßachse definierenden Optik angeord­ neten Infrarotsensors (Optik + Sensor = Meßeinheit) und einer nachgeordneten Auswerteelektronik, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) die Meßeinheit (5) ist durch eine Traversier­ einrichtung (6) mit Wegsensor (6 a) parallel zur Rotationswelle (2) des Reifens (1) bzw. senkrecht zur Bewegungsrichtung des Treibriemens über eine Meßstrecke verschiebbar, die mindestens der Breite der Reifenlauffläche plus zwei Breiten der Reifenwand bzw. der Breite des Treibriemens entspricht,
  • b) in der Meßeinheit (5) ist zwischen einem IR-Sensor (15) und einer Optik (14) eine von einem Schritt­ motor (18) angetriebene Chopperscheibe (17) ange­ ordnet, die den Meßstrahl in definierten zeitlichen Abständen periodisch unterbricht,
  • c) bei der Messung von Automobilreifen ist neben den beiden Reifenwänden unter etwa 45° zur Rotations­ welle (2) je ein Meßspiegel (7) angeordnet, welche die von den Reifenwänden ausgehenden IR-Strahlen parallel zur Meßachse (16) umleiten,
  • d) mit der Rotationswelle (2) ist ein Winkelgeber (4) fest verbunden, der einen Null-Impuls und pro Reifenumdrehung eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen ausgibt, und
  • e) zur Steuerung des Schrittmotors (18), der Traver­ siereinrichtung (6) mit Wegsensor (6 a) und des Winkelgebers (4) ist eine Analog-Hardware, und zur Auswertung der Signale der Meßeinheit (5) des Winkelgebers (4) und der Traversiereinrichtung (6) mit Wegsensor (6 a) ist ein Auswertecomputer (9) vorgesehen, an den Anzeigemittel, wie z.B. Oszillo­ graph, Drucker (10), Plotter (11), Bildschirm (12), Tastatur (13) etc. angeschlossen sind, die eine optisch wahrnehmbare Darstellung der Oberflächentemperatur des gesamten Reifens bzw. des Treibriemens liefern.
1. Arrangement for measuring, monitoring and presenting the surface temperature of rotating objects, such as automobile tires, circumferential drive belts, etc., and for detecting hot spots on their circumferential and possibly side surfaces, using an infrared sensor arranged behind an optics defining a measuring axis ( Optics + sensor = measuring unit) and a downstream evaluation electronics, characterized by the following features:
  • a) the measuring unit ( 5 ) is displaceable by a traversing device ( 6 ) with a displacement sensor ( 6 a ) parallel to the rotation shaft ( 2 ) of the tire ( 1 ) or perpendicular to the direction of movement of the drive belt over a measuring path which is at least the width of the tire tread plus two widths of the tire wall or the width of the drive belt,
  • b) in the measuring unit ( 5 ) between an IR sensor ( 15 ) and an optical system ( 14 ) a chopper disk ( 17 ) driven by a stepping motor ( 18 ) is arranged, which periodically interrupts the measuring beam at defined time intervals,
  • c) when measuring automobile tires, a measuring mirror ( 7 ) is arranged next to the two tire walls at about 45 ° to the rotating shaft ( 2 ), which deflects the IR rays emanating from the tire walls parallel to the measuring axis ( 16 ),
  • d) with the rotary shaft ( 2 ) an angle encoder ( 4 ) is fixedly connected, which outputs a zero pulse and a predetermined number of pulses per tire revolution, and
  • e) for controlling the stepping motor ( 18 ), the travering device ( 6 ) with displacement sensor ( 6 a ) and the angle encoder ( 4 ) is analog hardware, and for evaluating the signals of the measuring unit ( 5 ) of the angle encoder ( 4 ) and the traversing device ( 6 ) with displacement sensor ( 6 a ) an evaluation computer ( 9 ) is provided to which display means such as Oszillo graph, printer ( 10 ), plotter ( 11 ), screen ( 12 ), keyboard ( 13 ) etc. are connected are, which provide a visually perceptible representation of the surface temperature of the entire tire or drive belt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (5) eine Lichtzeigereinrichtung (21) enthält, die einen eng begrenzten Lichtstrahl parallel zur Meßachse (16) aussendet.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the measuring unit ( 5 ) contains a light pointer device ( 21 ) which emits a narrowly limited light beam parallel to the measuring axis ( 16 ). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtzeigereinrichtung (21) in der Meßeinheit (5) wahlweise derart einstellbar ist, daß der Lichtstrahl mit der Meßachse (16) zusammenfällt.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the light pointer device ( 21 ) in the measuring unit ( 5 ) is optionally adjustable such that the light beam coincides with the measuring axis ( 16 ). 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (5) ein Kalibrier-Referenzelement (20) enthält, das zwecks Vorgabe einer Referenz-Temperatur­ spanne und Ablage einer Kalibriertabelle in dem Computer (9) in die Meßachse (16) einstellbar ist.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the measuring unit ( 5 ) contains a calibration reference element ( 20 ), the span for the purpose of specifying a reference temperature and storage of a calibration table in the computer ( 9 ) in the measuring axis ( 16 ) is. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 2-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtzeigereinrichtung (21) und das Kali­ brier-Referenzelement (20) gemeinsam auf einem Schieber (19), einer drehbaren Scheibe oder dgl. angeordnet sind, der bzw. die außerdem ein Loch (22) für den freien Durchtritt des Meßstrahles besitzt, und der bzw. die in der Weise einstellbar ist, daß entweder das Loch (22) oder das Kalibrier-Referenzelement (19) oder die Lichtzeigerein­ richtung (21) in der Meßachse (16) stehen.5. Arrangement according to claims 2-4, characterized in that the light pointer device ( 21 ) and the Kali brier reference element ( 20 ) are arranged together on a slide ( 19 ), a rotatable disc or the like. The or also has a hole ( 22 ) for the free passage of the measuring beam, and which is adjustable in such a way that either the hole ( 22 ) or the calibration reference element ( 19 ) or the Lichtzeigerein device ( 21 ) in the measuring axis ( 16 ) stand. 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswertecomputer (9) in einer solchen Weise programmiert ist, daß die mittlere Reifentemperatur ermittelt und gespeichert wird.6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the evaluation computer ( 9 ) is programmed in such a way that the average tire temperature is determined and stored. 7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Auswertecomputer (9) eine absolute Abschalttemperatur gespeichert ist, bei deren Überschreiten der Reifenantrieb (3) abgeschaltet wird.7. Arrangement according to claims 1 and 6, characterized in that an absolute switch-off temperature is stored in the evaluation computer ( 9 ), when the tire drive ( 3 ) is switched off. 8. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Auswertecomputer (9) eine relative Abschalttemperatur gespeichert ist, derart, daß der Reifenantrieb (3) abgeschaltet wird, wenn punktuell eine Reifentemperatur erreicht wird, welche die ermittelte mittlere Reifentemperatur um einen vorgegebenen Prozent­ satz oder eine vorgegebene Spanne übersteigt.8. Arrangement according to claims 1, 5 and 6, characterized in that a relative switch-off temperature is stored in the evaluation computer ( 9 ), such that the tire drive ( 3 ) is switched off when a tire temperature is reached selectively, which is the determined average tire temperature by a predetermined percentage or a predetermined range. 9. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswertecomputer (9) in einer solchen Weise programmiert ist, daß der Reifenan­ trieb (3) abgeschaltet wird, wenn punktuell oder partiell eine Temperaturzunahme eintritt, die einen vorgegebenen Temperaturgradienten übersteigt.9. Arrangement according to claims 1, 5 and 6, characterized in that the evaluation computer ( 9 ) is programmed in such a way that the Reifenan drive ( 3 ) is switched off when a temperature increase occurs selectively or partially, which a predetermined temperature gradient exceeds.
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