DE3926721A1 - Verfahren zur ermittlung der groesse des spleisses, spleissversatzes bzw. der spleissueberlappung beim aufbau von radialreifen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Spleißes, Spleißversatzes bzw. der Spleißüberlappung beim Aufbau von Radialreifen, wobei nach Aufbringen ei­ nes ersten Gürtelstreifens auf eine umlaufende Gürtel­ trommel auf diesen zumindest ein weiterer Gürtelstrei­ fen aufgewickelt wird.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine zur Durch­ führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung mit einer umlaufenden Gürteltrommel, auf die nacheinander ein er­ ster Gürtelstreifen und zumindest ein weiterer Gürtel­ streifen aufwickelbar sind.

Das Verfahren, zum Aufbau eines Gürtelreifens mehrere Gürtelstreifen (Lagen) auf eine umlaufende Gürteltrom­ mel aufzubringen, ist aus der DE-OS 34 21 831 bekannt. Diese Vorveröffentlichung beschreibt unter anderem die Möglichkeit, die Umfangsgeschwindigkeit der Gürtel­ trommel zur Anpassung an unterschiedliche Längenabmes­ sungen der zu verarbeitenden Gürtelstreifen anzupassen. Angestrebt wird ein Arbeitsergebnis, bei dem die sich gegenüberliegenden Stirnkanten der auf der Gürteltrom­ mel aufliegenden Gürtelstreifen miteinander einen Spalt - den sogenannten Spleiß - in der Größenordnung von we­ nigen zehntel Millimetern begrenzen.

Ein zu großer Spleiß (beispielsweise in der Größenord­ nung von mehr als 0,8 mm) sowie eine Spleißüberlappung oder ein zu großer Spleißversatz stellen Fehler im Rei­ fenaufbau dar, die ggf. einen Abbruch des Herstellvor­ gangs erforderlich machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die ohne ins Ge­ wicht fallende zeitliche Verzögerung die Ermittlung der Größe des Spleißes sowie etwaiger unerwünschter Stö­ rungen (zu großer Spleiß und/oder Spleißversatz und/ oder Spleißüberlappung) ermöglichen.

Die unter Anwendung der Erfindung gewonnen Erkenntnisse sollen es darüber hinaus gestatten, ggf. so rechtzeitig in den Reifenaufbauvorgang einzugreifen, daß die Ent­ stehung von Erzeugnissen mit unzureichender Qualität verhindert oder zumindest erkannt wird.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht danach darin, durch schräg auf die Außenfläche des in Frage kommenden (ersten oder zweiten oder weiteren) Gürtelstreifens auf diesem ein Linienmuster in der Weise zu erzeugen, daß sich aus der Lage bzw. dem Verlauf der einzelnen Linien eine Aussage über den Abstand zwischen der Strahlen­ quelle und der Objektaußenfläche (d. h. beispielsweise der Außenfläche des zweiten bzw. des ersten Gürtel­ streifens bzw. der Gürteltrommel) gewinnen läßt. Der Spleiß, d. h. der Spalt zwischen den Gürtelstreifenkan­ ten, stellt eine die Gürtelstreifen-Außenfläche unter­ brechende Vertiefung dar mit der Folge, daß die Linien des Linienmusters in diesem Bereich einen Versatz oder Sprung aufweisen.

Der Verlauf der Linien des Linienmusters wird mittels einer Sensoreinheit erfaßt und digitalisiert. Aus den gespeicherten Digitalwerten wird ein räumliches Ist- Bild der Spleißumgebung errechnet, aus dem die Breite und/oder ein etwaiger Versatz und/oder eine etwa vor­ handene Überlappung des Spleißes bestimmt wird bzw. be­ stimmt werden.

Abhängig von der Lage, welche die zusammengehörigen Gürtelstreifenkanten auf der Gürteltrommel bzw. auf dem ersten, auf der Gürteltrommel befindlichen Gürtelstrei­ fen einnehmen, zeigen die von der Sensoreinheit erfaß­ ten Linien des Linienmusters einen unterschiedlichen Verlauf, aus dem sich auch konkrete Größenverhältnisse - beispielsweise die Breite und Tiefe des Spleißes, das Ausmaß einer etwa vorhandenen Spleißüberlappung, die Größe eines etwa vorhandenen seitlichen Spleißversatzes - ermitteln lassen.

Wie bereits angedeutet worden ist, kann das Verfahren in entsprechender Weise auch an Gürtelstreifen zur An­ wendung kommen, die auf einen zuvor aufgebrachten Gür­ telstreifen aufgewickelt worden sind.

Im Normalfall wird das Verfahren pro Gürtelstreifen nur einmal ausgeführt, d. h. eine Überprüfung der dabei ge­ wonnenen Werte durch eine wiederholte Erfassung der Li­ nien des Linienmusters findet lediglich in Ausnahme­ fällen statt.

Zweckmäßig werden die Strahlen zur Gewinnung des Li­ nienmusters in der Weise erzeugt, daß sie bezüglich der optischen Ebene der Sensoreinheit unter einem Winkel von 30° geneigt verlaufen (Anspruch 2). Das Verfahren kann unter dem Gesichtspunkt der Beeinflussung des Ar­ beitsergebnisses folgendermaßen vorteilhaft ausgestal­ tet sein:

• - Falls ein zu großer Spleiß (insbesondere in der Größenordnung bis zu 0,8 mm) festgestellt wird, kann für den nachfolgenden Arbeitsgang die Umfangs­ geschwindigkeit der Gürteltrommel erhöht werden, um die Fehllänge des Gürtelstreifens durch Dehnung aus­ zugleichen.
• - Falls ein Spleißversatz (insbesondere bis zu 0,5 mm) festgestellt wird, kann dies durch ein akustisches und/oder optisches Signal angezeigt werden.
• - Falls der Spleiß bzw. der Spleißversatz eine vorge­ gebene Obergrenze überschreitet (insbesondere 0,8 mm bzw. 0,5 mm) oder eine Spleißüberlappung festge­ stellt wird, kann die Gürteltrommel zum Stillstand gebracht werden.

Die geschilderten Eingriffe bzw. Reaktionen können da­ bei aufgrund geeigneter Anzeigen von Hand oder auch - beeinflußt über eine geeignete Steuereinheit - automa­ tisch ausgelöst werden.

Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrich­ tung weist als wesentliche Bestandteile einen ortsfe­ sten Projektor, eine ortsfeste Kamera und einen der Ka­ mera nachgeschalteten Rechner auf.

Die optische Ebene des Projektors, der auf der Außen­ fläche des Gürtelstreifens ein sich über die Streifen­ breite erstreckendes Linienmuster erzeugt, ist bezüg­ lich der Außenfläche geneigt. Die Kamera, mittels wel­ cher die Linien des Linienmusters auf der Außenfläche erfaßbar und digitalisierbar sind, weist eine optische Ebene auf, in welcher die Drehachse der Gürteltrommel liegt. Mittels des Rechners ist aus den von der Kamera übermittelten, gespeicherten Digitalwerten ein räumli­ ches Ist-Bild der Spleißumgebung errechenbar; letzteres ermöglicht es, die Breite, einen etwaigen Versatz bzw. eine etwaige Überlappung des Spleißes zu bestimmen (An­ spruch 3).

Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, daß die optischen Ebenen des Projektors und der Kamera gegeneinander um 30° winkelversetzt sind (Anspruch 4). Die Vorrichtung kann dadurch weiter ausgestaltet sein, daß die vom Rechner bestimmten Zustandswerte mittels eines Anzeigegerätes sichtbar gemacht und/oder einer Steuereinheit zugeführt werden, über welche in den Ar­ beitsablauf - insbesondere durch Veränderung der Um­ fangsgeschwindigkeit bzw. durch Stillsetzen der Gürtel­ trommel - eingegriffen werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht einer mit einem Gürtelstreifen belegten Gürtel­ trommel,

Fig. 2 schematisch den Aufbau einer nach der erfindungsgemäßen Lehre ausgestal­ teten Vorrichtung,

Fig. 3a, b ein mittels eines Projektors auf einer ebenen Oberfläche erzeugtes Linien­ muster, von einer zugehörigen Kamera ausgesehen, bzw. einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 3a,

Fig. 4a bis d schematisiert mögliche Spleißfehler (zu große Spleißbreite, vollständige bzw. teilweise Spleißüberlappung, Spleißversatz), und

Fig. 5a bis c die mittels eines Linienmusters sicht­ bar gemachten Spleißfehler entspre­ chend Fig. 4a, b bzw. d, von einer Kamera aus gesehen.

Zum Aufbau eines Radialreifens werden beispielsweise nacheinander zwei Gürtelstreifen auf eine um eine orts­ feste Achse 1 umlaufende Gürteltrommel 2 aufgebracht. Fig. 1 zeigt den ersten, auf der Gürteltrommel auflie­ genden Gürtelstreifen 3, dessen sich gegenüberliegende Kanten 3a, 3b bezüglich der Drehachse 1 schräg ausge­ richtet sind und miteinander einen Spalt - den soge­ nannten Spleiß 4 - mit der Breite x begrenzen. Ange­ strebt wird eine Anordnung der Kanten 3a und 3b, bei welcher die Breite x lediglich wenige zehntel Millime­ ter beträgt.

Auf den ersten Gürtelstreifen 3 wird anschließend ein zweiter, nicht dargestellter Gürtelstreifen aufge­ wickelt, dessen Spleiß bezüglich des Spleißes 4 ver­ setzt liegt.

Zur Ermittlung der Größe des Spleißes, eines etwaigen Spleißversatzes bzw. einer etwaigen Spleißüberlappung ist der Gürteltrommel 2, deren Drehbewegung durch einen Pfeil 5 angedeutet ist, eine Strahlenquelle in Form ei­ nes ortsfesten Projektors 6 zugeordnet. Dieser ist in der Weise ausgebildet, daß durch die von ihm ausgehen­ den Strahlen auf der Außenfläche jedes in Betracht kom­ menden Gürtelstreifens (hier also des ersten Gürtel­ streifens 3) über dessen Breite B (vergl. dazu Fig. 1) ein Linienmuster erzeugt. Die optische Ebene 6a (und damit die von den ausgesandten Strahlen gebildete Ebene) verläuft dabei bezüglich der Außenfläche des Gürtelstreifens 3 geneigt.

In der Nähe der Gürteltrommel 2 ist weiterhin eine Sen­ soreinheit in Form einer Kamera 7 ortsfest in der Weise gehalten, daß die Drehachse 1 in ihrer optischen Ebene 7a liegt (vergl. Fig. 2).

Die Zuordnung des Projektors 6 zur Kamera 7 ist im üb­ rigen so gewählt, daß deren optische Ebenen 6a bzw. 7a miteinander einen Winkel in der Größenordnung von 30° einschließen.

Die von der Kamera aufgenommenen Bilder - im vorlie­ genden Fall also das mittels des Projektors 6 erzeugte Linienmuster - werden zur Verarbeitung in einen Rechner 8 mit einer Anzeigeeinheit 9 eingegeben. Dieser dient ggf. auch dazu, über geeignete Steuersignale eine Steu­ ereinheit 10 für den (nicht dargestellten) Antrieb der Gürteltrommel 2 zu beeinflussen. Die Beeinflussung kann beispielsweise darin bestehen, daß die Umfangsge­ schwindigkeit der Gürteltrommel 2 erhöht bzw. ernie­ drigt oder der Stillstand der Gürteltrommel herbeige­ führt wird.

Der Erfindungsgegenstand ist selbstverständlich auch dann verwendbar, wenn die Gürteltrommel in entgegenge­ setzter Richtung, also im Gegenuhrzeigersinn, umläuft.

Die grundsätzliche Arbeitsweise und Wirkung des vom Projektor 6 erzeugten Linienmusters wird durch die Dar­ stellungen in Fig. 3a, b verdeutlicht.

Die vom Projektor 6 (vergl. Fig. 2) ausgesandten und bezüglich der Außenfläche des Gürtelstreifens 3 schräg verlaufenden Strahlen 6b (vergl. Fig. 3b) erzeugen beim Auftreffen auf die genannte, nicht unterbrochene Oberfläche parallel zueinander verlaufende Geraden 6c (vergl. Fig. 3a).

Falls die zu beobachtende Oberfläche tiefer angeordnet ist - wie beispielsweise die in Fig. 3b gestrichelt dargestellte Oberfläche 2a der Gürteltrommel 2 - lie­ gen die Auftreffpunkte der Strahlen 6b weiter links: die Kamera 7 nimmt dementsprechend ein Linienmuster be­ stehend aus den in Fig. 3a strichpunktiert darge­ stellten Linien 6d wahr.

Bedingt dadurch, daß die vom Projektor 6 ausgesandten Strahlen schräg auf die zu überprüfende Oberfläche (d. h. Außenfläche eines Gürtelstreifens bzw. der Gürtel­ trommel) auftreffen, stellt die Lage der Linien des Li­ nienmusters ein Maß für den Abstand zwischen dem Pro­ jektor 6 und der Oberfläche dar.

Falls also der mit der Gürteltrommel umlaufende Gürtelstreifen 3 eine Unterbrechung - beispielsweise in Form des Spleißes 4 (vergl. dazu Fig. 1) - aufweist, stellt sich diese Unterbrechung aus der Sicht der Ka­ mera 7 als Versatz oder Sprung in den Linien des Li­ nienmusters dar. Aus den Abmessungen der Linienver­ setzung kann die Breite der Unterbrechung in Längsrich­ tung der Gürteltrommel und aus der Größe der Verschie­ bung (in Fig. 3b nach links) die Tiefe der Unterbre­ chung bestimmt werden.

Durch das Zusammenwirken des Projektors 6 und der Ka­ mera 7 mit der Gürteltrommel 2 und dem bzw. den darauf befindlichen Gürtelstreifen ist es also möglich, mit­ tels des Rechners 8 aus den von der Kamera 7 übermit­ telten Digitalwerten ein räumliches Ist-Bild der hier interessierenden Spleißumgebung zu errechnen und über die bereits erwähnte Anzeigeeinheit 9 sichtbar zu ma­ chen.

Zu den beim Reifenaufbau auftretenden Spleißfehlern, die ggf. einen Abbruch des Herstellvorgangs erforder­ lich machen, zählen die nachfolgend angesprochenen Er­ scheinungsformen:

• - unerwünscht großer Spleiß, d. h. die Breite x des Spaltes zwischen den zusammengehörigen Kanten 3a und 3b des Gürtelstreifens 3 überschreitet einen Grenzwert in der Größenordnung von wenigen zehntel Millimetern (Fig. 4a).
• - Spleißüberlappung, d. h. die Kanten 3a und 3b über­ decken sich gegenseitig vollständig unter Bildung einer Verdickung (Fig. 4 b).
• - Teilweise Spleißüberlappung, d. h. die Kanten 3a und 3b liegen teilweise übereinander und bilden dement­ sprechend teilweise einen Spleiß (Fig. 4c).
• - Spleißversatz, d. h. die Kanten 3a und 3b stoßen aneinander und verschieben sich seitlich um den als Kantensprung gezeichneten Betrag k (Fig. 4d). Fig. 5 läßt erkennen, in welcher Weise die Spleißfehler durch Erzeugung eines Linienmusters sichtbar gemacht und von einer Kamera aufgenommen werden können:
• - Fig. 5a zeigt das Linienmuster für eine Erschei­ nungsform entsprechend Fig. 4a: x ist die Spleißbreite, t die Tiefe des beobachteten Spaltes.
• - Fig. 5b zeigt das Linienmuster für eine Erschei­ nungsform gemäß Fig. 4b und
• - Fig. 5c zeigt ein Linienmuster mit dem Kanten­ sprung k für eine Erscheinungsform gemäß Fig. 4d.

Aus den von der Kamera 7 erfaßten Linienmustern läßt sich mittels des Rechners 8 ein räumliches Ist-Bild der Spleißumgebung errechnen, welches mittels der bereits erwähnten Anzeigeeinheit 9 sichtbar gemacht werden kann.

Aus dem errechneten räumlichen Bild läßt sich eine Aus­ sage darüber gewinnen, welche Größe die beobachteten Abweichungen im Linienmuster aufweisen. Der Rechner 8 kann daher gleichzeitig dazu benutzt werden, durch Steuersignale - die aus einem Vergleich zwischen den errechneten Ist-Werten und vorgegebenen Soll-Werten ge­ wonnen werden - über die Steuereinheit 10 den Antrieb der Gürteltrommel 2 zu beeinflussen.

Der Rechner kann dabei insbesondere in der Weise wirk­ sam sein, daß die Gürteltrommel stillgesetzt wird, falls der errechnete Spleiß bzw. Spleißversatz einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet oder eine Spleiß­ überlappung festgestellt wird.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbe­ sondere darin, daß innerhalb kurzer Zeit durch berüh­ rungsfreie Abtastung die Breite des Spleißes bzw. et­ waige Spleißfehler ermittelt werden können mit der wei­ teren Möglichkeit, in den Herstellvorgang einzugreifen bzw. die Entstehung von Ausschußerzeugnissen zu verhin­ dern.

Die Erfindung führt dabei zu brauchbaren Ergebnissen, obwohl eine sich schnell bewegende Oberfläche abgeta­ stet werden muß, die in optischer Hinsicht - weil tief­ schwarz, glänzend, unregelmäßig - als problematisch an­ zusehen ist.

Claims (4)

1. Verfahren zur Ermittlung der Größe des Spleißes, Spleißversatzes bzw. der Spleißüberlappung beim Auf­ bau von Radialreifen, wobei nach Aufbringen eines ersten Gürtelstreifens auf eine umlaufende Gürtel­ trommel auf diesen zumindest ein weiterer Gürtel­ streifen aufgewickelt wird, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß durch Strahlen auf der Außenfläche jedes Gürtelstreifens ein sich über dessen Breite oder einen Teil seiner Breite erstreckendes Linienmu­ ster erzeugt wird, wobei die Strahlenebene bezüg­ lich der Außenfläche geneigt verläuft;
• - daß die Linien des Linienmusters mittels einer Sensoreinheit erfaßt und digitalisiert werden, deren optische Ebene senkrecht zur Außenfläche ausgerichtet ist,
• - und daß aus den gespeicherten Digitalwerten ein räumliches Ist-Bild der Spleißumgebung errechnet wird, anhand dessen die Breite, ein etwaiger Ver­ satz bzw. eine etwa vorhandene Überlappung des Spleißes bestimmt wird bzw. werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen in der Weise erzeugt werden, daß sie bezüglich der optischen Ebene der Sensoreinheit unter einem Winkel von 30° geneigt verlaufen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, mit einer umlaufenden Gürteltrommel (2), auf die nacheinander ein erster Gürtelstreifen (3) und zumindest ein weiterer Gür­ telstreifen aufwickelbar sind, gekenn­ zeichnet

• - durch einen ortsfesten Projektor (6), dessen optische Ebene (6a) bezüglich der Außenfläche des Gürtelstreifens (3) geneigt ist und der auf dieser ein sich über die Streifenbreite (B) oder einen Teil der Streifenbreite erstreckendes Linienmuster (6c bzw. 6d) erzeugt;
• - durch eine ortsfeste Kamera (7), mittels welcher die Linien (6c bzw. 6d) des Linienmusters auf der Außenfläche erfaßbar und digitalisierbar sind, wobei die Drehachse (1) der Gürteltrommel (2) in der optischen Ebene (7a) der Kamera liegt;
• - und durch einen der Kamera (7) nachgeschalteten Rechner (8), mit dem aus den von der Kamera über­ mittelten, gespeicherten Digitalwerten ein räum­ liches Ist-Bild der Spleißumgebung errechenbar und daraus die Breite (x), ein etwaiger Versatz (k) bzw. eine etwaige Überlappung des Spleißes be­ stimmbar ist bzw. sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Ebenen (6a bzw. 7a) des Projek­ tors (6) und der Kamera (7) gegeneinander um 30° winkelversetzt sind.