EP4419321A1

EP4419321A1 - Verfahren zur klassierung der oberflächentextur von kautschukprodukten

Info

Publication number: EP4419321A1
Application number: EP22761402.1A
Authority: EP
Inventors: Marco Rudolph; Muizzuddin Faiz BIN MOHMAD FAUZI
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2024-08-28
Also published as: DE102021211888A1; WO2023066433A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten, insbesondere von Reifenkomponenten in der Runderneuerung von Reifen, das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines Kautschukprodukts, umfassend eine zumindest teilweise vulkanisierte Kautschukmischung, b) Bearbeiten einer Oberfläche des Kautschukprodukts durch Abtragen von Material mit einem oder mehreren Werkzeugen, und c) Klassieren der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche mit einer Klassierungseinheit, wobei die Klassierungseinheit umfasst: i) zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung der Oberfläche des Kautschukprodukts mit einem Einfallswinkel von mehr als 10°, ii) zumindest eine Bildaufnahmeeinrichtung zur Erfassung der Oberfläche des Kautschukprodukts in dem von der Beleuchtungsvorrichtung beleuchteten Bereich, und iii) zumindest eine mit der Bildaufnahmeeinrichtung verbundene elektronische Datenverarbeitungseinrichtung.

Description

Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten, insbesondere von Reifenkomponenten in der Runderneuerung von Reifen und ein Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens sowie eine Vorrichtung zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten. Offenbart werden zudem ein Computerprogrammprodukt und eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Die Herstellung von modernen Fahrzeugreifen ist ein aufwendiges und relativ kostenintensives Verfahren, bei dem regelmäßig erhebliche Mengen an wertvollen Rohstoffen eingesetzt werden müssen. Aus diesem Grund wurden Verfahren zur Runderneuerung von Altreifen entwickelt, mit denen es möglich ist, einen großen Anteil von Altreifen wiederzuverwerten. Die bekannten Verfahren zur Runderneuerung basieren im Wesentlichen darauf, dass der alte, zumeist verschlissene Laufstreifen abgetragen wird, sodass ein neuer Laufstreifen auf die unterliegende Karkassenoberfläche aufgebracht werden kann.

Unter den Verfahren zur Runderneuerung ist unter anderem die sogenannte kalte Runderneuerung („cold retread“) von Bedeutung. In diesem Verfahren wird der alte Laufstreifen des Altreifens von der Karkasse abgetragen, beispielsweise durch Schleifen. Dadurch bleibt ein Altreifen zurück, dessen mit Gummi belegte Karkassenoberfläche aufgeraut ist („casing“). Kennzeichnend für die kalte Runderneuerung ist, dass die neuen Laufstreifen hierbei vorvulkanisiert („pre-cured“) werden, sodass sie im kalten Runderneuerungsprozess, wie er beispielsweise in Kaltrunderneuerungswerken (sogenannten „retread shops“) durchgeführt wird, auf die Casings aufgebracht werden können. Die belastbare Verbindung zwischen dem Altreifen und dem neuen Laufstreifen wird durch ein geeignetes Haftmittel gewährleistet, welches eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Komponenten erzeugt. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Vulkanisation eines schwefelhärtbaren Haftmittels, beispielsweise einer Kautschukmischung.

Im Gegensatz hierzu wird in der sogenannten heißen Runderneuerung („hot retread“) eine vulkanisierbare Kautschukmischung auf die Karkassenoberfläche aufgebracht und anschließend in einer Vulkanisationsvorrichtung so vulkanisiert, dass eine dauerhafte Verbindung zu der Karkassenoberfläche hergestellt und gleichzeitig ein Laufstreifenprofil in der Oberfläche des Laufstreifens erzeugt wird.

Damit eine langfristige und feste Verbindung zwischen den Reifenkomponenten entstehen kann, ist auf der freigelegten Karkassenoberfläche bzw. auf der Rückseite der vorvulkanisierten Laufstreifen eine spezifisch eingestellte Rauheit nötig. Diese eingestellte Rauheit muss in einem spezifischen Bereich liegen, der nicht zu groß und nicht zu klein gewählt werden darf. Wird diese spezifische Rauheit nicht eingestellt, kann sich der Laufstreifen bei der Verwendung des runderneuerten Reifens lösen, was unbedingt vermieden werden muss. Dies kann beispielsweise dadurch bedingt sein, dass die Adhäsion in zu glatten Bereichen unzureichend ist oder dass die Kontaktierung der beiden Komponenten mit dem Haftmittel unzureichend ist, da dieses sich in den Vertiefungen der Raustruktur einer zu rauen Oberfläche sammelt. Aus diesem Grund werden die Oberfläche des weitgehend vom alten Laufstreifen befreiten Altreifens bzw. die Oberfläche des aufzubringenden neuen Laufstreifens im Stand der Technik mit matenalabtragenden Verfahren aufgeraut. Im Stand der Technik erfolgt die Bestimmung der dabei erzeugten Rauheit, d.h. die Bewertung der Oberflächenstruktur, dabei zumeist mittels einer visuellen Sichtprüfung durch die eingesetzten Arbeitskräfte unter Zuhilfenahme von standardisierten Rauheitsproben, mit denen die erzeugten Oberflächentexturen vordefinierten Klassen zugeordnet werden können. Diese vordefinierten Referenzoberflächen dienen somit der manuellen Klassierung der Oberflächentextur, wobei die eingesetzten Arbeitskräfte neben der Oberflächentextur häufig auch die Belegung der Oberfläche mit abgetragenen Material bewerten, um diese ggf. mit weiteren Reinigungsmaßnahmen zu verbessern, und grobe Materialfehler (bspw. makroskopische Defekte oder nicht aufgeraute Bereiche, sogenannte „shiny spots“) zu identifizieren.

Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur wird regelmäßig als nachteilig empfunden. Es stellt hohe Anforderungen an die Qualifikation der eingesetzten Arbeitskräfte, damit diese die Oberflächentextur zuverlässig klassieren können. Zudem ist die manuelle Sichtprüfung sehr zeitaufwendig und benötigt zur Gewährleistung einer akzeptablen Durchsatzrate häufig eine Vielzahl an Arbeitskräften. Somit wird das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren regelmäßig als wenig zeit- und kosteneffizient empfunden.

Trotz aller Sorgfalt der eingesetzten Arbeitskräfte kann es bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren trotzdem dazu kommen, dass Reifenkomponenten mit ungeeigneten Oberflächentexturen in die weitere Verarbeitung gelangen, insbesondere, wenn die eingesetzten Arbeitskräfte müde und/oder unkonzentriert sind und dadurch für eine fehlerhafte Bewertung anfälliger werden. Entsprechende Fehlklassierungen können zu ungewolltem Ausschuss in der Produktion von runderneuerten Reifen führen. In besonders schweren Fällen, wenn entsprechende Unzulänglichkeiten nicht frühzeitig erkannt werden, könnten entsprechende Reifen im späteren Betrieb eine erhöhte Fehleranfälligkeit aufweisen, was unbedingt vermieden werden muss.

Zudem ist es mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht möglich, die vorgeschaltete Bearbeitung der Oberflächen der Reifenkomponenten automatisch an die erzielte Oberflächentextur anzupassen, wenn Abweichungen in der Oberflächenklassierung vom vorgesehenen Klassierungsbereich beobachtet werden.

Es war die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile auszuräumen oder zumindest zu verringern.

Insbesondere war es somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten, insbesondere von Reifenkomponenten in der Runderneuerung von Reifen anzugeben, welches eine zuverlässige Klassierung der bearbeiteten Kautschukprodukte ermöglicht und damit eine gleichbleibende Qualität der mit diesen Kautschukprodukten hergestellten runderneuerten Reifen zuverlässig gewährleisten kann.

Insoweit war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das Verfahren zur Klassierung besonders kosten- und zeiteffizient durchführbar sein sollte. Hierbei war es besonders wünschenswert, dass das anzugebende Verfahren auch im kontinuierlichen Betrieb einsetzbar sein sollte.

Zusätzlich war es eine Aufgabe, das anzugebende Verfahren so auszugestalten, dass die Bearbeitung der Oberflächen des Kautschukprodukts in Abhängigkeit der beobachteten Klassierung der Oberflächentextur regelbar sein sollte, bevorzugt bereits dann, wenn sich Abweichungen aus dem Bereich der akzeptablen Klassen erst andeuten.

Das anzugebende Verfahren zur Klassierung sollte idealerweise in der Lage sein, die bei der Klassierung eingesetzten Arbeitskräfte zu unterstützen oder diese sogar zumindest teilweise zu ersetzen.

Es war eine Aufgabe des anzugebenden Verfahrens, dass dieses eine möglichst objektive Bewertung der Oberflächentextur ermöglichen und damit zu einer Verbesserung des Prüfprozesses führen sollte.

Hierbei war es eine ergänzende Vorgabe, dass das anzugebende Verfahren idealerweise dazu geeignet sein sollte, auf der Oberfläche der Kautschukprodukte auch aufliegende Fremdobjekte, insbesondere Reste des abgetragenen Materials, sowie sonstige Fehler, beispielsweise makroskopische Defekte oder unbearbeitete Stellen, sicher zu identifizieren.

Es war eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren so ausgestaltet sein sollte, dass mit dem Verfahren neben einer grundsätzlichen Klassierung auch Informationen über die tatsächliche Rauheit bzw. Oberflächentopografie der Oberfläche gewonnen werden können.

Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren hinsichtlich der Klassierung der Oberflächentextur vergleichsweise flexibel ausführbar sein sollte, um das anzugebende Verfahren auf die Bedürfnisse verschiedener Kautschukprodukte abzustimmen. Hierbei war es wünschenswert, dass das anzugebende Verfahren eine hohe Betriebssicherheit aufweisen und idealerweise als kontaktloses Verfahren ausführbar sein sollte.

Zudem war es wünschenswert, dass das anzugebende Verfahren einen gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Automatisierungsgrad aufweist und idealerweise durch die Kombination von am Markt verfügbaren Komponenten realisierbar sein sollte.

Vor diesem Hintergrund war es eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens sowie eine Vorrichtung zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten anzugeben.

Darüber hinaus war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten anzugeben.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nunmehr erkannt, dass die vorstehend genannten Aufgaben überraschenderweise gelöst werden können, wenn in einem Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten eine Klassierungseinheit eingesetzt wird, wie es in den Ansprüchen definiert ist.

Die vorstehend genannten Aufgaben werden entsprechend durch Verfahren und Vorrichtungen gelöst, wie sie in den Ansprüchen definiert sind. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.

Solche Merkmale erfindungsgemäßer Verfahren und Vorrichtungen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit anderen als bevorzugt bezeichneten Merkmalen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter erfindungsgemäßer Vorrichtungen sowie der offenbarten Computerprogrammprodukte und Steuerungsvorrichtungen ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter Verfahren.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten, insbesondere von Reifenkomponenten in der Runderneuerung von Reifen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines Kautschukprodukts, umfassend eine zumindest teilweise vulkanisierte Kautschukmischung, b) Bearbeiten einer Oberfläche des Kautschukprodukts durch Abtragen von Material mit einem oder mehreren Werkzeugen, und c) Klassieren der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche mit einer Klassierungseinheit, wobei die Klassierungseinheit umfasst: i) zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung der Oberfläche des Kautschukprodukts mit einem Einfallswinkel von mehr als 10°, ii) zumindest eine Bildaufnahmeeinrichtung zur Erfassung der Oberfläche des Kautschukprodukts in dem von der Beleuchtungsvorrichtung beleuchteten Bereich, und iii) zumindest eine mit der Bildaufnahmeeinrichtung verbundene elektronische Datenverarbeitungseinrichtung.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das zu bearbeitende Kautschukprodukt, bei dem es sich beispielsweise um einen Laufstreifen oder um einen zumindest teilweise von dem alten Laufstreifen befreiten Altreifen handeln kann, hergestellt oder bereitgestellt werden. Das Bereitstellen kann beispielsweise durch das Einkäufen der entsprechenden Komponente von einem Zulieferer erfolgen. Das Herstellen erfolgt hingegen beispielsweise durch das Abtragen eines alten Laufstreifens von einem Altreifen oder durch das Herstellen eines vorprofilierten Laufstreifens durch Vulkanisation.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich bei dem Kautschukprodukt jedoch auch um einen Altreifen handeln, dessen alter Laufstreifen erst im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Werkzeuge entfernt wird.

Erfindungsgemäß umfasst das Kautschukprodukt eine zumindest teilweise vulkanisierte Kautschukmischung. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis ist dies nicht nur für Altreifen der Fall, sondern auch für die in der kalten Runderneuerung eingesetzten, vorvulkanisierten („pre-cured“) Laufstreifen. Es hat sich als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen, dass die in den Kautschukprodukten enthaltene Kautschukmischung nicht vollständig vulkanisiert sein muss, auch wenn dies für die meisten Anwendungen als vorteilhaft angesehen werden kann. Dadurch ist es auch nicht nötig, bei dem Kautschukprodukt zu untersuchen, ob dieses bereits vollständig vulkanisiert ist, was angesichts der komplexen Materialstruktur von vulkanisierten Kautschukmischungen ggf. schwierig sein kann.

In Schritt b) erfolgt das Bearbeiten einer Oberfläche der Reifenkomponente, d. h. zumindest einer Oberfläche der Reifenkomponente. Dies erfolgt durch Abtragen von Material mit einem oder mehreren Werkzeugen in einem materialabtragenden Verfahren und dient zumindest auch dem Zweck, die Oberfläche des Kautschukprodukts aufzurauen.

Die Verfahrensschritte a) und b) entsprechend den dem Fachmann bekannten Arbeitsschritten, mit denen die Oberfläche eines hergestellten oder bereitgestellten Kautschukprodukts aufgeraut wird. In dem Verfahrensschritt c) erfolgt das Klassieren der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche, welches im Stand der Technik -wie vorstehend erläutert- zumeist von Arbeitskräften durch Sichtprüfung durchgeführt wird, denen hierfür definierte Oberflächen vergleichbarer Kautschukprodukte als Vergleich an die Hand gegeben werden, die bekannten Klassen der Klassifikation zugeordnet sind. In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt im Gegensatz hierzu ein Klassieren mit einer Klassierungseinheit, sodass es sich um eine automatische Klassierung handelt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Schritt des Klassierens bzw. die Klassierung, dass eine Oberfläche einer von mehreren Klassen einer Klassifikation zugeordnet wird, die wiederum mittels Klassifizierung erzeugt wurde. Eine solche einer Klasse der Klassifikation zugeordnete Oberfläche ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine klassierte Oberfläche bzw. eine Oberfläche mit einer bestimmten Klassierung.

In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis bedeutet der Schritt des Klassierens dabei, dass der bearbeiteten Oberfläche als Ganzes oder Teilbereichen der Oberfläche in Abhängigkeit von der Oberflächentextur, d. h. in der Praxis der mittleren Oberflächentextur, ein zur Klassierung geeigneter Indikator zugewiesen wird. Dies bedeutet, dass der bearbeiteten Oberfläche bzw. den Teilbereichen eine Klasse zugeordnet wird, die eine summarische Obereinheit für Oberflächen mit hinsichtlich der Oberflächenparameter vergleichbaren Eigenschaften darstellt.

In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis ist die Abweichung zwischen den Oberflächentexturen mehrerer bearbeiteter Oberflächen, die durch das Klassieren der gleichen Klasse zugeordnet werden, im Mittel geringer als zwischen Oberflächen, die unterschiedlichen Klassen zugeordnet sind. Das Konzept der Klassierung von Oberflächentexturen von bearbeiteten Oberflächen ist dem Fachmann im Bereich der Bearbeitung von Kautschukprodukten dabei grundsätzlich bekannt. Angesichts der vielfältigen möglichen Oberflächenbeschaffenheiten und der großen Menge an pro Zeiteinheit zu bewertenden Oberflächen ist eine genauere Charakterisierungsmethode, beispielsweise die präzise Bestimmung der Oberflächenrauheit, nämlich regelmäßig nicht effizient möglich und zudem in dieser Präzision häufig auch nicht nötigt.

Die Klassierungseinheit umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung, die der Beleuchtung der Oberfläche des Kautschukprodukts dient. Darüber hinaus umfasst die Klassierungseinheit eine Bildaufnahmeeinrichtung, die die Oberfläche des Kautschukprodukts im beleuchteten Bereich erfasst. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis können hierbei mehrere Beleuchtungsvorrichtungen und/oder mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen sein.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Beleuchtung der Oberfläche des Kautschukprodukts durch die zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Einfallswinkel von mehr als 10°. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis entspricht der Einfallswinkel dem Winkel zwischen dem einfallenden Strahl, bzw. dem zentralen Strahlengang der Beleuchtungsvorrichtung, und dem Lot der Oberfläche am Punkt des Auftritts des Strahls.

Hierdurch wird ausgedrückt, dass die Beleuchtung der Oberfläche des Kautschukproduktes schräg erfolgt, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass die Beleuchtungsvorrichtung unter einem Winkel seitlich des Kautschukprodukts angeordnet wird. Diese Form der seitlichen Beleuchtung erzeugt auf der rauen Oberfläche des Kautschukprodukts einen Schattenverlauf (Hell- und Dunkelfeldeffekt; sog. „dark field effect“ und „light field effect“). Dieser Schattenverlauf kann mit der Bildaufnahmeeinrichtung erfasst werden. Die Bildaufnahmeeinrichtung ist nunmehr mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verbunden, durch die die Klassierung in Abhängigkeit von der Aufnahme der Bildaufnahmeeinrichtung erfolgt.

Wie vorstehend erläutert, kann hierbei eine Klassierung der Gesamtoberfläche erfolgen. Bevorzugt ist insbesondere mit Blick auf die benötigte Rechenleistung und auf den Erhalt einer ortsaufgelösten Bewertung der Oberflächenqualität jedoch ein Verfahren, bei dem eine Vielzahl von Teilbereichen der Oberfläche jeweils einer separaten Klassierung unterzogen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Oberfläche des Kautschukprodukts durch ein theoretisches Gittermuster in eine Vielzahl von theoretischen Kacheln unterteilt wird, in denen jeweils die Klassierung erfolgt. Alternativ können zur Einteilung in Teilbereiche auch andere Ordnungskriterien verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, die Unterteilung an der Oberflächentextur auszurichten, um Teilbereiche ähnlicher Beschaffenheit voneinander abzugrenzen und anschließend zu klassieren.

Vorteilhafterweise kann bei diesem Vorgehen eine Gesamtbewertung der Oberfläche des Kautschukprodukts durch Auswertung der Teilklassierungen erfolgen. So kann beispielsweise die Gesamtbewertung bei der Verwendung von den Klassen zugeordneten numerischen Werten durch das arithmetische Mittel oder den Median der Teilklassierung bestimmt werden, wobei auch Ausschlusskriterien vorgesehen werden können, die zum Beispiel eine maximale Anzahl von Teilklassierungen einer bestimmten Klasse erlauben.

Besonders bevorzugt ist es bei der Gesamtbewertung beispielsweise, dass eine maximale Anzahl von Teilbereichen definiert wird, die oberhalb und/oder unterhalb eines als akzeptabel definierten Bereichs der Klassifikation, d.h. außerhalb der als akzeptabel definierten Klassen, liegen dürfen, wobei bevorzugt auch die lokale Verteilung von Teilbereichen mit unzureichenden Klassen herangezogen wird, beispielsweise um ungewünschte große Cluster von Teilbereichen mit unzureichenden Klassen auszuschließen.

Hierdurch lassen sich beispielsweise solche Kautschukprodukte aussondern, die bereits in einem Teilbereich eine völlig unzureichende Oberflächentextur aufweisen, selbst wenn diese nur in einem einzelnen Teilbereich besteht. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Klassieren der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche in Verfahrensschritt c) durch separate Teilklassierung einer Vielzahl von Teilbereichen der Oberfläche erfolgt, wobei jedem Teilbereich eine Klassierung zugewiesen wird, wobei bevorzugt eine Gesamtbewertung der Oberfläche in Abhängigkeit von sämtlichen Teilklassierungen erfolgt.

Um das erfindungsgemäße Verfahren möglichst effizient an das Verfahren anzuknüpfen, welches im Stand der Technik bereits verwendet wird, ist es besonders vorteilhaft, auf eine vergleichbare Klassierung zurückzugreifen. Im Stand der Technik erfolgt diese Klassierung zumeist durch sech vordefinierte Oberflächentexturen, welche einer von sechs Klassen der von der TRMG herausgegebenen BT-Klassifikation zugeordnet sind, sodass es zielführend ist, diese Klasseneinteilung beizubehalten. In der einfachsten Ausführungsform wäre es jedoch auch denkbar, die Oberflächenstruktur in lediglich zwei Klassen einzuteilen, beispielsweise in die Klassen „ausreichend“ und „unzureichend“. Bevorzugt ist also ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Klassieren durch Zuordnung der Oberflächenstruktur in eine von zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, besonders bevorzugt vier oder mehr, ganz besonders bevorzugt sechs, Klassen erfolgt. Wie vorstehend erläutert, ist das maßgebliche Kriterium für die Klassierung grundsätzlich die Oberflächentextur. Auch wenn es prinzipiell möglich ist, hierfür bestimmte geordnete Strukturen und deren Vorhandensein auf der Oberfläche vorauszusetzen, ist es für die meisten Fälle jedoch bevorzugt, die Klassierung mit der Rauheit der Oberfläche korrelieren zu lassen. Hierbei kann zusätzlich auch noch die Oberflächenbelegung mit abgetragenem Material, d. h. der Grad der Verunreinigung und/oder das Vorhandensein von makroskopischen Oberflächendefekten, beispielsweise von Einschnitten und Rissen in der Oberfläche, berücksichtigt werden. Ausgehend von einer mit Bezug auf die Rauheit der Oberfläche günstigen Klassierung kann eine übermäßige Oberflächenbelegung und/oder das Vorhandensein von makroskopischen Oberflächendefekten, beispielsweise von sogenannten „shiny spots“, beispielsweise zu einer unvorteilhafteren Klassierung führen. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Klassieren mit der Rauheit der Oberfläche korreliert, wobei die Klassierung bevorzugt zusätzlich in Abhängigkeit von der Oberflächenbelegung mit abgetragenem Material und/oder der Zahl an makroskopischen Oberflächendefekten erfolgt.

In Übereinstimmung mit den vorstehenden Ausführungen ist die einfachste Form der Klassierung wohl darin zu sehen, dass die von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Aufnahmen mit den Aufnahmen verglichen werden, die an vordefinierten Referenzoberflächen mit bekannter Klassierung aufgenommen wurden. In den einfachsten Ausgestaltungen können hier globale Parameter der Aufnahmen eingesetzt werden, wie beispielsweise die mittlere Helligkeit auf den erhaltenen Aufnahmen. Bevorzugt ist somit zunächst ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Klassieren in Verfahrensschritt c) durch den Abgleich einer mittels der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Aufnahme der Oberfläche des Kautschukprodukts mit zwei oder mehr Aufnahmen erfolgt, die zuvor mittels der Bildaufnahmeeinrichtung an vordefinierten Referenzoberflächen aufgenommen wurden, wobei der Abgleich durch die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt.

Das vorstehend beschriebene sehr einfache Vorgehen ist zwar grundsätzlich für eine grobe Klassierung geeignet, jedoch wird das erhaltene Ergebnis nach Einschätzung der Erfinder die herkömmliche manuelle Klassierung eher unterstützen als ersetzen können, da die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit wohl für eine alleinige Bewertung nicht ausreichend sind, insbesondere da dieses Verfahren relativ hohe Anforderungen an die Vergleichbarkeit der Umgebungsbedingungen (beispielsweise bezüglich der Lichtverhältnisse oder der Oberflächenbelegung mit Verunreinigungen) stellt. Zudem ist die aus solchen Bildvergleichen erhaltene Informationsdichte in vielen Fällen relativ niedrig, so dass es sich eher um eine Entscheidungshilfe für prozessführende Bediener handelt, die hierdurch bei ihrer Arbeit entastet werden, wobei das Verfahren zusätzlich auch eine automatisierte Dokumentation der Ergebnisse ermöglicht.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nunmehr erkannt, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders effizient von modernen Technologien der Datenverarbeitung Gebrauch gemacht werden kann, durch die die Klassierung in der vorstehend beschriebenen Anordnung automatisiert, schnell und besonders zuverlässig erfolgen kann, wobei insbesondere eine besonders hohe Auflösung der Klassierung möglich wird, d. h. die Zuordnung auch zu einer Vielzahl von nur geringfügig unterschiedlichen Klassen möglich wird.

In dieser besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein neuronales Netzwerk eingesetzt, um die Bildaufnahmen auszuwerten und zu klassieren. Das neuronale Netzwerk wird hierfür darauf trainiert, die von der Bildaufnahmeeinrichtung detektierten Schattenwürfe den verschiedenen Klassen zuzuordnen. Dies kann zweckmäßigerweise dadurch erfolgen, dass das neuronale Netzwerk an Referenzoberflächen mit definierter Oberflächentextur, d. h. an Referenzoberflächen mit bekannter Klasse, trainiert wird. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, wenn die zum Training verwendeten Daten zuvor mittels der gleichen Bildaufnahmeeinrichtung, d. h. in der gleichen Anordnung, die auch für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, aufgenommen wurden. Als ganz besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, ein „Convolutional Neural Network“ (abgekürzt „CNN“) einzusetzen, bei dem es sich vorzugsweise um ein CNN mit mehreren „convolutional layer“ handelt, sodass es sich um ein „deep convolutional neural network“ handelt.

Der Fachmann im Bereich der Reifenfertigung kann entsprechende künstliche Netzwerke, beispielsweise in einem trainierten oder untrainierten Zustand, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind, von darauf spezialisierten Softwareunternehmen einkaufen oder im Team zusammen mit einem Fachmann im Bereich der IT selbst konzipieren. Die Entwicklung, Optimierung und das Training von entsprechenden neuronalen Netzwerken ist für Fachleute im Bereich der IT unter Zugriff auf Kautschukprodukte mit bearbeiteten Oberflächen, wie sie beispielweise im erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden können, und bekannter Klassierung zwanglos möglich, sodass der Fachmann im Bereich der Reifenfertigung von diesen Fachleuten die entsprechenden neuronalen Netze, beispielsweise in einem trainierten oder untrainierten Zustand, erhalten kann.

Bevorzugt ist vor diesem Hintergrund ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Klassieren in Verfahrensschritt c) durch die Auswertung einer mittels der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Aufnahme der Oberfläche des Kautschukprodukts erfolgt, wobei die Auswertung durch die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung mittels eines künstlichen neuronalen Netzes, insbesondere eines Covolutional Neural Network, erfolgt, welches bevorzugt anhand von Aufnahmen trainiert wurde, die zuvor mittels der Bildaufnahmeeinrichtung an definierten Referenzoberflächen aufgenommen wurden und/oder anhand von Aufnahmen trainiert wurde, die aus einer Speichereinheit bereitgestellt und zuvor mittels einer baugleichen Klassierungseinheit an definierten Referenzoberflächen aufgenommen wurden.

Es kann als großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass der grundsätzliche Aufbau auch eine alternative Form der Klassierung erlaubt, ohne fundamentale Änderung am erfindungsgemäßen Verfahren vorzunehmen. Diese alternative Verfahrensführung, die bei Bedarf jedoch wiederum mit dem Einsatz von neuronalen Netzwerken kombiniert werden kann, eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen die vorstehend beschriebene Klassierungsmethode keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert oder umfassendere und detailreiche Informationen über die Oberflächentextur benötigt werden. Bei diesem Verfahren werden zumindest für Teile der untersuchten Oberfläche statistische Höhenkennwerte ermittelt, bei denen es sich beispielsweise um typische Rauheitsparameter handeln kann.

Diese Parameter können vorteilhafterweise in dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erhalten werden, dass zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen relativ zueinander versetzt angeordnet werden. Hierdurch ist es mit relativ geringfügigen Änderungen im Aufbau vorteilhafterweise möglich, durch ein sogenanntes „photometric stereo“ die Oberflächenbeschaffenheit zu ermitteln. Hierbei wird die dreidimensionale Oberflächentopografie mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung durch ein sogenanntes „shape from shading“ errechnet. Die dem „photometric stereo“ und dem „shape from shading“ zugrundeliegende Technologie ist dabei seit den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts bekannt. Der Fachmann kann hierfür somit auf Software bzw. Algorithmen zurückgreifen, die von Dritten für diese Technologie konzipiert und beispielsweise in Fachartikeln veröffentlicht wurden. Aus der dreidimensionalen Oberflächentopografie lassen sich die statistischen Höhenkennwerte ermitteln und daraus eine Klassierung vornehmen.

Bevorzugt ist somit auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Klassieren in Verfahrensschritt c) durch den Vergleich von statistischen Höhenkennwerten, bevorzugt der zweidimensionalen Rauheit der Oberfläche, insbesondere der mittleren Oberflächenrauheit R_a, und/oder einer flächenbezogenen Rauheit, mit vorbestimmten Grenzwerten erfolgt, wobei die vorbestimmten Grenzwerte bevorzugt mittels definierter Referenzoberflächen festgelegt werden.

Bevorzugt ist insoweit auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klassierungseinheit zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, Beleuchtungsvorrichtungen umfasst, die relativ zueinander und/oder relativ zur Bildaufnahmeeinrichtung versetzt angeordnet sind und die Oberfläche des Kautschukprodukts aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten, wobei die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, aus der bekannten Anordnung der Beleuchtungsvorrichtungen und der Aufnahme der Bildaufnahmeeinrichtung eine dreidimensionale Oberflächentopographie zu ermitteln.

In einer Kombination der beschriebenen Klassierungsmethoden kann auch die mittels „photometric stereo“ erhaltene dreidimensionale Oberflächentopografie oder auch nur ein im Zuge der Berechnung erhaltenes Zwischenprodukt, insbesondere eine berechnete Abbildung des Reflexionsverhaltens über die betrachtete Oberfläche (sog. „Albedo“), durch ein künstliches neuronales Netzwerk, bevorzugt wie vorstehend beschrieben, ausgewertet werden, wobei das Training des neuronalen Netzwerkes entsprechend an dreidimensionalen Oberflächentopografien oder entsprechenden Zwischenprodukten erfolgen sollte, die mittels „photometric stereo“ an definierten Referenzoberflächen aufgenommen wurden.

Um ein erfindungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, in welchem eine besonders hohe Flexibilität hinsichtlich der verfügbaren Informationen und der anzuwendenden Technik besteht, ist es bevorzugt, zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen vorzusehen, sodass auf das „photometric stereo“ zurückgegriffen werden kann, jedoch die Beleuchtungsvorrichtungen separat voneinander ansteuerbar auszulegen, sodass bei Bedarf auch lediglich eine Beleuchtungsvorrichtung eingesetzt werden kann, deren Schattenwurf mit dem künstlichen neuronalen Netz wie vorstehend beschrieben ausgewertet wird.

Um die Informationsdichte bei Anwendung der vorstehend beschriebenen Technologie zum „photometric stereo“ weiter zu erhöhen und insbesondere die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens im kontinuierlichen Betrieb auf für das „photometric stereo“ weiter zu optimieren, schlagen die Erfinder der vorliegenden Erfindung vor, Beleuchtungsvorrichtungen mit unterschiedlichen spektralen Charakteristika einzusetzen. Durch den Einsatz geeigneter Filter, beispielsweise Bandpassfilter, können somit effizient und quasi simultan verschiedene Beleuchtungssituationen geschaffen werden, die von der Bildaufnahmeeinrichtung separat voneinander ausgewertet werden können. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klassierungseinheit zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen umfasst, deren Licht das Intensitätsmaximum bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweist, wobei die Wellenlängendifferenz bevorzugt mehr als 50 nm, besonders bevorzugt mehr als 100 nm, ganz besonders bevorzugt mehr als 200 nm, beträgt und/oder wobei die Beleuchtungsvorrichtungen und/oder die Bildaufnahmeeinrichtung, bevorzugt die Bildaufnahmeeinrichtung, einen Filter, bevorzugt einen Bandpassfilter, besonders bevorzugt einen Multi-Bandpass-Filter, insbesondere einen Multi-Bandpass-Filter mit zwei oder drei Bandbereichen, umfassen, wobei die Bandbereiche bevorzugt einen Abstand von mehr als 50 nm, besonders bevorzugt von mehr als 100 nm, ganz besonders bevorzugt von mehr als 200 nm, aufweisen.

Es hat sich als zielführend erwiesen, in der Klassierungseinheit zudem eine Speichereinheit vorzusehen, wobei die Speichereinheit vorteilhafterweise nicht nur die im Betrieb erfassten Bildinformationen archivieren kann, sondern auch das eingesetzte neuronale Netz bzw. die zur Auswertung des „photometric stereo“ verwendete Software umfassen kann. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klassierungseinheit eine mit der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verbundene Speichereinheit umfasst, wobei die Speichereinheit vorzugsweise ein nachfolgend offenbartes Computerprogrammprodukt umfasst.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, zudem Mittel vorzusehen, mit denen die erhaltenen Informationen unmittelbar an die im Verfahren eingesetzten Arbeitskräfte weitergegeben werden können. Hierbei kann es sich beispielsweise um Signalvorrichtungen handeln, mit denen ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn die Klassierung der Oberflächentextur, d.h. die der Klasse zugeordnete Klasse, außerhalb eines vorstimmten Klassenbereichs liegt, d. h. wenn die Klassierung nicht ausreichend ist, um die Produkte in einem späteren Produkt weiterzuverarbeiten. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Warnsirene oder um eine Signalleuchte handeln. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klassierungseinheit eine mit der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verbundene Anzeige- und/oder Signalvorrichtung, insbesondere eine Signalleuchte oder eine Signalsäule, umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Anzeige oder ein Signal auszugeben, wenn die Klassierung der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche innerhalb und/oder außerhalb eines vorbestimmten Klassenbereichs liegt.

Besonders bevorzugt für die Unterstützung der eingesetzten Arbeitskräfte ist es jedoch, wenn auf einer Anzeigevorrichtung mit einem Display eine visuelle Darstellung der Klassierung der Oberfläche bzw. der Teilklassierung der Teilbereiche auf der Oberfläche dargestellt wird. Hierdurch kann beispielsweise durch eine geeignete Einfärbung eine Art „heat map“ erhalten werden, d. h. eine Darstellung der räumlichen Auflösung der erhaltenen Klassierungen bzw. der zugeordneten Klassen. Dadurch kann zum Beispiel die finale Entscheidung darüber, ob eine klassierte Gesamtoberfläche ausgesondert werden soll, den eingesetzten Arbeitskräften überlassen werden, die die Entscheidung ausgehend von den angezeigten Informationen treffen. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Anzeigevorrichtung ein Display umfasst, wobei die Anzeige eine visuelle Darstellung der Klassierung der Oberfläche oder der Teilklassierung von Teilbereichen der Oberfläche umfasst.

Für sämtliche der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist es besonders bevorzugt, wenn die Bildaufnahmeeinrichtung eine Zeilenkamera ist. Entsprechende Kameras sind am Markt verfügbar und erlauben in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise eine besonders effiziente Auswertung des Schattenwurfs entlang der erfassten Zeile, beispielsweise indem mehrere dieser Zeilenaufnahmen zu einer Aufnahme kombiniert werden. Zeilenkameras eignen sich insbesondere für die relativ zur Bildaufnahmeeinrichtung bewegten Komponenten beziehungsweise deren Oberflächen, die bei der Runderneuerung von Reifen zu klassieren sind. Als besonderer Vorteil der Zeilenkamera kann es angesehen werden, dass diese sich besonders gut für den Einsatz in einem kontinuierlichen Verfahren eignet und bei entsprechender Dimensionierung eine gleichmäßige Analyse der meisten Kautschukprodukte über die gesamte Breite hin erlaubt, wobei durch den vergleichsweise engen Aufnahmebereich vorteilhafterweise besonders gleichmäßige Bedingungen für jede Aufnahme gewährleistet werden können, wodurch beispielsweise Einflüsse einer etwaigen Linsenverzerrung minimiert werden können. Zudem können Zeilenkameras regelmäßig mit einer sehr hohen Frequenz Aufnahmen erzeugen, wodurch vorteilhafterweise eine schnelle Verfahrensführung möglich ist. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung eine Zeilenkamera ist, wobei die mit der Zeilenkamera aufgenommene Aufnahme der Oberfläche des Kautschukprodukts vorzugsweise in Folge der schrägen Beleuchtung der rauen Oberfläche und des dadurch bedingten Schattenwurfs hellere und dunklere Bereiche aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden auch solche regulären Kameras als Zeilenkameras angesehen, die durch eine Einstellung bzw. Limitation der Auswertung auf eine niedrige Zahl von Pixel-Zeilen, bspw. drei Pixel-Zeilen, im Sinne einer Zeilenkamera verwendet werden. Bevorzugt wird die Bildaufnahmeeinrichtung so gesteuert, beispielsweise über einen Inkrementalencoder, dass die erzeugten Aufnahmen der Oberfläche einen vordefinierten, bevorzugt äquidistanten, Abstand voneinander haben. Alternativ wird die Bildaufnahmeeinrichtung so gesteuert, dass die Aufnahmen der Oberfläche in vordefinierten Zeitintervallen aufgenommen werden.

Der Fachmann wählt geeignete Beleuchtungsvorrichtungen für das erfindungsgemäße Verfahren in Abhängigkeit des tatsächlichen Aufbaus auf. Besonders bevorzugt sind jedoch gerichtete Beleuchtungsvorrichtungen, d. h. solche Beleuchtungsvorrichtungen, die das Licht in vergleichsweise fokussierten Strahlen aussenden. Nach Einschätzung der Erfinder sind insbesondere Punktscheinwerfer besonders geeignet, um auf der Oberfläche der Kautschukprodukte für einen geeigneten Schattenwurf zu sorgen. Besonders bevorzugt ist es, dass sämtliche Beleuchtungsvorrichtungen den von der Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Bereich der Oberfläche des Kautschukproduktes beleuchten. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die eine oder die mehreren Beleuchtungsvorrichtungen gerichtete Beleuchtungsvorrichtungen, bevorzugt Scheinwerfer, besonders bevorzugt Punktscheinwerfer, sind, und/oder wobei die eine oder die mehreren Bildaufnahmeeinrichtungen Kameras sind. Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die eine oder die mehreren Beleuchtungsvorrichtungen in der Klassierungseinheit so angeordnet sind, dass der oder die von den Beleuchtungsvorrichtungen erzeugte Lichtstrahlen in dem von der Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Bereich auf die Oberfläche des Kautschukprodukts treffen.

Besonders bevorzugt ist in der Kombination der vorstehenden Ausführungen ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung eine Zeilenkamera ist und/oder wobei die Beleuchtungsvorrichtung ein Punktscheinwerfer ist.

Wie vorstehend erläutert, lässt sich der erfindungsgemäß einzusetzende Einfallswinkel vorteilhafterweise dadurch erreichen, dass die Beleuchtungsvorrichtung seitlich versetzt vom Kautschukprodukt angeordnet werden. Hierbei haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bevorzugte Einfallswinkel identifiziert, wobei Einfallswinkel von etwa 20° bzw. 70° sich besonders gut dafür eignen, den Hell- oder Dunkelfeldeffekt in Verbindung mit den künstlichen neuronalen Netzwerken umzusetzen. Besonders hohe Einfallswinkel eignen sich hingegen insbesondere dafür, das vorstehend beschriebene Konzept des „photometric stereo“ im erfindungsgemäßen Verfahren umzusetzen. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die eine oder die mehreren Beleuchtungsvorrichtungen in der Klassierungseinheit seitlich der Oberfläche des Kautschukprodukts angeordnet sind, so dass der zentrale Strahlengang zur Oberfläche des Kautschukprodukts vorzugsweise einen Einfallswinkel von mehr als 45°, bevorzugt von mehr als 60°, besonders bevorzugt von mehr als 75°, aufweist, oder alternativ einen Einfallswinkel im Bereich von 15° bis 25° oder im Bereich von 65° bis 75°, aufweist.

Mit Blick auf die Kosteneffizienz ist es, insbesondere für die Umsetzung mit dem künstlichen neuronalen Netz, bevorzugt, lediglich eine Beleuchtungsvorrichtung vorzusehen. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis kann diese Beleuchtungsvorrichtung auch aus mehreren Beleuchtungsvorrichtungen, beispielsweise separaten LEDs, zusammengesetzt sein, deren Strahlengang dann im Wesentlichen parallel zueinander verläuft. Bevorzugt ist also ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klassierungseinheit genau eine Beleuchtungsvorrichtung oder mehrere Beleuchtungsvorrichtungen, deren zentraler Strahlengang parallel zueinander verläuft, umfasst.

Mit Blick auf die Qualität der bei der Runderneuerung von Reifen zu erhaltenen Verbindungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung besonders geeignete Oberflächenrauheiten identifiziert, an denen sich die Klassierung orientieren sollte. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die bearbeitete Oberfläche eine mittlere Rauheit Ra im Bereich von 10 bis 70 pm, bevorzugt im Bereich von 15 bis 45 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 30 pm, aufweist.

Es kann als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass dieses als kontinuierliches Verfahren betrieben werden kann, wodurch eine besonders hohe Kosten- und Zeiteffizienz erreicht wird. Vorteilhafterweise lassen sich hierbei vergleichsweise hohe Bandgeschwindigkeiten realisieren. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verfahren als kontinuierliches Verfahren betrieben wird, wobei die relative Geschwindigkeit des Kautschukprodukts zum Werkzeug und/oder zur Klassierungseinheit im Bereich von 5 bis 30 m/min, bevorzugt im Bereich von 10 bis 25 m/min liegt.

Auch wenn das vorliegende Verfahren, wie vorstehend beschrieben, für eine Vielzahl von Kautschukkomponenten einsetzbar ist, hat es sich insbesondere bei der Klassierung von Reifenkomponenten, insbesondere Laufstreifen oder aufgearbeiteten Altreifen als besonders vorteilhaft erwiesen. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Kautschukprodukt eine Reifenkomponente ist, bevorzugt ein Laufstreifen oder ein Altreifen mit einem zumindest teilweise abgetragenen, alten Laufstreifen, besonders bevorzugt ein Laufstreifen.

Insbesondere beim Einsatz lediglich einer Kamera, was mit Blick auf die Anschaffungskosten und die benötigte Rechenkapazität bevorzugt ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den im Klassierungsverfahren beobachteten Bereich nicht zu breit zu wählen. Somit ist es vorteilhaft, wenn die Breite der Oberfläche des bearbeiteten Kautschukproduktes in einem ähnlichen Größenbereich liegt. Bevorzugt ist genauer gesagt ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Breite der bearbeiteten Oberfläche des Kautschukprodukts im Bereich von 100 bis 500 mm, bevorzugt im Bereich von 150 bis 450 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 180 bis 400 mm, liegt.

In einer besonderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das bearbeitende Kautschukprodukt, beispielsweise ein Laufstreifen, als Materialstrang bereitgestellt, der erst im Verfahren auf die benötigte Länge zurechtgeschnitten wird. Bevorzugt ist also ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Kautschukprodukt in Verfahrensschritt a) von einer Rolle als Materialstrang bereitgestellt wird, aus dem im Verfahren durch ein Trennwerkzeug einzelne Kautschukprodukte vereinzelt werden.

Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens beim vorbereiteten Laufstreifen, wie sie beispielsweise bei der kalten Runderneuerung zum Einsatz kommen, sollte das erfindungsgemäße Verfahren auf der vom Profil abgewandten Seite erfolgen, da die zumeist sehr ausgeprägte Profilinformation zu einem starken Schattenwurf führen kann, der die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Klassierungsverfahrens hinsichtlich der Oberflächentextur verfremden könnte. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Kautschukprodukt ein Laufstreifen ist, wobei der Laufstreifen auf einer Seite über ein Reifenprofil verfügt und wobei das Bearbeiten und das Klassieren ausschließlich auf der dem Reifenprofil gegenüberliegenden Oberfläche erfolgen.

Auch wenn das Kautschukprodukt vorteilhafterweise auch eine lediglich teilweise vulkanisierte Kautschukmischung umfassen kann, ist es in der Praxis für die meisten Anwendungen der relevanteste Fall, wenn es sich um eine weitgehend vollständig vulkanisierte Kautschukmischung handelt. Analog kann das Kautschukprodukt prinzipiell auch ein Verbundmaterial sein, welches beispielsweise Verstärkungskorde aus Metall oder Kunststoff umfasst. Für die meisten Anwendungen in der Runderneuerung von Reifen ist es jedoch vorteilhaft, wenn das Kautschukprodukt im Wesentlichen vollständig aus der zumindest teilweise vulkanisierten Kautschukmischung bzw. aus mehreren zumindest teilweise vulkanisierten Kautschukmischungen, besteht. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Kautschukprodukt eine vollständig vulkanisierte Kautschukmischung umfasst, und/oder wobei das Kautschukprodukt aus zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, vulkanisierten Kautschukmischungen besteht. Es kann als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass die Klassierung der Oberflächentextur nach Einschätzung der Erfinder im Wesentlichen auf allen Kautschukprodukten funktioniert. Hierbei konnten die Erfinder jedoch eine besonders geeignete vulkanisierte Kautschukmischung identifizieren, deren Oberfläche sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders effizient klassieren lässt. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die vulkanisierte Kautschukmischung durch Vulkanisation aus einer Kautschukmischung erhalten wurde, welche einen Füllstoff und zumindest einen Kautschuk umfasst, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk und Isopren- Kautschuk.

Zudem konnten die Erfinder der vorliegenden Erfindung matenalabtragende Verfahren identifizieren, mit denen die Bearbeitung in Verfahrensschritt b) besonders effizient erfolgen kann, wobei insbesondere Drahtbürsten eine vergleichsweise kostengünstige Bearbeitung der Materialien und eine hinreichende Bearbeitung der Oberfläche von Kautschukprodukten erlauben. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Bearbeiten der Oberfläche in Verfahrensschritt b) mit einem oder mehreren Werkzeugen zum matenalabtragenden Bearbeiten erfolgt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Lasern, Fräswerkzeugen und Bürsten, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Lasern und Drahtbürsten, insbesondere Drahtbürsten, wobei die Drahtbürsten vorzugsweise als segmentierte Drahtbürsten ausgeführt sind.

Die Erfinder schlagen insoweit vor, dass mehrere dieser Werkzeuge hintereinander angeordnet werden können. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Bearbeiten der Oberfläche in Verfahrensschritt b) durch eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Werkzeugen erfolgt. Für eine besonders effiziente Verfahrensführung im erfindungsgemäßen Verfahren schlagen die Erfinder vor, die zu bearbeitenden Kautschukprodukte mittels einer Fördervorrichtung entlang unterschiedlicher Bearbeitungsstationen, beispielsweise des Materialabtrags und der Klassierung zu bewegen. Im Falle von aufgearbeiteten Altreifen kann es sich hierbei auch um eine rotierbare Aufhängung handeln, mit der die Oberfläche des Altreifens relativ zu den Werkzeugen und der Klassierungseinheit bewegt wird. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Kautschukprodukt im Verfahren auf einer Fördervorrichtung befördert oder in einer Vorrichtung um die eigene Achse herum rotiert wird, oder wobei das eine oder die mehreren Werkzeuge und die Klassierungseinheit relativ zu dem Kautschukprodukt bewegt werden, bevorzugt durch einen Roboterarm.

Auch wenn es prinzipiell möglich wäre, die Bearbeitung in Verfahrensschritt b) manuell durch Arbeitskräfte ausführen zu lassen, ist es bevorzugt, wenn dieses durch eine Regelungseinrichtung geregelt wird Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Durchführung des Verfahrensschritts b) durch eine Regelungseinrichtung geregelt wird.

Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Verfahrensschritte b) und c) jeweils auf zumindest zwei Oberflächen des Kautschukprodukts durchgeführt werden, bevorzugt auf beiden Oberflächen gleichzeitig.

Mit Blick auf die Qualität der erhaltenen Oberflächen und zur Verbesserung der Klassierungsqualität im erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn in Schritt b) zudem eine Reinigung der Oberfläche vorgesehen wird, die bevorzugt nach dem materialabtragenden Bearbeiten erfolgt. Hierbei konnten die Erfinder besonders geeignete Reinigungsvorrichtungen zur Entfernung von vulkanisierter Kautschukmischung von einem Kautschukprodukt identifizieren. Bevorzugt ist vor diesem Hintergrund ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend nach Verfahrensschritt b) den Verfahrensschritt: b2) Entfernen des abgetragenen Materials von der bearbeiteten Oberfläche des Kautschukprodukts mit einer Reinigungseinrichtung.

Bevorzugt ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Reinigungseinrichtung eine rotierende Bürste und/oder ein Gebläse umfasst.

Für den Fachmann ist im Lichte der vorstehenden Ausführungen klar verständlich, dass die weitere Verwendung eines Kautschukprodukts mit einer klassierten Oberflächentextur davon abhängt, wie die Klassierung ausgefallen ist. Der Fachmann wird in Abhängigkeit von den Anforderungen der nachfolgenden Anwendungen an die Oberflächentextur einen vorbestimmten Klassenbereich festlegen. Dies bedeutet, dass der Fachmann aus den von ihm verwendeten Klassen eine oder mehrere auswählt, die er für ausreichend erachtet. Solche Kautschukprodukte, die innerhalb dieser vorbestimmten Klassen, d.h. dem vorbestimmten Klassenbereich, liegen, werden an ein nachgelagertes Verarbeitungsverfahren übergeben, bei dem es sich beispielsweise um einen Runderneuerungsprozess handeln kann. Solche Kautschukprodukte, die nicht im vorbestimmten Klassenbereich liegen, werden ausgesondert. Je nach Art der Abweichung der Klassierung von der gewünschten Klassierung können ausgesonderte Kautschukprodukte jedoch erneut in das erfindungsgemäße Verfahren eingegeben werden, insbesondere, wenn die Oberflächenrauheit insgesamt als unzureichend, d. h. nicht hinreichend ausgeprägt, bewertet wurde und durch eine nochmalige Bearbeitung eine Verbesserung zu erwarten ist. Bevorzugt ist demnach ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend nach Verfahrensschritt c) einen der Verfahrensschritte: c2) Übergeben des Kautschukprodukts an ein nachgelagertes Verarbeitungsverfahren, insbesondere an ein Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens, wenn die Klassierung der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche in einem vorbestimmten Klassenbereich liegt, oder c3) Aussondern des Kautschukprodukts, wenn die Klassierung der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche außerhalb eines vorbestimmten Klassenbereich liegt.

Als ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann angesehen werden, dass mittels der Klassierungseinheit automatisch eine digitale Information über die Klassierung der Oberflächentextur und damit über die Oberflächenbeschaffenheit erhalten wird. Hierdurch ist es möglich, durch Beobachtung der zeitlichen Entwicklung der Klassierung bereits frühzeitig zu erkennen, wenn sich die Klassierung der Oberfläche der beobachteten, gleichartigen Kautschukprodukte in Richtung der Grenzbereiche des vorher festgelegten Klassenbereichs bewegt. Insbesondere unter Einsatz eines neuronalen Netzwerkes, wie es vorstehend erläutert wird, lassen sich entsprechende Tendenzen besonders früh erkennen. Solche Tendenzen zum Verlassen des vorbestimmten Klassenbereichs können beispielsweise durch die Verschlechterung oder den Verschleiß der eingesetzten Werkzeuge oder eine Veränderung der Materialzusammensetzung im Kautschukprodukt bedingt sein. Es kann als besonders großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass die durch die Klassierungseinheit gewonnene Information dazu verwendet werden kann, um die Betriebsparameter der zur Oberflächenbearbeitung verwendeten Werkzeuge automatisch anzupassen, um einer Verschlechterung der Oberflächentextur bereits frühzeitig entgegenzuwirken. Beispielsweise kann die Anpresskraft und/oder die Rotationsgeschwindigkeit von zur Aufrauhung verwendeten Drahtbürsten verändert werden, wenn sich die physikalisch-chemischen Eigenschaften des bearbeiteten Kautschukproduktes, beispielsweise die Oberflächenhärte, in Abhängigkeit von einer sich ändernden Zusammensetzung des Kautschukprodukts verändern. Bevorzugt ist also ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend nach Verfahrensschritt c) den Verfahrensschritt: d) Anpassung eines oder mehrere Betriebsparameter des oder der in Verfahrensschritt b) zum Bearbeiten der Oberfläche des Kautschukprodukts verwendeten Werkzeuge, wenn die Klassierung der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche außerhalb eines vorbestimmten Klassenbereichs liegt, wobei die Anpassung vorzugsweise automatisch durch die Klassierungseinheit, insbesondere die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung der Klassierungseinheit, erfolgt, wobei bevorzugt zwei oder mehr Klassenbereiche vorbestimmt werden, um mit einem engeren Klassenbereich ein Verlassen des breiteren Klassenbereichs frühzeitig zu detektieren und diesem entgegen wirken zu können.

Die Erfindung betrifft auch ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpftes Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens, umfassend die Verfahrensschritte: e) Herstellen oder Bereitstellen eines Altreifens mit einem zumindest teilweise abgetragenen, alten Laufstreifen und einer aufgerauten Karkassenoberfläche, und entweder den Verfahrensschritt: f) Befestigen eines Laufstreifens mit aufgerauter Oberfläche auf der aufgerauten Karkassenoberfläche mittels eines Haftmittels durch Erzeugung einer stoffschlüssigen Verbindung, oder g) Aufträgen einer vulkanisierbaren Kautschukmischung auf die aufgeraute Karkassenoberfläche und Vulkanisieren des erhaltenen Verbundes in einer Vulkanisationsvorrichtung zur Ausformung eines Laufstreifenprofils, wobei die Karkassenoberfläche, sowie optional die aufgeraute Oberfläche des Laufstreifens, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten klassiert wird und die Klassierung der Oberflächentextur in einem vorbestimmten Klassenbereich liegt.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist besonders vorteilhaft, weil mit diesem besonders zuverlässige runderneuerte Reifen erhalten werden können, bei denen das Risiko des Auftretens eines Materialfehlers, welcher durch eine ungeeignete Rauheit der Einzelkomponenten bedingt sein könnte, vorteilhafterweise minimiert wird.

Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es dabei gesehen werden, dass bereits die Entfernung des Laufstreifens vom Altreifen in dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen kann, nämlich durch die matenalabtragenden Werkzeuge. Bevorzugt ist somit auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens, wobei der Altreifen durch mechanisches Abtrennen eines Teils des alten Laufstreifens von der Karkasse des Reifens hergestellt wird, insbesondere durch Abschleifen des alten Laufstreifens.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, beim Zusammenfügen der Komponenten die Karkassenoberfläche bzw. die bearbeitete Oberfläche des Laufstreifens zu temperieren, da dies zu einem besonders festen Verbund und damit zu besonders langlebigen und fehlerunanfälligen runderneuerten Reifen führt. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens, wobei die Karkassenoberfläche und/oder die bearbeitete Oberfläche des Laufstreifens vor dem Befestigen auf eine Temperatur von mehr als 50 °C, bevorzugt von mehr als 60 °C, besonders bevorzugt von mehr als 70 °C temperiert wird.

Insoweit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht hinsichtlich des eingesetzten Haftmittels limitiert ist, wobei die Erfinder ein besonders bewährtes Haftmittel vorschlagen. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens, wobei das Haftmittel zumindest einen Styrol-Butadien-Kautschuk umfasst, wobei das Haftmittel vorzugsweise ein Lösungsmittel umfasst, welches sich beim Befestigen des vorbereiteten Laufstreifens auf der aufgerauten Karkassenoberfläche verflüchtigt.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten, bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend: v) ein oder mehrere Werkzeuge zum matenalabtragenden Bearbeiten der Oberfläche des Kautschukprodukts, w) eine Bewegungseinheit, die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche des Kautschukprodukts und das eine oder die mehreren Werkzeuge relativ zueinander zu bewegen, und x) eine Klassierungseinheit umfassend: i) zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche des Kautschukprodukts mit einem Einfallswinkel von mehr als 10° zu beleuchten, ii) zumindest eine Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche des Kautschukprodukts in dem von der Beleuchtungsvorrichtung beleuchteten Bereich zu erfassen, und iii) zumindest eine mit der Bildaufnahmeeinrichtung verbundene elektronische Datenverarbeitungseinrichtung.

Die Bewegungseinheit kann hierbei das Kautschukprodukt relativ zu einem ortsfesten Werkzeug bewegen, beispielsweise durch Einsatz eines Förderbandes oder einer rotierenden Aufhängung, wie es beispielsweise auch vorstehend beschrieben wird. Alternativ können jedoch auch die Werkzeuge beweglich ausgeführt sein und beispielsweise von einem Roboterarm entlang eines stationären Kautschukprodukts geführt werden. In analoger Weise kann das Kautschukprodukt ebenfalls relativ zur Klassierungseinheit bewegt werden, wobei analog zu den Werkzeugen auch die Klassierungseinheit relativ zu einem stationären Kautschukprodukt bewegt werden kann. Es kann als Vorteil der vorliegenden Erfindung gesehen werden, dass der Fachmann diesbezüglich in der Ausgestaltung der Vorrichtung frei ist. Entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtungen sind besonders bevorzugt, weil mit ihnen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann und sich entsprechend die vorstehend beschriebenen Vorteile ergeben. In analoger Weise sind solche erfindungsgemäßen Vorrichtungen besonders bevorzugt, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren in bevorzugten Ausführungsformen ausgeführt werden kann.

Bevorzugt ist zunächst eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Bewegungseinheit eine Fördervorrichtung zum Befördern eines Kautschukprodukts durch die Vorrichtung oder eine Vorrichtung zum Rotieren eines Kautschukprodukts, bevorzugt eine Fördervorrichtung zum Befördern eines Kautschukprodukts durch die Vorrichtung ist.

Bevorzugt ist ebenfalls eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Aufnahmevorrichtung für eine Rolle umfasst, über die das Kautschukprodukt als Materialstrang bereitgestellt werden kann.

Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung Trennwerkezuge zur Vereinzelung von einzelnen Kautschukprodukten aus einem Materialstrang umfasst.

Bevorzugt ist weiterhin eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung mehrere Werkzeuge zur materialabtragenden Bearbeiten der Oberfläche des Kautschukprodukts umfasst, die vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Lasern, Fräswerkzeugen und Bürsten, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Lasern und Drahtbürsten, insbesondere Drahtbürsten, wobei die Drahtbürsten vorzugsweise als segmentierte Drahtbürsten ausgeführt sind.

Bevorzugt ist des Weiteren eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung mehrere Werkzeuge zum materialabtragenden Bearbeiten umfasst, die entlang der Fördervorrichtung angeordnet sind.

Bevorzugt ist zudem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung zusätzlich eine Regelungseinrichtung zur automatischen Regelung der Werkzeuge zum materialabtragenden Bearbeiten umfasst.

Bevorzugt ist insoweit auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, dass das materialabtragende Bearbeiten und das anschließende Klassieren zeitgleich auf zwei oder mehr Oberflächen des Kautschukprodukts erfolgen kann. Bevorzugt ist zudem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen von abgetragenem Material von der bearbeiteten Oberfläche des Kautschukprodukts umfasst, bevorzugt eine rotierende Bürste und/oder ein Gebläse.

Bevorzugt ist ebenfalls eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Klassierungseinheit eine mit der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verbundene Speichereinheit umfasst.

Bevorzugt ist gleichfalls eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Klassierungseinheit eine mit der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verbundene Anzeige- und/oder Signalvorrichtung umfasst.

Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Klassierungseinheit, insbesondere die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung, dazu eingerichtet ist, die Verfahrensschritte c) und/oder d) des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.

Bevorzugt ist grundsätzlich auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die eine oder die mehreren Beleuchtungsvorrichtungen gerichtete Scheinwerfer, bevorzugt Punktscheinwerfer, sind, und/oder wobei die eine oder die mehreren Bildaufnahmeeinrichtungen Kameras sind.

Bevorzugt ist weiterhin eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die eine oder die mehreren Beleuchtungsvorrichtungen in der Klassierungseinheit so angeordnet sind, dass der oder die von den Beleuchtungsvorrichtungen erzeugte Lichtstrahlen in dem von der Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Bereich auf die Bewegungseinheit treffen.

Bevorzugt ist ebenso eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die eine oder die mehreren Beleuchtungsvorrichtungen in der Klassierungseinheit seitlich der Bewegungseinheit angeordnet sind, so dass der zentrale Strahlengang zu der Oberfläche eines in der Bewegungseinheit geführten Kautschukprodukts einen Einfallswinkel von mehr als 45°, bevorzugt von mehr als 60°, besonders bevorzugt von mehr als 75°, aufweist.

Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Klassierungseinheit genau eine Beleuchtungsvorrichtung oder mehrere Beleuchtungsvorrichtungen, deren zentraler Strahlengang parallel zueinander verläuft, umfasst.

Bevorzugt ist zudem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung eine Zeilenkamera ist.

Bevorzugt ist gleichfalls eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Klassierungseinheit zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen umfasst, die relativ zueinander und/oder relativ zur Bildaufnahmeeinrichtung versetzt angeordnet sind und das zu klassierenden Kautschukprodukt aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten, wobei die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, aus der bekannten Anordnung der Beleuchtungsvorrichtungen und der Aufnahme der Bildaufnahmeeinrichtung eine dreidimensionale Oberflächentopographie zu ermitteln.

Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Klassierungseinheit zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen umfasst, deren Licht das Intensitätsmaximum bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweist, wobei die Wellenlängendifferenz bevorzugt mehr als 50 nm, besonders bevorzugt mehr als 100 nm, ganz besonders bevorzugt mehr als 200 nm beträgt, und/oder wobei die Beleuchtungsvorrichtungen und/oder die Bildaufnahmeeinrichtung, bevorzugt die Bildaufnahmeeinrichtung, einen Filter, bevorzugt einen Bandpassfilter, besonders bevorzugt einen Multi- Bandpass-Filter, insbesondere einen Multi-Bandpass-Filter mit zwei oder drei Bandbereichen, umfassen, wobei die Bandbereiche bevorzugt einen Abstand von mehr als 50 nm, besonders bevorzugt von mehr als 100 nm, ganz besonders bevorzugt von mehr als 200 nm, umfassen.

Bevorzugt ist zudem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Fördervorrichtung dazu eingerichtet ist, ein befördertes Kautschukprodukt gegen das eine oder die mehreren Werkzeuge zum matenalabtragenden Bearbeiten zu drücken.

Bevorzugt ist ebenfalls eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung zusätzlich einen Höhen- und/oder Dickenmesser zur ortsaufgelösten Bestimmung der Dicke eines Kautschukprodukts, insbesondere einen Lichtschnittsensor, umfasst.

Bevorzugt ist abschließend auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Klassierungseinheit über Rollen verfügt, mit der die Klassierungseinheit in einem vorbestimmten Abstand über die Oberfläche des Kautschukprodukts bewegt werden kann, beispielsweise mittels eines Roboterarms.

Offenbart wird darüber hinaus Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung einer Klassierungseinheit diese veranlassen, die Verfahrensschritte c) und/oder d) des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, umfassend bevorzugt ein künstliches neuronales Netz, insbesondere eines Covolutional Neural Network, welches besonders bevorzugt anhand von Aufnahmen trainiert wurde, die zuvor mittels der Bildaufnahmeeinrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an definierten Referenzoberflächen von Kautschukprodukten mit bekannten Klassen der Oberfläche aufgenommen wurden. Offenbart wird abschließend eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten, bevorzugt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend eine Speichereinheit, auf der das offenbarte Computerprogrammprodukt gespeichert ist, welches von der Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform auf einem Laufstreifen; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform auf einem zumindest teilweise von einem Laufstreifen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. Fig. 1 zeigt dabei die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzwerks, um aus dem Schattenverlauf auf der Aufnahme eine Klassierung vorzunehmen.

Gezeigt ist eine Vorrichtung 20 zur Klassierung der Oberflächentextur eines Kautschukprodukts 10, bei dem es sich vorliegend um einen Laufstreifen handelt. Die Vorrichtung 20 umfasst eine Bewegungseinheit 22, die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche 12 des Kautschukprodukts 10 zu bewegen. Diese Bewegung erfolgt in der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 20 relativ zu den vorliegend nicht gezeigten Werkzeugen zur matenalabtragenden Bearbeitung sowie relativ zu der Klassierungseinheit 14.

In Fig. 1 umfasst die Klassierungseinheit 14 eine Beleuchtungsvorrichtung 16a, die die Oberfläche 12 des Kautschukprodukts 10, bezogen auf den zentralen Strahlengang, in einem Einfallswinkel von etwa 45° beleuchtet. Gezeigt ist zudem die Bildaufnahmeeinrichtung 18, die als Teil der Klassierungseinheit 14 dazu eingerichtet ist, die Oberfläche 12 des Kautschukprodukts 10 an der Stelle zu erfassen, d. h. aufzunehmen, der von der Beleuchtungsvorrichtung 16a beleuchtet wird. Die Bildaufnahmeeinrichtung 18 ist mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verbunden, die in Fig. 1 nicht gezeigt ist. Die Oberfläche 12 des Laufstreifens, die zuvor durch Bearbeitung mit Werkzeugen aufgeraut wurde, läuft auf der Bewegungseinheit 22, die vorliegend als Förderband ausgeführt ist, unter der Klassierungseinheit 14 hindurch.

Die schräge Anordnung der Beleuchtungsvorrichtung 16a sorgt auf der Oberfläche 12 bedingt durch deren Rauheit für einen Schattenverlauf, der mit der Oberflächentextur korreliert und durch ein künstliches neuronales Netz und die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung klassiert werden kann. In dem gezeigten Beispiel erfolgt die Klassierung in sechs Klassen und korreliert im Wesentlichen mit der Rauheit der Oberfläche 12. In der Auswertung durch das neuronale Netzwerk erfolgt eine separate Klassierung von Teilbereichen, die kachelartig über die Oberfläche 12 des Laufstreifens verteilt sind. Hierbei wird ein Convolutional Neural Network eingesetzt, welches zuvor anhand von Aufnahmen trainiert wird, die mit der gleichen Anordnung von Bildaufnahmeeinrichtungen 18 und Beleuchtungseinrichtungen 16a an definierten Referenzoberflächen mit bekannter Klasse aufgenommen wurden. Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung umfasst dabei eine Speichereinheit, auf der das künstliche neuronale Netzwerk gespeichert ist, welches Teil eines Computerprogramm Produktes ist, welches die Klassierung in dem erfindungsgemäßen Verfahren ausführt.

Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung weist in dem dargestellten Beispiel eine Anzeigevorrichtung auf, über das mit einer Farbkennzeichnung die Klassierung der Oberflächentextur der klassierten Teilbereiche visualisiert wird. Bei der Bildaufnahmeeinrichtung 18 handelt es sich um eine Zeilenkamera, wohingegen die Beleuchtungsvorrichtung als Punktscheinwerfer ausgeführt ist.

Die gezeigte Vorrichtung 20 ist für den Einsatz in einem kontinuierlichen Verfahren geeignet und kann beispielsweise mit einer relativen Geschwindigkeit des Kautschukprodukts 10 zur Klassierungseinheit 14 von 20 m/min betrieben werden. Der bearbeitete Laufstreifen wird in dem beispielhaften Verfahren als Materialstrang bereitgestellt und erst unmittelbar vor dem Durchlaufen der Klassierungseinheit 14 durch ein Trennwerkzeug zu einem Laufstreifen vereinzelt. Auf der nicht gezeigten Rückseite des Laufstreifens ist ein Reifenprofil vorgesehen.

Der Laufstreifen besteht dabei vollständig aus einer im Wesentlichen vollständig vulkanisierten Kautschukmischung. Diese Kautschukmischung umfasst in dem Beispiel dabei amorphes Siliciumdioxid als Füllstoff und Styrol-Butadien-Kautschuk. Die Bearbeitung der Oberfläche erfolgt mit mehreren hintereinander angeordneten Drahtbürsten und wird durch eine Regelungseinrichtung gesteuert, die dazu eingerichtet ist, die Betriebsparameter der in Verfahrensschritt b) eingesetzten Werkzeuge in Abhängigkeit von der Rückmeldung der Klassierungseinheit 14 zu regeln. Nach der Bearbeitung der Oberfläche 12 des Laufstreifens und vor dem Einbringen des Laufstreifens in die Klassierungseinheit 14 wird abgetragenes Material von der Oberfläche 12 mittels einer weiteren Bürste entfernt. Die weitere Verwendung des Laufstreifens nach Durchlaufen der Klassierungseinheit 14 erfolgt in Abhängigkeit von der der Oberfläche zugewiesenen Klassierung. Im vorliegenden Beispiel wird der Laufstreifen nur dann zur Herstellung eines runderneuerten Reifens eingesetzt, wenn die mittlere Klassierung im Bereich der Klasse 2 von 6 möglichen Klassen liegt und kein Teilbereich eine Klassierung von 3 oder mehr aufweist. Alternativ können jedoch auch andere Kriterien für die Gesamtbewertung der Laufstreifen herangezogen werden, wie sie vorstehend erläutert sind.

Infolge der Klassierung als unzureichend angesehene Laufstreifen werden hingegen ausgesondert. Wenn die Klassierungseinheit 14 detektiert, dass sich die Entwicklung der Klassierung in Richtung der Grenzbereiche des vorbestimmten Klassenbereiches bewegt, erfolgt eine automatische Anpassung der Betriebsparameter der zuvor eingesetzten Werkzeuge, wobei in der dargestellten Ausführungsform auch die Anpassung der Betriebsparameter durch ein künstliches neuronales Netzwerk erfolgt, welches zu diesem Zweck trainiert wurde.

Fig. 2 zeigt einen mit Fig. 1 vergleichbaren Aufbau. In der Vorrichtung 20 der Fig. 2 sind jedoch insgesamt drei Beleuchtungsvorrichtungen 16a, 16b, 16c vorgesehen, die relativ zueinander versetzt angeordnet sind. In der gezeigten Ausführungsform sind die drei Beleuchtungsvorrichtungen 16a, 16b, 16c etwa als gleichschenkliges Dreieck angeordnet, in dessen Zentrum die Bildaufnahmeeinrichtung 18 angeordnet ist, die in etwa die gleiche Höhe relativ zur Bewegungseinheit 22, d. h. dem Förderband, aufweist wie die Beleuchtungsvorrichtungen 16a, 16b, 16c und selbst zentral mittig über dem darunter hindurchgeführten Laufstreifen angeordnet ist. Durch diesen Aufbau ist es möglich, die Oberfläche 12 des Kautschukprodukts 10 aus unterschiedlichen Richtungen zu beleuchten. Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung ist nunmehr dazu eingerichtet, unter Verwendung der bekannten Anordnung der Beleuchtungsvorrichtung 16a, 16b, 16c aus der Aufnahme der Bildaufnahmeeinrichtung 18 eine dreidimensionale Oberflächentopografie zu ermitteln, aus der sich statistische Höhenkennwerte ermitteln lassen, die anschließend zur Klassierung der Oberfläche bzw. der zur Teilklassierung von Teilbereichen der Oberfläche herangezogen werden können. In der dargestellten Ausführungsform haben die drei Beleuchtungsvorrichtungen 16a, 16b, 16c unterschiedliche spektrale Charakteristika und weisen das Intensitätsmaximum der Emission jeweils bei unterschiedlichen Wellenlängen auf. Die Bildaufnahmeeinrichtung 18 ist mit geeigneten Filtern ausgerüstet, sodass sie mit jeder Aufnahme unter Anwendung entsprechender Filter verschiedene Beleuchtungsszenarien erzeugen kann.

Bezugszeichenliste

10 Kautschukprodukt

12 Oberfläche

14 Klassierungseinheit 16a-c Beleuchtungsvorrichtung

18 Bildaufnahmeeinrichtung

20 Vorrichtung

22 Bewegungseinheit

Claims

44 Ansprüche

1 . Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten (10), insbesondere von Reifenkomponenten in der Runderneuerung von Reifen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines Kautschukprodukts (10), umfassend eine zumindest teilweise vulkanisierte Kautschukmischung, b) Bearbeiten einer Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10) durch Abtragen von Material mit einem oder mehreren Werkzeugen, und c) Klassieren der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche (12) mit einer Klassierungseinheit (14), wobei die Klassierungseinheit (14) umfasst: i) zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung (16a, 16b, 16c) zur Beleuchtung der Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10) mit einem Einfallswinkel von mehr als 10°, ii) zumindest eine Bildaufnahmeeinrichtung (18) zur Erfassung der Oberfläche des Kautschukprodukts (10) in dem von der Beleuchtungsvorrichtung (16a, 16b, 16c) beleuchteten Bereich, und iii) zumindest eine mit der Bildaufnahmeeinrichtung (18) verbundene elektronische Datenverarbeitungseinrichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Klassieren der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche (12) in Verfahrensschritt c) durch separate Teilklassierung einer Vielzahl von Teilbereichen der Oberfläche (12) erfolgt, wobei jedem Teilbereich eine Klassierung 45 zugewiesen wird, wobei bevorzugt eine Gesamtbewertung der Oberfläche (12) in Abhängigkeit von sämtlichen Teilklassierungen erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Klassieren durch Zuordnung der Oberflächenstruktur in eine von zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, besonders bevorzugt vier oder mehr, ganz besonders bevorzugt sechs, Klassen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (18) eine Zeilenkamera ist und/oder wobei die Beleuchtungsvorrichtung (16a, 16b, 16c) ein Punktscheinwerfer ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Klassieren in Verfahrensschritt c) durch die Auswertung einer mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (18) aufgenommenen Aufnahme der Oberfläche (12) des Kautschukprodukts erfolgt, wobei die Auswertung durch die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung mittels eines künstlichen neuronalen Netzes, insbesondere eines Covolutional Neural Network, erfolgt, welches bevorzugt anhand von Aufnahmen trainiert wurde, die zuvor mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (18) an definierten Referenzoberflächen aufgenommen wurden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Klassieren in Verfahrensschritt c) durch den Vergleich von statistischen Höhenkennwerten, bevorzugt der zweidimensionalen Rauheit der Oberfläche (12), insbesondere der mittleren Oberflächenrauheit R_a, 46 und/oder einer flächenbezogenen Rauheit, mit vorbestimmten Grenzwerten erfolgt, wobei die vorbestimmten Grenzwerte bevorzugt mittels definierter Referenzoberflächen festgelegt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Klassierungseinheit (14) zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen (16a, 16b, 16c) umfasst, die relativ zueinander versetzt angeordnet sind und die Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10) aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten, wobei die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, aus der bekannten Anordnung der Beleuchtungsvorrichtungen (16a, 16b, 16c) und der Aufnahme der Bildaufnahmeeinrichtung (18) eine dreidimensionale Oberflächentopographie zu ermitteln.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zusätzlich umfassend nach Verfahrensschritt c) den Verfahrensschritt: d) Anpassung eines oder mehrere Betriebsparameter des oder der in Verfahrensschritt b) zum Bearbeiten der Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10) verwendeten Werkzeuge, wenn die Klassierung der Oberflächentextur der bearbeiteten Oberfläche (12) außerhalb eines vorbestimmten Klassenbereichs liegt, wobei die Anpassung vorzugsweise automatisch durch die Klassierungseinheit (14), insbesondere die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung der Klassierungseinheit (14), erfolgt.

9. Verfahren zur Runderneuerung eines Reifens, umfassend die Verfahrensschritte: e) Herstellen oder Bereitstellen eines Altreifens mit einem zumindest teilweise abgetragenen, alten Laufstreifen und einer aufgerauten Karkassenoberfläche, und entweder den Verfahrensschritt: f) Befestigen eines Laufstreifens mit aufgerauter Oberfläche auf der aufgerauten Karkassenoberfläche mittels eines Haftmittels durch Erzeugung einer stoffschlüssigen Verbindung, oder g) Aufträgen einer vulkanisierbaren Kautschukmischung auf die aufgeraute Karkassenoberfläche und Vulkanisieren des erhaltenen Verbundes in einer Vulkanisationsvorrichtung zur Ausformung eines Laufstreifenprofils, wobei die Karkassenoberfläche, sowie optional die aufgeraute Oberfläche (12) des Laufstreifens, mit dem Verfahren zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 klassiert wird und die Klassierung der Oberflächentextur in einem vorbestimmten Klassenbereich liegt.

10. Vorrichtung (20) zur Klassierung der Oberflächentextur von Kautschukprodukten (10), bevorzugt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: v) ein oder mehrere Werkzeuge zum matenalabtragenden Bearbeiten der Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10), w) eine Bewegungseinheit (22), die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10) und das eine oder die mehreren Werkzeuge relativ zueinander zu bewegen, und x) eine Klassierungseinheit (14) umfassend: i) zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung (16a, 16b, 16c), die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10) mit einem Einfallswinkel von mehr als 10° zu beleuchten, ii) zumindest eine Bildaufnahmeeinrichtung (18), die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche (12) des Kautschukprodukts (10) in dem von der Beleuchtungsvorrichtung (16a, 16b, 16c) beleuchteten Bereich zu erfassen, und iii) zumindest eine mit der Bildaufnahmeeinrichtung (18) verbundene elektronische Datenverarbeitungseinrichtung.