IT201800007029A1 - Unita' e metodo di prova per la determinazione della capacita' di adesione di una corda ad un elastomero - Google Patents
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Description
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“UNITA' E METODO DI PROVA PER LA DETERMINAZIONE DELLA CAPACITA' DI ADESIONE DI UNA CORDA AD UN ELASTOMERO”
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad una unità e ad un metodo di prova per la determinazione della capacità di adesione di una corda ad un elastomero.
ARTE ANTERIORE
Diverse componenti di uno pneumatico sono costituite da strisce di elastomero (tipicamente gomma) internamente rinforzate con corde metalliche o tessili.
Per potere dimensionare correttamente uno pneumatico in fase di progetto, è necessario conoscere con buona precisione la capacità di adesione di un certo tipo di corda ad un certo tipo di elastomero; a tale scopo, è stata messa a punto una procedura standardizzata di misura che è stata ad esempio codificata nella normativa ASTM D4393 (“Standard Test Method for Strap Peel Adhesion of Reinforcing Cords or Fabrics to Rubber Compounds”). In particolare, vengono realizzati dei provini costituiti ciascuno da un corpo allungato di elastomero (tipicamente di forma parallelepipeda) al cui interno è annegata una corda avente una estremità che fuoriesce dal corpo allungato stesso. Ciascun provino viene provato in una unità di prova comprendente una morsa fissa a cui viene vincolata una estremità del provino ed una morsa mobile a cui viene vincolata l’estremità della corda che fuoriesce dal provino; un attuatore provvisto di un dinamometro sposta la morsa mobile con velocità costante per sfilare parzialmente la corda dal corpo allungato misurando nel contempo la forza necessaria a sfilare la corda dal corpo allungato (tale forza è indicativa della capacità di adesione della corda all’elastomero che costituisce il corpo allungato).
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è di fornire una unità ed un metodo di prova per la determinazione della capacità di adesione di una corda ad un elastomero, i quali unità e metodo siano in grado di rilevare in modo preciso, oggettivo e ripetibile la capacità di adesione di una corda ad un elastomero e siano, nel contempo, di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione vengono forniti una unità ed un metodo di prova per la determinazione della capacità di adesione di una corda ad un elastomero, secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate.
Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
• la figura 1 è una vista schematica di una unità di prova per la determinazione della capacità di adesione di una corda ad un elastomero e realizzata in accordo con la presente invenzione;
• la figura 2 è una vista schematica della unità di prova della figura 1 al termine di una prova;
• la figura 3 è una vista schematica di una immagine digitale acquisita da una fotocamera della unità di prova della figura 1; e
• la figura 4 è una vista schematica ed in pianta di una variante della unità di prova della figura 1.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nelle figure 1 e 2, con il numero 1 è indicato nel suo complesso una unità di prova per la determinazione della capacità di adesione di una corda ad un elastomero.
L’unità 1 di prova esegue, come descritto in seguito, delle prove di adesione su provini 2, ciascuno dei quali è costituito da un corpo 3 allungato di elastomero tipicamente di forma parallelepipeda al cui interno è annegata una corda 4 avente una estremità che fuoriesce dal corpo 3 allungato stesso.
L’unità 1 di prova comprende una morsa 5 fissa atta ad afferrare una estremità del corpo 3 allungato, una morsa 6 mobile atta ad afferrare l’estremità della corda 4 che fuoriesce dal corpo 3 allungato, ed un dispositivo 7 attuatore che è atto ad applicare uno spostamento a velocità costante tra le due morse 5 e 6 per sfilare parzialmente la corda 4 dal corpo 3 allungato (come illustrato nella figura 2).
Nella figura 1 è illustrata l’unità 1 di prova all’inizio della prova, ovvero quando le morse 5 e 6 hanno impegnato rispettivamente una estremità del corpo 3 allungato ed una estremità della corda 4 e la corda è ancora inserita nel corpo 3 allungato; nella figura 2 è illustrata l’unità 1 di prova alla fine della prova quando la trazione impressa dal dispositivo 7 attuatore ha sfilato (estratto) parzialmente la corda 4 dal corpo 3 allungato.
Al dispositivo 7 attuatore è accoppiato un dinamometro 8 che è atto a determinare la forza di adesione tra il corpo 3 allungato e la corda 4, ovvero la forza di trazione che è necessario applicare tra le due morse 5 e 6 per applicare uno spostamento tra le due morse 5 e 6 e quindi sfilare la corda 4 dal corpo 3 allungato.
L’unità 1 di prova comprende una fotocamera 9 digitale (del tutto equivalente ad una telecamera 9 digitale) che è rivolta verso la corda 4 ed è atta ad acquisire almeno una immagine I digitale (illustrata nella figura 3) della corda 4 stessa quando la corda 4 è stata parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato (come illustrato nella figura 2). In particolare, la fotocamera 9 digitale acquisisce l’immagine I digitale della corda 4 mentre la corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato è ancora in tensione tra le due morse 5 e 6.
Secondo una preferita forma di attuazione, è previsto un pannello 10 di contrasto che è disposto dietro alla corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato rispetto alla fotocamera 9 (come ben illustrato nella figura 2); in questo modo, l’immagine I digitale acquisita dalla fotocamera 9 riprende in primo piano la corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato (ovvero parte della porzione della corda 4 che si trova all’esterno del corpo 3 allungato) e sullo sfondo il pannello 10 di contrasto. Secondo una preferita forma di attuazione, il pannello 10 di contrasto è di colorazione uniforme e, ad esempio, di colore blu; in questo modo è possibile fare risaltare al meglio la corda 4 nell’immagine I digitale per la successiva elaborazione.
Infine, l’unità 1 di prova comprende una unità 11 di elaborazione che è atta ad analizzare l’immagine I digitale della corda 4 per misurare la quantità di elastomero residuo rimasto attaccato alla corda 4 dopo che la corda 4 è stata parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato; tale misura è importante in quanto, in abbinamento alla forza necessaria a sfilare la corda 4 dal corpo 3 allungato di elastomero, fornisce una indicazione affidabile della capacità di adesione della corda all’elastomero che costituisce il corpo 3 allungato.
Secondo quanto illustrato nella figura 3, l’immagine I digitale è costituita da una pluralità di pixel P aventi ciascuno una propria colorazione che è, ad esempio, blu per i pixel P appartenenti al pannello 10 di contrasto, grigia/gialla per la corda 4 priva di elastomero (in funzione del fatto che la corda 4 sia metallica oppure tessile), e nera per le tracce di elastomero. Secondo una preferita forma di attuazione, l’unità 11 di elaborazione conta nell’immagine I digitale il numero complessivo di pixel P che definiscono la corda 4 (con o senza tracce di elastomero, ovvero tutti i pixel P diversi dal colore blu del pannello 10 di contrasto) e conta nell’immagine I digitale il numero complessivo di pixel P che indicano la presenza di elastomero (ovvero di colore essenzialmente nero); infine, l’unità 11 di elaborazione calcola un grado di ricopertura della corda 4 dividendo il numero complessivo di pixel P che indicano la presenza di elastomero per il numero complessivo di pixel P che definiscono la corda 4 (tale grado di ricopertura è una misura affidabile e precisa della quantità di elastomero residuo rimasto attaccato alla corda 4 dopo che la corda 4 è stata parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato). Ad esempio se la corda 4 nell’immagine I digitale è formata da 100 pixel e se nell’immagine I digitale 30 pixel corrispondono alla presenza di elastomero, allora la ricopertura della corda 4 dopo che la corda 4 è stata parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato è del 30%.
Secondo una possibile forma di attuazione, l’unità 1 di prova acquisisce una unica immagine I digitale di una parte della porzione della corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato e quindi l’unità 11 di elaborazione analizza sono l’unica immagine I digitale. Secondo una alternativa forma di attuazione illustrata nella figura 4, l’unità 1 di prova acquisisce almeno due (in particolare tre nella non limitativa forma di attuazione illustrata nella figura 4) immagini I digitali da punti di vista diversi della corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato; in questo caso, l’unità 11 di elaborazione analizza tutte le immagini I digitali a disposizione (in questo caso tre) e calcola una media tra i risultati dell’analisi delle immagini I digitali.
Per acquisire più immagini I digitali da punti di vista diversi della corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato è possibile utilizzare (come illustrato nella figura 4) più fotocamere 9 tra loro distinte ed indipendenti, le quali sono disposte in posizioni diverse per acquisire corrispondenti immagini I digitali da punti di vista diversi della corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato. In questo caso le fotocamere 9 sono disposte in posizioni fisse e sono ciascuna provvista di un rispettivo pannello 10 di contrasto disposto anche esso in posizione fissa.
In alternativa, per acquisire più immagini I digitali da punti di vista diversi della corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato è possibile utilizzare una unica fotocamera 9 (come illustrato nelle figure 1 e 2) che viene di volta in volta spostata attorno alla corda 4; ovvero, la fotocamera 9 è mobile (manualmente o mediante un servomotore ad esempio accoppiato ad una guida circolare su cui scorre una slitta che supporta la fotocamera 9) per acquisire corrispondenti immagini I digitali da punti di vista diversi della corda 4 parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato. In questa forma di attuazione, generalmente anche il pannello 10 di contrasto è mobile per venire spostato assieme alla fotocamera 9.
Generalmente, la fotocamera 9 è in grado di acquisire immagini I digitali di buona qualità (ovvero di qualità sufficienti per la successiva elaborazione) con la semplice illuminazione ambientale e quindi non è necessaria la presenza di dispositivi di illuminazione dedicati alla fotocamera 9. Tuttavia, secondo una forma di attuazione non illustrata, possono essere previsti dispositivi di illuminazione dedicati alla fotocamera 9 che illuminano (generalmente con una luce diffusa per evitare riflessi) la corda 4.
Le forme di attuazione qui descritte si possono combinare tra loro senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.
L’unità 1 di prova sopra descritta presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, l’unità 1 di prova 1 sopra descritta permette di determinare la capacità di adesione di una corda ad un elastomero in modo automatizzato, preciso, oggettivo e ripetibile (tracciabile). Questo risultato viene ottenuto grazie al fatto che non solo la forza di trazione necessaria a sfilare la corda 4 dal corpo 3 allungato viene misurata in modo completamente strumentale, ma anche la quantità di elastomero residuo rimasto attaccato alla corda 4 dopo che la corda 4 è stata parzialmente sfilata dal corpo 3 allungato viene misurata in modo completamente strumentale (ovvero senza alcun intervento di un operatore nel processo di misura che è completamente automatico).
Inoltre, l’unità 1 di prova 1 sopra descritta è in grado di determinare la capacità di adesione di una corda ad un elastomero in modo estremamente veloce, in quanto una volta sfilata parzialmente la corda 4 dal corpo 3 allungato l’acquisizione e l’elaborazione dell’immagine I digitale (o delle immagini I digitali) può anche avvenire in frazioni di secondo.
Infine, l’unità 1 di prova 1 sopra descritta è di semplice ed economica realizzazione in quanto richiede l’utilizzo di componenti (la fotocamera 9 ed il pannello 10 di contrasto) che sono commerciali, presentano un costo relativamente modesto, e sono molto facilmente reperibili nel mercato. ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE
1 unità di prova
2 provino
3 corpo allungato
4 corda
5 morsa
6 morsa
7 dispositivo attuatore
8 dinamometro
9 fotocamera
10 pannello di contrasto
11 unità di elaborazione
I immagine
P pixel
Claims (12)
1) Unità (1) di prova per la determinazione della capacità di adesione di una corda (4) ad un elastomero eseguendo una prova su un provino (2) costituito da un corpo (3) allungato di elastomero al cui interno è annegata la corda (4) avente una estremità che fuoriesce dal corpo (3) allungato stesso; l’unità (1) di prova comprende:
una prima morsa (5) atta ad afferrare una estremità del corpo (3) allungato;
una seconda morsa (6) atta ad afferrare l’estremità della corda (4) che fuoriesce dal corpo (3) allungato; ed un dispositivo (7) attuatore che è atto ad applicare uno spostamento tra le due morse (5, 6) per sfilare parzialmente la corda (4) dal corpo (3) allungato;
l’unità (1) di prova è caratterizzata dal fatto di comprendere:
una fotocamera (9) che è rivolta verso la corda (4) ed è atta ad acquisire almeno una immagine (I) della corda (4) stessa quando la corda (4) è stata parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato; ed
una unità (11) di elaborazione che è atta ad analizzare l’immagine (I) della corda (4) per misurare la quantità di elastomero residuo rimasto attaccato alla corda (4) dopo che la corda (4) è stata parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato.
2) Unità (1) di prova secondo la rivendicazione 1 e comprendente un pannello (10) di contrasto che è disposto dietro alla corda (4) parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato rispetto alla fotocamera (9).
3) Unità (1) di prova secondo la rivendicazione 2, in cui l’immagine (I) acquisita dalla fotocamera (9) riprende in primo piano la corda (4) parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato e sullo sfondo il pannello (10) di contrasto.
4) Unità (1) di prova secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il pannello (10) di contrasto è di colorazione uniforme.
5) Unità (1) di prova secondo la rivendicazione 2, 3 o 4, in cui il pannello (10) di contrasto è di colore blu.
6) Unità (1) di prova secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui:
l’immagine (I) è digitale ed è costituita da una pluralità di pixel (P);
l’unità (11) di elaborazione conta nell’immagine (I) digitale il numero complessivo di pixel (P) che definiscono la corda (4);
l’unità (11) di elaborazione conta nell’immagine (I) digitale il numero complessivo di pixel (P) che indicano la presenza di elastomero; e
l’unità (11) di elaborazione calcola un grado di ricopertura della corda (4) dividendo il numero complessivo di pixel (P) che indicano la presenza di elastomero per il numero complessivo di pixel (P) che definiscono la corda (4).
7) Unità (1) di prova secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6 e comprendente almeno due fotocamere (9) tra loro distinte ed indipendenti, le quali sono disposte in posizioni diverse per acquisire due corrispondenti immagini (I) da punti di vista diversi della corda (4) parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato.
8) Unità (1) di prova secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui la fotocamera (9) è mobile per acquisire almeno due immagini (I) da punti di vista diversi della corda (4) parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato.
9) Unità (1) di prova secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui l’unità (11) di elaborazione analizza entrambe le immagini (I) e calcola una media tra i risultati dell’analisi delle due immagini (I).
10) Unità (1) di prova secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui la fotocamera (9) acquisisce l’immagine (I) della corda (4) mentre la corda (4) parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato è ancora in tensione tra le due morse (5, 6).
11) Unità (1) di prova secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10 e comprendente un dinamometro (8) che è atto a determinare la forza di adesione tra la corda (4) ed il corpo (3) allungato.
12) Metodo di prova per la determinazione della capacità di adesione di una corda (4) ad un elastomero eseguendo una prova su un provino (2) costituito da un corpo (3) allungato di elastomero al cui interno è annegata la corda (4) avente una estremità che fuoriesce dal corpo (3) allungato stesso; il metodo di prova comprende le fasi di:
afferrare una estremità del corpo (3) allungato mediante una prima morsa (5);
afferrare l’estremità della corda (4) che fuoriesce dal corpo (3) allungato mediante una seconda morsa (6); ed applicare, mediante un dispositivo (7) attuatore, uno spostamento tra le due morse (5, 6) per sfilare parzialmente la corda (4) dal corpo (3) allungato;
il metodo di prova è caratterizzato dal fatto di comprendere le ulteriori fasi di:
acquisire, mediante una fotocamera (9) che è rivolta verso la corda (4), almeno una immagine (I) della corda (4) stessa quando la corda (4) è stata parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato; ed
analizzare, mediante una unità (11) di elaborazione, l’immagine (I) della corda (4) per misurare la quantità di elastomero residuo rimasto attaccato alla corda (4) dopo che la corda (4) è stata parzialmente sfilata dal corpo (3) allungato.
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