DE20006840U1

DE20006840U1 - Prüfvorrichtung für Reifen

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Publication number: DE20006840U1
Application number: DE20006840U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2010-04-14

Description

RÜGER, BARTHELT & ABEL

Patentanwälte · European Patent Attorneys

Dr.-lng.R. Rüger Dipl.-Ing. H. P. Barthelt Dr.-lng.T. Abel Patentanwälte European Patent Attorneys

K. Matthies Marken

P.O.Box 100461 £3

D-73704 Esslingen a. N.

Webergasse 3 <g>

D-73728 Esslingen a. N. ^

Telefon (0711) 3565 Telefax (0711) 359903 E-mail ruba@ab-patent.com VAT DE 145 265

12. April 2000 GM 1 jawl

Stefan Dengler, Mauswiesenweg 10, D-75365 Calw-Stammheim Prüfvorrichtung für Reifen

Aus der Praxis sind Vorrichtungen zur zerstörungsfreien Prüfung von Reifen bekannt, die einen in einer Prüfkammer angeordneten Messtisch mit einer Auflagefläche für die Reifen und eine aus der Auflagefläche nach oben ragende Messeinheit zur Prüfung des Reifens aufweisen. Bei der Prüfung ist die Messeinheit in der Zentralöffnung des auf dem Messtisch positionierten Reifens angeordnet und erfasst dessen Innenbereich. Die Messeinheit ist drehbar und gegebenenfalls quer zu der Auflagefläche schwenkbar gelagert, um den Innenbereich des Reifens sektorweise zu erfassen. Es kann auch eine Linearführung zur vertikalen Verschiebung der Messeinheit vorgesehen sein, die eine Untersuchung der oberen Mantelseite des Reifens erlaubt.

Konten: Deutsche Bank AG, Filiale Esslingen 304014 (BLZ 611 700 76) ■ Postbank Stuttgart 62451 -700 (BLZ 600 100 70)

Als Messeinheiten stehen bekannte Licht- oder Lasermesssysteme zur Verfügung, die auf holografischen, interferometrischen oder shearografischen Methoden zur Ermittlung von Strukturdefekten beruhen. I.A. wird die bspw. durch Unterdruck in der Prüfkammer bewirkte Verformung der Oberfläche des Reifens zur Ermittlung der Lage und Größe der Strukturdefekte herangezogen.

Außerdem ist es bekannt, die Linearführung der Messeinheit im Inneren des Messtisches unterzubringen. Durch eine Öffnung in dem Messtisch kann die Messeinheit bis unter die Auflagefläche abgesenkt und zu Prüfzwecken ausgefahren werden. Der Reifen kann somit ohne Gefahr, die Messeinheit zu beschädigen, auf dem Messtisch platziert werden. Allerdings verzögert sich dadurch das Wechseln der Reifen erheblich, und die Reifen, bspw. schwere Flugzeugreifen, müssen auf den infolge des Aufbaus erhöhten Tisch gehoben werden. Zudem kann die Messeinheit durch von den Reifen mitgeführten Staub oder Schmutz verunreinigt werden. Für unterschiedliche Reifengrößen müssen gegebenenfalls Auflageflächen mit unterschiedlich großen Öffnungen vorgehalten werden, um die Messeinheit zur genauen Untersuchung des Innenbereichs des Reifens in Richtung auf diesen verstellen zu können. Dies macht einen mechanischen Umbau notwendig, und die Auflageflächen können nicht so stabil und schwingungsunempfindlich gestaltet werden, wie dies erforderlich wäre, um gute Ergebnisse zu bekommen.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, diesen bekannten Nachteilen abzuhelfen und insbesondere eine wartungsarme bzw. einfach zu wartende Vorrichtung zu schaffen, bei der die zu prüfenden Bauteile leicht gewechselt

werden können und die möglichst stabil und schwingungsarm ausgebildet ist, um gute Prüfergebnisse zu erhalten.

Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung nach Anspruch 1 und mit der Vorrichtung nach Anspruch 2 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist die Messeinheit oberhalb des auf der Lagereinrichtung zu positionierenden Bauteils, insbesondere eines Reifens, linear verschiebbar, vorzugsweise in Richtung auf den Reifen verstellbar, jedoch unverdrehbar, d.h. nicht um eine zu dem Reifen koaxiale Achse verschwenkbar, gelagert. Ist die Messeinheit in ihre obere Ruheposition überführt, kann der Reifen schnell, ohne Gefahr der Beschädigung der Messeinheit zu- bzw. abgeführt werden. Der■Messplatz, das Linearsystem und die Messeinheit sind zu Zwecken der Justage, Wartung und Reinigung leicht zugänglich. Dabei müssen letztere deutlich seltener durchgeführt werden, weil die Verunreinigungswirkung infolge des Aufbaus deutlich gesenkt ist. Da die Messeinheit nicht nach unten versenkt wird, kann der gesamte Aufbau niedriger gestaltet werden, was sich besonders vorteilhaft beim Wechseln von schweren LKW- oder Flugzeugreifen auswirkt. Außerdem sind bei der Messung die Auf- und Abbewegungen des Messkopfs kürzer, insbesondere wenn auch die obere Mantelfläche des Reifens mit geprüft wird.

Es hat sich gezeigt, dass die unverdrehbare Lagerung des Messkopfs einen schwingungsunempfindlicheren Aufbau ergibt. Zur sektorweisen Untersuchung des Reifens wird deshalb der Reifen durch die Lagereinrichtung in Umfangsrichtung gedreht. Die Lagereinrichtung bzw. deren Auflagefläche kann durch die Anordnung der Messeinheit ununterbrochen, somit für unterschiedliche Reifengrößen geeignet,

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und massiv ausgebildet werden, was zu hoher Schwingungsstabilität und guten Prüfergebnissen führt.

Gemäß Anspruch 2 ist die Messeinheit oberhalb des Bauteils an einem Portal, bspw. einer die Lagereinrichtung übergreifenden Brücke, oder einem Galgen, d.h. im Wesentlichen einem halben Portal, gelagert. Das Portal oder der Galgen ist den Erfordernissen gemäß steif ausgebildet und ermöglicht auch eine stabile Lagerung und Führung des Messkopfs sowie dessen leichte Montage und Demontage. Der Messkopf kann, je nach Prüfzweck, bspw. starr an dem Portal oder dem Galgen befestigt sein. Zur Untersuchung von Reifen ist der Messkopf jedoch vorzugsweise in ein oder mehreren Richtungen linear verschiebbar gelagert. Zur sektorweisen Erfassung des Reifens ist der Messkopf unverdrehbar an dem Portal oder dem Galgen gelagert, während die Lagereinrichtung zur Drehlagerung des Reifens eingerichtet ist. Dies ergibt einen weitgehend schwingungsunempfindlichen Aufbau. Die aus der Lagerung der Messeinheit oberhalb der Lagereinrichtung erwachsenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit Anspruch 1 erläutert.

Das Portal stützt sich vorzugsweise mit zwei oder mehreren Beinen an einem Grundgestell ab und ist bspw. starr an diesem gelagert. Dies ergibt einen besonders erschütterungsarmen Prüfaufbau und eine hohe Prüfqualität. Der Galgen weist lediglich ein Stützbein auf. Das Portal bzw. der Galgen kann auch bspw. an den Seitenwänden eines Prüfbehälters oder an dessen Deckel starr oder bewegbar, z.B. linear verschiebbar, verschwenkbar um eine Horizontalachse oder verdrehbar um eine andere Achse, bspw. eine Vertikalachse, gelagert sein, wobei das Portal bzw. der

Galgen mit dem Deckel zusammen bspw. aufgeklappt wird und sofort zugänglich ist.

Die folgenden Ausführungen werden der Einfachheit wegen lediglich auf das Portal bezogen, sind jedoch, sofern anwendbar, auch auf den Galgen zu erstrecken.

Gegebenenfalls, wenn bspw. längere Teile, z.B. Gummi oder Transportbänder, oder auch die Laufflächen von Reifen unterschiedlicher Größe oder mehrere Reifen gleichzeitig in einer einzigen Prüfkammer auf Strukturdefekte untersucht werden sollen, kann das Portal auch quer zu seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert sein. Das Portal kann dann bspw. verschoben werden, um völlig freien Zugang zu der Lagereinrichtung zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist auch eine Schwenklagerung des Portals möglich.

Zur Verstellung der Messeinheit in der vertikalen Richtung kann das Portal in seiner Höhe verstellbar ausgebildet sein. Vorzugsweise dient hierzu jedoch eine Linearführungseinrichtung, über die die Messeinheit an dem Portal gelagert ist. Die Linearführungseinrichtung kann zusätzlich eine Verschiebung der Messeinheit in der Längsrichtung des Portals ermöglichen, damit die Messeinheit bei Reifen größeren Innendurchmessers näher an den Reifen herangeführt werden kann. Der Innenbereich der Reifen kann genauer untersucht werden, wenn die Messeinheit auch quer zu der Längsrichtung des Portals verschwenkbar ist. Darüber hinaus kann es, insbesondere bei einem starr gelagerten Portal, sinnvoll sein, eine zusätzliche Linearführung vorzusehen, die eine Verschiebung der Messeinheit quer zu der vertikalen Richtung und der Portallängsrichtung erlaubt. Die Messeinheit kann dann in nahezu jede beliebige

Position innerhalb der Prüfkammer verfahren werden. Zur Ausbildung der Linearführungsseinrichtung und gegebenenfalls der Schwenkeinrichtung können beliebige, aus der Technik bekannte, steuerbare hydraulische, pneumatische oder elektrische Linearantriebe, bspw. Teleskopantriebe, bzw. Drehantriebe verwendet werden.

Die Messeinheit weist einen Messkopf auf, mit dem die Oberfläche des Reifens geprüft wird. Der Reifen wird jeweils um einen definierten Winkel, bspw. um 60°, gedreht. Von den einzelnen sechs Sektoren werden mit dem Messkopf jeweils Einzelbilder auf genominen, die dann zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden können. Es können auch mehrere Messköpfe vorgesehen sein, wodurch die Prüfzeit reduziert wird. Die Prüfzeit kann jedoch wegen der zum Be- und Entladen der Reifen erforderlichen Zeit nicht beliebig proportional zu der Anzahl der Messköpfe gesenkt werden. Eine kostengünstige Anordnung, die ein schnelles Prüfverfahren ermöglicht, wird mit zwei Messköpfen erhalten. Diese sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene, um 180° voneinander versetzt angeordnet und blicken in einander entgegengesetzte Richtungen. Sie können eine gemeinsame optische Achse haben. Mit jedem Messkopf muss nur der halbe Reifen, bspw. drei Sektoren, erfasst werden, um den ganzen Reifen zu untersuchen. Es ist auch möglich, die Messköpfe in unterschiedlicher Höhe anzuordnen, um gleichzeitig z.B. den Innenbereich des Reifens sowie dessen Mantelfläche zu prüfen. Die einzelnen Messköpfe können gemeinsam oder getrennt voneinander angesteuert werden.

Die einzelnen Strukturfehler in dem erhaltenen Gesamtbild müssen eindeutig den entsprechenden Stellen des Reifens zuzuordnen sein. Zu diesem Zweck kann eine Markie-

rungsvorrichtung vorgesehen sein, die bspw. den Ausgangspunkt des Prüfverfahrens bspw. durch einen Farbklecks markiert. Dieser Punkt wird auch in dem Gesamtfehlerbild gekennzeichnet. Die Markierungsvorrichtung kann auch zur Kennzeichnung der ermittelten Fehlstellen eingerichtet sein, wobei i.A. nur die Lage der Fehlstellen markiert wird. Es ist aber auch denkbar, qualitative Informationen über die Strukturfehler an dem Reifen anzubringen, was bspw. durch Verwendung unterschiedlicher Farben oder unterschiedlicher Helligkeit einer Farbe geschehen kann. Dies ist insbesondere bei einer automatisierten Fehlerauswertung von Vorteil.

Die Lagereinrichtung ist vorzugsweise durch einen Drehtisch mit fester, geschlossener und ebener Auflagefläche für den Reifen gebildet. Der Reifen liegt somit bei der Prüfung stabil und ruhig auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lagereinrichtung durch ein Förderband gebildet, das zur automatischen Be- und Entschickung des Reifens eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich dann gut bspw. in eine Fertigungsstraße für neue Reifen integrieren. Da die Messeinheit oberhalb des Förderbandes gelagert ist, kann dieses einteilig ausgebildet sein und eine homogene stabile Auflage für die Reifen sicherstellen. Wenn das Band breit genug (Breite stimmt im Wesentlichen mit Reifendurchmesser überein) ist, können sowohl kleinste als auch größte Reifen beschickt werden, ohne mechanische Anpassungen an dem Förderband vornehmen zu müssen. Das Förderband kann auf einer stabilen Unterlage geführt sein, auf der das Band mit dem Reifen während der Untersuchung aufliegt. Dies verkürzt die Beruhigungs-

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zeiten und stellt einen schnellen, qualitativ hochwertigen Prüfablauf sicher.

Das Förderband kann auf einem Drehtisch drehbar gelagert sein, um mit einer lediglich linear geführten Messeinheit den gesamten Reifen sektorweise aufzunehmen.

Wenn der Reifen von einer Seite der Vorrichtung zur anderen weitergereicht wird, genügt es, wenn das Förderband in nur einer Richtung angetrieben wird. Dies ist auch der Fall, wenn die Be- und Entschickungsrichtung übereinstimmen und zwei Messköpfe vorgesehen sind. Das Band kann dann auch endlos ausgebildet sein. Ansonsten sollte ein Transport der Reifen in beide Richtungen möglich sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wegen des wartungsarmen und stabilen Aufbaus besonders für eine holografische, eine Speckle-interferometrische oder vorzugsweise eine shearografische Prüfung von Bauteilen, insbesondere von Reifen, geeignet. Die Messeinheit ist dann eine Lasermesseinheit, die gemeinsam mit der Lagereinrichtung im Inneren eines Druckbehälters angeordnet ist. Die von der Messeinheit aufgenommenen Bilder werden zu einer Bildverarbeitungseinheit gesendet, die zum Speichern, Anzeigen und/oder automatischen Auswerten der Bilder eingerichtet ist.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus Unteransprüchen, der Zeichnung sowie der zugehörigen Beschreibung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, in einer perspektivischen, teilweise
schematisierten Ansicht,

Fig. 2 bis 9 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, in perspektivischen, teilweise schematisierten
Ansichten, und

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, in einer vereinfachten, teilweise
schematisierten Seitenansicht.

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Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten, etwas schematisierten perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen. Die Prüfvorrichtung 1 weist ein Grundgestell 2 auf, das im vorliegenden Fall durch eine flachen, jedoch massiv ausgebildeten Quader mit einer ebenen, im Wesentlichen quadratischen Oberseite 3 gebildet ist. An dem Grundgestell 2 ist ein glockenartiger Deckel 4 kippbar gelagert. Der Deckel 4 kann in eine in Fig. 1 veranschaulichte offene Stellung gekippt werden, in der sein im Wesentlichen kreisförmiger Rand 5 bis auf einen zur Lagerung dienenden Abschnitt 6 von dem Grundgestell 2 abgehoben ist. In Schließstellung liegt der Rand 5 des Deckels 4 auf der Oberseite 3 des Grundgestells 2 auf. Ein an der Oberseite 3 vorgesehener Dichtungsring 7, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Randes 5 entspricht, dichtet zusammen mit dem Rand 5 die zwischen dem Deckel 4 und dem Grundgestell 2 festgelegte Prüfkammer 8 nach außen ab. Der Deckel 4 kann von Hand oder gesteuert geöffnet bzw. geschlossen werden. Ein entsprechender Schließmechanismus ist in Fig. 1 der Einfachheit wegen weggelassen worden.

In der Prüfkammer 8 sind eine Lagereinrichtung 11 für das zu prüfende Bauteil, sowie eine an einem Portal 12 gelagerte Messeinheit 13 angeordnet. Die Lagereinrichtung 11 ist als ein auf dem Grundgestell 2 drehbar gelagerter Drehtisch 14 ausgebildet, der um eine senkrecht auf der Oberseite 3 des Grundgestells 2 stehende Drehachse 15 gezielt und gesteuert gedreht werden kann. Die an der Unterseite des Drehtisches vorgesehene Drehlagerung ist durch die mit A bezeichnete Drehrichtung angedeutet. Die Oberseite 16 des Drehtisches 14 dient als Auflagefläche für das zu prüfende Bauteil.

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Das zur Lagerung der Messeinheit 13 vorgesehene Portal 12 weist in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel die Form eines umgekehrten U auf. Es stützt sich mit zwei Schenkeln oder Beinen 17, 18 an dem Grundgestell 2 ab. Die Schenkel 17, 18 sind im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet und fest, unverschiebbar an dem Grundgestell 2 verankert. Sie sind beabstandet voneinander angeordnet, wobei der Abstand geringfügig größer als der Durchmesser des kreisförmigen Drehtisches 14 ist. Die Schenkel 17, 18 können dann gemeinsam mit der Drehachse 15 in einer Ebene oder in geringem Abstand zu dieser angeordnet sein.

Die Schenkel 17, 18 sind über einen Querträger 19 des Portals 12 miteinander verbunden, der die Messeinheit 13 trägt. Der Querträger 19 ist im Wesentlichen parallel zu der Auflagefläche 16 ausgerichtet und übergreift die Auflagefläche 16 des Drehtisches 14 bspw. über dem zwischen den Schenkeln 17, 18 festgelegten Durchmesser. Der Querträger 19 ist im vorliegenden Fall fest an den Schenkeln 17, 18 gehalten. Das Portal 12 kann dann bspw. in einem Stück gefertigt sein. Es ist aber auch möglich, den Querträger 19 lösbar und/oder in Bezug auf den Drehtisch 14 an den Beinen 17, 18 höhenverstellbar zu lagern. Dadurch kann im Bedarfsfall der Zugang zu den einzelnen Komponenten der Prüfkammer 8 erleichtert. Es können auch mehrere als nur zwei Beine 17, 18 zum Abstützen des Querträgers 19 verwendet werden. Die Beine 16, 17 können auch schräg angeordnet sein oder bspw. an dem Deckel 4 angebracht sein.

Ungefähr in der Mitte des Querträgers 19 ist an dem Portal 12 eine Linearführungseinrichtung 21 angeordnet, an der die Messeinheit 13 gelagert ist. Die Linearführungseinrichtung 21 weist einen Schlitten 22 auf, der an einer

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Linearführung 23 vertikal (Richtung X in Fig. 1) verstellbar ist und der mit der Messeinheit 13 verbunden ist. Der Schlitten 22 und somit die Messeinheit 13 können durch einen Motor, bspw. einen Elektromotor, ggf. über ein Getriebe oder dgl. gehoben bzw. gesenkt werden. Es können auch andere bekannte Linearantriebe, bspw. pneumatische oder hydraulische Hubkolben, zum Heben und Senken der Messeinheit 13 eingesetzt werden.

Die Messeinheit 13 weist hier einen einzigen Messkopf 24 auf, der ein oder mehrere Lichtquellen 25, vorzugsweise einen Laser oder Laserdioden, mit dem bzw. denen die Oberfläche des zu prüfenden Bauteils beleuchtet werden kann, sowie eine Optik 26 mit einer Kamera enthält, mit denen die von dem·Bauteil reflektierte Strahlung erfasst und aufgenommen werden kann. Vorzugsweise ist die Optik 26 zur shearografischen Untersuchung von Objekten eingerichtet. Es können aber auch andere, bspw. interferometrische Messköpfe verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung 1 gem. Fig. 1 wird bevorzugterweise zur Untersuchung von Reifen auf Strukturdefekte hin verwendet. Sie kann bei der Neuproduktion oder bei der Runderneuerung von Reifen Einsatz finden. Um einen Reifen zu prüfen, wird der Deckel 4 aufgeklappt und danach oder zuvor der Schlitten 22 mit dem Messkopf 24 in eine obere Position verfahren, in der der Messkopf 24 möglichst weit von der Auflagefläche 16 beabstandet ist. Dieser Abstand ist durch eine entsprechende Dimensionierung der Vorrichtung 1 groß genug, dass auch breitestmögliche zu prüfende Reifen zwischen dem Messkopf 24 und dem Drehtisch 14 durchgeschoben und auf der Auflagefläche 16 positioniert werden können. Der Reifen wird

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konzentrisch zu der Drehachse 15 positioniert. Danach wird der Deckel 4 geschlossen und die Messeinheit 13 bis etwa zur Mitte der Zentralöffnung des Reifens herabgesenkt.

Bei der Prüfung wird der Innenbereich des Reifens sektorweise erfasst, wobei der Reifen nach jedem Bild um einen den Sektor festlegenden Winkel mit dem Drehtisch weiter gedreht wird. Es werden i.A. zwei Zustände des Reifens aufgenommen, ein unbelasteter Zustand sowie ein belasteter Zustand, der durch Erzeugung eines Unterdrucks in der Prüfkammer 8 geschaffen wird. Zu diesem Zweck ist die Prüfkammer 8 mit einer in Fig. 1 nicht näher dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks verbunden. Ausgehend von der erfassten Verformung der Oberfläche des Reifens im belasteten Zustand können Einschlüsse und sonstige Strukturdefekte des Reifens ermittelt werden.

Die aufgenommenen Verformungsbilder der einzelnen Sektoren werden zu einer hier nicht veranschaulichten Bildverarbeitungseinheit gesendet, die die einzelnen Bilder zu einem Gesamtbild zusammensetzt und auf einer Anzeigeeinheit, bspw. einem Monitor oder einem Fernseher anzeigt. Die Bildverarbeitungseinheit kann auch zur automatischen Auswertung und Fehlererkennung eingerichtet sein. Entsprechende Bildverarbeitungsalgorithmen können als Programme auf einem Rechner vorgesehen sein. Über den Rechner kann auch das Öffnen und Schließen des Deckels 4, das Verfahren des Messkopfs 24 und gegebenenfalls des Querträgers 19 sowie das Drehen des Drehtisches 14 gesteuert werden. Die entsprechende Steuereinrichtung, die Bildverarbeitungseinheit und die Anzeigeeinheit können einen integralen Bestandteil der Prüfvorrichtung 1 bilden oder

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gesondert aufgestellt und über entsprechende Steuerleitungen mit der Vorrichtung 1 verbunden sein.

Nach abgeschlossener Prüfung des Reifens wird die Messeinheit 13 wieder in ihre obere Position verfahren, der Deckel 4 geöffnet und der Reifen entnommen.

In den Fig. 2 bis 10 sind modifizierte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 1 veranschaulicht. Soweit Übereinstimmungen in Bau und/oder Funktion mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 1 bestehen, wird unter Verwendung gleicher Bezugszeichen auf die obigen Ausführungen verwiesen. Die Merkmale der Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 10 können alternativ oder, sofern sie sich gegenseitig nicht ausschließen, kumulativ verwirklicht werden.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausgestaltung unterscheidet sich von der in Fig. 1 veranschaulichten dadurch, dass das Portal 12 nicht starr, sondern verschiebbar an dem Grundgestell 2 gelagert ist. In dem Grundgestell 2 sind hierzu zwei Führungsnuten 27, 28 im Abstand und parallel zueinander ausgebildet, in denen die Beine 17, 18 des Portals 12 gelagert und geführt sind. Die Verschieberichtung B steht senkrecht auf der durch die Beine 17, 18 und den Querträger 19 festgelegten Ebene.

Das Portal 12 kann zum Wechseln von Reifen, oder wenn sonst Zugang zu der Lagereinrichtung 11 erforderlich ist, manuell oder gesteuert von der in Fig. 2 dargestellten Mittelstellung weg verschoben werden. Statt den Führungsnuten 27, 28 können auch Führungsschienen oder dgl. an dem Grundgestell 2 oder Rollkörper an den Beinen 17, 18 des

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Portals 12 vorgesehen sein. Zum Festsetzen des Portals in der gewünschten Lage müssen entsprechende, in Fig. 2 nicht explizit gezeigten Mittel vorgesehen sein, die eine möglichst schwingungsarme Fixierung des Portals 12 ermöglichen.

Außerdem ist es möglich, das Portal 12 verschwenkbar in der Führungsnut 27, 28 zu lagern, um ihn bei Bedarf von der aufrechten Stellung in eine nahezu waagrechte Position zu verkippen und den Messplatz freizugeben. Die Bewegung des Portals 12 sowie dessen Fixierung oder Freigabe wird vorzugsweise automatisch beim Öffnen bzw. Schließen des Deckels bewirkt. Das Portal 12 kann auch in einer in Draufsicht kreisförmigen, zu der Vertikalachse 15 koaxial ausgerichteten Führungsnut verdrehbar gelagert sein. Eine Drehlagerung für das zu prüfende Bauteil ist dann nicht erforderlich.

Das Portal 12 muss nicht unbedingt an dem Grundgestell 2 der Prüfkammer 8 aufgestellt sein. Wie Fig. 3 verdeutlicht, kann auch der Deckel 4 zur Lagerung des Portals 12 dienen. Beim Öffnen des Deckels 4 werden vorteilhafterweise das Portal 12 und die Messeinheit 13 mit aufgeklappt. Außerdem ist dann der Messplatz völlig frei und kann leicht be- oder entladen oder gereinigt werden. Das Portal 12 kann an dem Deckel 4 starr, um eine Achse 15' des Portals, die bei geschlossenem Deckel 4 mit der Vertikalachse 15 zusammenfällt, verdrehbar oder quer zu dieser verschwenkbar gelagert sein.

In Fig. 4 ist die Linearführungseinrichtung 21 um eine zusätzliche Linearführung 29 erweitert, die an dem Querträger 19 des Portals 12 ausgebildet und in dessen

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Längsrichtung Y ausgerichtet ist. Entlang der Linearführung 29 ist ein Schlitten 30 führbar, an dem die vertikale Linearführung 23 ausgebildet ist. Die Messeinheit 13 kann folglich zusätzlich der vertikalen Bewegung auch von der Drehachse 15 weg in Richtung auf die Lauffläche eines Reifens verstellt werden, um bspw. die seitliche Mantelfläche des Reifens untersuchen zu können.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 1 ist eine Schwenkeinrichtung 31 zwischen dem vertikal verstellbaren Schlitten 22 und dem Messkopf 24 angeordnet. Die Schwenkeinrichtung 31, bspw. ein Elektromotor, insbesondere ein Schrittmotor, ermöglicht eine Verschwenkung des Messkopfs 24 quer zu den Richtungen X und Y, wie dies in Fig. 5 durch den Pfeil C angedeutet ist. Der Messkopf 24 kann in den Innenbereich des Reifens verfahren und gezielt auf einen positiven oder negativen Winkel in Bezug auf die Auflagefläche 16 eingestellt werden, was eine gesonderte und genaue Prüfung der Innenflächen der oberen bzw. unteren Mantelseite und der Übergangsbereiche zu der Lauffläche ermöglicht.

In Fig. 6 ist eine Linearführungseinrichtung 21 veranschaulicht, die zur Verschiebung der Messeinheit 13 sowohl in der vertikalen Richtung X und der Längsrichtung Y des Portals 12 als auch in der senkrecht zu den Richtungen X, Y weisenden Längsrichtung Z eingerichtet ist. Hierzu ist an dem vertikal bewegbaren Schlitten 22 der Linearführungseinrichtung 21 ein zusätzlicher Linearantrieb 32, bspw. ein Teleskopantrieb, angebracht, dessen ausfahrbarer Kolben 33 die Messeinheit 13 trägt.

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Eine solch gestaltete Linearführungseinrichtung 21 ermöglicht zusammen mit dem drehbar gelagerten Drehtisch 14 das Anfahren und Erfassen eines beliebigen Punktes auf der Außenseite oder Innenseite des Reifens innerhalb der systembedingten Grenzen. Wenn außerdem eine Schwenkeinrichtung 31 gemäß der Fig. 5 in die Linearführungseinrichtung 21 nach Fig. 6 integriert wird, weist die Messeinheit 13 im Wesentlichen alle zur Prüfung des Reifens notwendige und vorteilhafte Freiheitsgrade auf.

In Fig. 7 ist eine Prüfvorrichtung 1 veranschaulicht, bei der die Messeinheit 13 zwei Messköpfe 24a, 24b enthält. Die Messköpfe 24a, 24b sind über die Linearführungseinrichtung 21 gemeinsam höhenverstellbar an dem Portal gelagert. Sie sind in einer gemeinsamen Ebene parallel zu der Auflagefläche 16 angeordnet und blicken in einander entgegengesetzte Richtungen. Im vorliegenden Beispiel fallen ihre optische Achsen zusammen, wobei auch vorgesehen werden kann, dass jeder Messkopf 24a, 24b für sich in der oben erläuterten Weise schwenkbar gelagert sein kann. Ebenso ist es möglich, jedem Messkopf 24a, 24b eine eigene Linearführungseinrichtung 21 zuzuordnen, die auch eine Verstellung in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse 15 nach außen und innen erlaubt.

Die vorliegende Anordnung mit zwei Messköpfen 24a, 24b bietet einen guten Kompromiss zwischen Aufwand und Kosten auf der einen Seite und der Reduzierung der Prüfzeit auf der anderen Seite. Jeder Messkopf ist für die Erfassung eines halben Reifens zuständig, wobei der Reifen bspw. nur zweimal um jeweils 60° weiter gedreht werden muss. Die Messköpfe 24a, 24b können auch in gleicher Blickrichtung ausgerichtet und/oder in unterschiedlichen

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Höhen angeordnet oder zueinander verstellbar sein, um gleichzeitig den Innenbereich des Reifens sowie dessen Mantel- oder Lauffläche zu erfassen.

In Fig. 8 ist zusätzlich eine Markierungsvorrichtung 34 vorgesehen, die dazu dient, den Reifen zu kennzeichnen. Dann können die aufgefundenen Fehlerstellen in dem Fehlergesamtbild der Bildverarbeitungseinheit eindeutig bestimmten Stellen des Reifens zugeordnet werden. Es kann bspw. eine an dem Portal 12 gelagerte und vorzugsweise für unterschiedliche Reifengrößen in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse 15 verstellbar gelagerte Spritzdüse 34a verwendet werden, mit der ein Farbtupfer, der den Ausgangspunkt des Prüfverfahrens kennzeichnet, auf den Reifen aufgebracht wird.

Sofern die Bildverarbeitungseinheit zur automatisierten Auswertung der Bilder und Fehlerermittlung eingerichtet ist, kann eine Markierungsvorrichtung vorgesehen sein, wie sie zusätzlich in Fig. 8 schematisch dargestellt und dort mit dem Bezugszeichen 34b gekennzeichnet ist. Die Markierungseinrichtung 34b ist zusammen mit der Messeinheit 13 vertikal verstellbar an der Linearführungseinrichtung 21 gelagert. Außerdem ist die Markierungseinrichtung oder Spritzdüse 34b mittels eines Teleskoparms 35 in Richtung auf die Lauffläche des Reifens verstellbar. Dies ermöglicht die Kennzeichnung einer ermittelten Fehlerstelle, wobei durch Verwendung bspw. verschiedener Farben auch die Art des Strukturfehlers oder dessen Größe geeignet gekennzeichnet werden können. Für die Spitzdüse 34b kann auch ein von der Messeinheit 13 entkoppeltes, gesondertes Linearführungssystem vorgesehen werden.

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Die Besonderheit der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform liegt in der Verwendung eines Fördebandes 36 als Lagereinrichtung 11. Das Förderband 36 ist auf dem Drehtisch 14 unterhalb des Portals 12 bzw. der Messeinheit 13 angeordnet und somit in Bezug auf diese verdrehbar. Das um zwei parallel zueinander angeordnete Wellen 37a, 37b gewickelte Förderband 36 ist einteilig und bspw. endlos ausgebildet. Es kann sowohl in Richtung auf die Walze 37a als auch in die umgekehrte Richtung gewickelt werden. Die Oberseite des Förderbandes 36 dient als Auflagefläche 16 für die Reifen. Die Breite des Förderbandes 36 ist vorzugsweise groß genug gewählt, dass auch der größte zu prüfende Reifen darauf platziert werden kann. Andererseits liegen auch kleine Reifen stabil auf dem Förderband auf, weil das Fördeband 36 eben ausgebildet ist und keine Öffnung aufweist, in die die Messeinheit 13 versenkt werden müsste.

Das Förderband 36 kann zur Be- und Entschickung der Reifen sowie zu deren Positionierung verwendet werden. Der Reifen wird mit entsprechenden Greifern oder per Hand auf das Förderband 36 gelegt und durch Ansteuern des Fördebands 36 in sein Prüfposition verfahren. Die Bedienung der Prüfvorrichtung 1 ist dadurch wesentlich erleichtert.

Die in Fig. 10 veranschaulichte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 1 entspricht im Wesentlichen der nach Fig. 9. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht hauptsächlich in der Ausbildung der Prüfkammer 8 und insbesondere darin, dass diese in Fig. 10 nicht über einen kippbaren Deckel, sondern über zwei schwenkbar gelagerte Klappen 39a, 39b zugänglich ist. Die Klappen 39a, 39b sind an zwei einander gegenüber-

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liegenden Seiten angeordnet und können durch zugehörige bspw. hydraulische Kolbenzylinder 40a, 40b geöffnet bzw. geschlossen werden. Der Reifen kann bspw. von der einen Seite her dem Förderband 36 zugeführt und von diesem zu der anderen Seite hin entnommen werden. Diese Ausführungsform lässt sich gut in eine Fertigungsstraße für neue Reifen oder dgl. integrieren.

Wie in Fig. 10 veranschaulicht, kann parallel zu dem Portal 12a ein zweites Portal 12b angeordnet sein. An diesem kann bspw. eine weitere Messeinheit 13 bspw. zur Prüfung der oberen Mantelfläche oder der Lauffläche des Reifens, angebracht werden. Gegebenenfalls, wenn das Förderband 36 hinreichen lang ist und zwei oder mehrere Portale 12 mit daran gelagerten Messeinheiten 13 vorgesehen werden, können mehrere Reifen gleichzeitig in einer einzigen Prüfkammer untersucht werden. Dadurch können Prüfzeiten erheblich verkürzt werden.

Bei allen vorstehenden Ausführungsformen kann anstelle des Portals 12 auch ein Galgen (im Wesentlichen ein halbes Portal) verwendet werden, wobei der Ständer des Galgens einem der Schenkel 17, 18 des Portals 12 und der bspw. horizontale Tragarm des Galgens, an dem die Messeinheit 13 angeordnet werden kann, dem Querträger 19 entspricht.

Zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen, insbesondere von Reifen, ist eine Prüfvorrichtung 1 mit einer zur optischen Prüfung eingerichteten Messeinheit 13, vorzugsweise einem Lasermesssystem, vorgesehen. Die Messeinheit 13 ist oberhalb eines zur Positionierung des Reifens dienenden Drehtisches 14, vorzugsweise auf einem den Dreh-

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tisch 14 übergreifenden Portal 12 oder einem Galgen, gelagert. Die Messeinheit ist über eine Linearführungseinrichtung 21 in wenigstens eine Richtung linear verschiebbar,
jedoch unverdrehbar an dem Portal 12 bzw. dem Galgen gelagert. Bei der Prüfung wird der Drehtisch 14, also der Reifen verdreht.

Der erfindungsgemäße Aufbau ist sehr stabil und
schwingungsarm. Der Reifen liegt ruhig auf dem ebenen
Drehtisch auf. Die Anordnung ermöglicht einen leichten
Zugang zu der Messeinheit 13 und dem Drehtisch 14 zu
Einstellungs-, Wartungs- oder Reinigungszwecken. Außerdem ist die Messeinheit 13 dadurch weitgehend gegen Verunreinigung durch von den Reifen mitgeführten Schmutz unempfindlich.

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Claims

1. Vorrichtung (1) zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen, insbesondere von Reifen,
mit einer Lagereinrichtung (11), die zur Positionierung des zu prüfenden Bauteils eingerichtet ist, und
mit einer zur Messung der Strukturmerkmale des Bauteils eingerichteten Messeinheit (13),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinheit (13) oberhalb des Bauteils linear verschiebbar und unverdrehbar gelagert ist und
dass die Lagereinrichtung (11) zur drehbaren Lagerung des Bauteils eingerichtet ist.

2. Vorrichtung (1) zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen, insbesondere von Reifen,
mit einer Lagereinrichtung (11), die zur Positionierung des zu prüfenden Bauteils eingerichtet ist, und
mit einer zur Messung der Strukturmerkmale des Bauteils eingerichteten Messeinheit (13),
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) oberhalb des Bauteils an einem Portal (12) oder einem Galgen gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen die Lagereinrichtung (11) übergreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen an einem Grundgestell (2) gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen an einem schließbaren Deckel (4) einer Prüfkammer (8) gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen starr gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen beweglich gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen verschiebbar gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen um eine Horizontalachse schwenkbar gelagert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (12) bzw. der Galgen um eine Vertikalachse drehbar gelagert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (11) durch einen Drehtisch (14) mit fester Auflagefläche (16) für das Bauteil gebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) oberhalb des Bauteils an einem Portal (12) oder einem Galgen nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 10 gelagert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) über eine Linearführungseinrichtung (21) an dem Portal (12) bzw. dem Galgen gelagert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungseinrichtung (21) zur Verstellung der Messeinheit (13) in der vertikalen Richtung (X) und/oder in der Längsrichtung des Portals (Y) bzw. des Trägerarms des Galgens eingerichtet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) quer zu ihrer optischen Achse verschwenkbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) quer zu der vertikalen Richtung (X) und der Portallängsrichtung (Y) bzw. der Längsrichtung des Trägerarms des Galgens verschiebbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) höchstens zwei zur Untersuchung des Bauteils eingerichtete Messköpfe (24, 24a, 24b) enthält.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Messköpfe (24a, 24b) vorgesehen sind, die eine gemeinsame, um 180° versetzte Blickrichtung aufweisen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Messköpfe (24a, 24b) eine gemeinsame optische Achse haben.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Markierungsvorrichtung (34, 34a, 34b) zur Kennzeichnung von Fehlstellen vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (11) ein vorzugsweise einteilig ausgebildetes Förderband (36) ist, das zur Be- und Entschickung des zu prüfenden Bauteils eingerichtet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (36) auf einem Drehtisch (14) drehbar gelagert ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) eine Lasermesseinheit ist, die vorzugsweise zur Speckle-interferometrischen oder shearografischen Prüfung eines Bauteils eingerichtet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (13) und die Lagereinrichtung (11) in einer verschließbaren Prüfkammer (8) angeordnet sind, die an eine Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck anschließbar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkammer (8) über eine an seiner Seitenwand schwenkbar gelagerte Schließklappe (39a, 39b) zugänglich ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (1) mit einer Bildverarbeitungseinheit und/oder einer Anzeigeeinheit verbunden ist oder dass die Bildverarbeitungseinheit und/oder einer Anzeigeeinheit Teil der Prüfvorrichtung (1) sind.