Berührungslose Lasermesssysteme Anwendungen in der Reifen und Gummiindustrie OPTImess Lasersensoren werden auf Grund ihrer kleinen Baugröße, hohen Messfrequenz und Genauigkeit sowie ihrer Eigenschaft, nahezu unter allen Umgebungsbedingungen messen zu können, zu einem zunehmend universellen Messinstrument für die Gummi- und Reifenindustrie in den Bereichen Forschung & Entwicklung, Produktion, Qualitätssicherung und Versuch. Einsatzmöglichkeiten Die realisierten Anwendungen sind:

Laufstreifenmessung Profilmessung Dickenmessung Breitenmessung Überlappungsmessung Aufweitungsmessung Unrundheitsmessung Fadenkontrolle Verformungsmessung (statisch/dynamisch) Fahrversuch Straßenoberflächenmessung

Laufstreifenmessung Mit Hilfe von zwei traversierend angeordneten Lasersensoren (einer oberhalb, der andere unterhalb des Materials) kann die komplette Kontur eines Laufstreifens vermessen werden. Die Messungen sind sowohl für PKW- wie auch für LKW- Laufstreifen möglich. Das gemessene Profil wird mit einem Masterprofil im Rechner verglichen und bezüglich vorgegebener Toleranzen überwacht. Eine Protokollierung sowie grafische Darstellung des Laufstreifen ist möglich.

Profilmessung Durch die Kombination eines OPTImess Lasersensors mit einer Verfahreinheit, dies kann z.B. eine Lineareinheit, aber auch ein Roboter sein, ist es möglich, Profiloberflächen zu vermessen. Dies können Profile von Reifenlaufflächen, aber auch Profile von anderen technischen Produkten der Gummiindustrie, z.B. das Profil von Einfach- oder Mehrfachkeilriemen oder Zahnriemen, sein. Die Möglichkeit bei OPTImess Sensoren, den Laserpunktdurchmesser individuell anzupassen, sowie die Eigenschaft, auch an schrägen Flächen bis ca. 70° noch messen zu können, eröffnen hier neue Möglichkeiten der Online-Qualitätskontrolle.

Dickenmessung Für die Dickenmessung bieten sich grundsätzlich zwei Anordnungsformen für die Sensoren an. Bei der Referenzmessung auf einer Walze wird mit einem Sensor gearbeitet. Das Produkt läuft über eine Walze, die als Basis für den Nullpunkt genommen wird. Vor der Messung wird der Abstand zur Walze als Nullwert genommen. Die anschließende Messung auf das Produkt wird mit dem Nullpunkt verrechnet und als Dicke ausgegeben. Bei der Dickenmessung mit zwei Sensoren läuft das Produkt zwischen zwei Sensoren, von denen einer oberhalb, der andere unterhalb des Materials angeordnet ist, hindurch. Die Verrechnung der beiden Sensorwerte ergibt die Dicke. Vorteil dieser Meßanordnung ist, daß sich das Produkt während der Messung vertikal zur Laufrichtung bewegen darf, ohne daß es zu Meßfehlern kommt.

Breitenmessung Für die Breitenmessung kommen jeweils zwei OPTIline Systeme zum Einsatz. Erfaßt wird die Breite nach der Schattenmeßmethode, d.h. durch den Laser wird ein paralleles Lichtband erzeugt, das auf einem Detektor abgebildet wird. Die durchlaufende Gummibahn schattet einen Teil des Laserstrahls für den Detektor ab. Die Lage dieser Abschattung wird ausgewertet und durch Verrechnung beider Systeme als Breite ausgegeben. Für die Messungen wird keine zusätzliche Lichtquelle benötigt.

Überlappungsmessung Bei der Herstellung von Reifen ist es von großer Bedeutung, ob zwei Gummilagen sich überlappen, auf Stoß liegen oder eine Lücke bilden. OPTImess Sensoren eignen sich auf Grund ihrer hohen Meßfrequenz (Bandbreite) von bis zu 20 kHz für die schnelle Detektion von Meßwertsprüngen bzw. Überlappungen. In Verbindung mit einem Wegmeßsystem können so mit hoher Reproduzierbarkeit Kantensprünge detektiert werden.

Aufweitungsmessungen Das berührungslose Antasten der Reifenoberfläche ermöglicht das Messen der Aufweitung eines Reifens bei Höchstdrehzahlen. Dies ist sowohl auf dem Rollenprüfstand, aber auch direkt am Fahrzeug möglich.

Unrundheitsmessungen Durch Einsatz des speziellen OPTIline Systems ist die berührungslose Messung des Höhen- und Seitenschlages bis zu Höchstdrehzahlen möglich. Auch hier sind bis zu 20.000 Messungen/s möglich.

Fadenkontrolle Durch die hohe Meßfrequenz der OPTImess Sensoren in Verbindung mit der Möglichkeit, einen kleinen Laserspot einzusetzen, ergibt sich die Möglichkeit, an gummierten Stahcord- oder Textilagen die Fadenlage zu kontrollieren.

Verformungsmessung (statisch/dynamisch) OPTImess Sensoren ermöglichen das berührungslose Erfassen von Reifenverformungen unter unterschiedlichen Prüfbedingungen, wie Radlast, Spur und Sturz. Dies können Messungen am Rollenprüfstand, aber auch – bedingt durch die kleine Baugröße der Sensoren – Messungen am Versuchsfahrzeug sein. Eine besondere Präparation des Reifens, z.B. entfernen der Schrift, ist nicht erforderlich. Ein extremer Einsatzfall ist hier die Verformungsmessung im Innern eines LKW-Reifens. Ein spezieller OPTImess Sensor ist hier im Reifen an der Felge montiert und mißt auf die Aufstandsfläche des Reifens.

Fahrversuch Hauptanwendungsgebiet, auf dem der Laser fast konkurrenzlos ist, ist die berührungslose Messung des Abstandes Fahrzeug – Straße zur Charakterisierung des Fahrverhaltens. Für den Bereich Reifenfahrversuch bietet der Laser die Möglichkeit, die Reifenoberfläche auf einer Prüfmaschine abzuscannen, d.h. nach festgelegten Fahrzyklen wird die gesamte Reifenoberfläche vermessen, um so neben dem reinen Verschleiß auch Sägezahnbildung, Auswaschungen, mögliches Ablaufen usw. zu untersuchen und zu dokumentieren. Weitere Einsatzmöglichkeiten bietet der Laser bei der Verformungsmessung des Reifens während der Fahrt.

Erfassen von Straßenoberflächen Da man, wie schon mehrfach erwähnt, während der Fahrt auf die Straßenoberfläche messen kann, ist natürlich auch die Umkehrung, nämlich die Erfassung von Straßenzuständen und -Oberflächen im Fahrbetrieb, möglich. Dies ist wichtig für die Prüfstandssimulation, für die man möglichst genaue Informationen über den realen Straßenzustand von Teststrecken benötigt, um eine praxisgerechte Simulation durchzuführen. Desweiteren ist die Kenntnis von Straßenoberflächen ein wichtiger Parameter bei der Entwicklung von Reifen in bezug auf Aquaplaning- und Geräuschverhalten. Einsatzbeispiele als PDF-Datei Reifen- und Gummiindustrie 1180 KB OPTImess PSD I OPTImess CCD I OPTIscan I OPTIline I OPTIcontrol I Sonderausführungen