NL8701019A - Toestel voor het beoordelen van lassen in gordellagen van radiale luchtbanden. - Google Patents

Description

P - ik i

Toestel voor_het beoordelen van lassen in gordellagenvoor radiale luchtbanden.

De uitvinding heeft betrekking op een toestel voor het beoordelen van de las in een gordellaag van een radiale luchtband in het assemblage stadium, waarbij de gordellaag is aangebracht op een roteerbare trommel.

5 Elke radiale luchtband is voorzien van een gordel die bestaat uit tenminste één laag die gevormd is uit een strook van een rubbermengsel, en in dat rubbermengsel gebedde koorden van bijvoorbeeld staal, aramide, rayon, fiberglas, waarbij koorden van verschillende materialen in één gordelkonstruktie kunnen worden 10 toegepast. De gordel wordt tot stand gebracht door achtereenvolgens stroken te leggen om een cilindervormige trommel nadat de lengtsivan de stroken op maat gesneden zijn, zodat de einden van elke strook naast elkaar op de trommel komen te liggen om een gordellas te vormen.

Veelal zijn de einden van de strook scheef ten opzichte van de hart-15 lijn van de strook gesneden.

Een perfecte gordellas is gekenmerkt doordat; 1} de einden van de strook stuik tegen elkaar aanliggen op de trommel, zodat de einden van de strook elkaar niet overlappen, maar ook niet op afstand van elkaar liggen.

20 2) de hartlijn van de strook dient bij de las niet te versprin gen, zodat de strook gezien vanaf zijn ene einde in het verlengde van de strook bij zijn andere einde dient te liggen.

3) de strook mag nabij de las niet dikker of dunner zijn dan bij de andere delen van de strook.

25 4) de koorden aan weerszijden van de las dienen evenwijdig aan elkaar te zijn, dus mogen elkaar niet snijden.Bovendien dient de afstand tussen de koorden aan weerszijden van de las gelijk te zijn aan de afstand tussen elk paar naburige koorden die elders in de strook liggen. Het resultaat dient te zijn dat bij koorden van staal-30 draad door röntgenonderzoek de las niet te localiseren is. Hierbij reiken de einden van de strook scheef ten opzichte van de hartlijn van de strook en reiken de koorden evenwijdig aan die einden.

In de praktijk is echter een gordellas met de bovengenoemde perfecte eigenschappen lang niet altijd zonder meer bereik-35 baar, maar dient een persoon in te grijpen door soms moeizaam ver vormen en/of herschikken van de einden van de strook ten opzichte van elkaar om tot een op het oog betere las te komen. Deze vervormende

8 7 0 1 'G 1 S

* '4 - 2 - en/of herschikkende arbeid is mogelijk doordat de rubber nog niet gevulcaniseerd is en dus vervormbaar is. Deze vervormende en/of her-schikkende arbeid omvat handelingen zoals rekken van de strook bij een open las of stuiken van de strook bij een overeenlappende las dan 5 wel het in eikaars verlengde leggen van de einden van de strook. Ook is het mogelijk dat de machine voor het op lengte snijden van de stroken verkeerd is ingesteld, zodat de afgesneden stukken chronisch te kort of te lang zijn, of dat de plaatsing van het puntvormige begin van de gordellaag en het puntvormige uiteinde resulteert in een 10 kwalitatief slechte las.

Derhalve bepaalt deze persoon of de las, eventueel na correctie, aanvaardbaar is om de gordel toe te laten tot de assemblage-fase bij het tot stand brengen van een radiale luchtband. Na deze assemblage is met het oog controleren van de kwaliteit van de las niet 15 meer mogelijk omdat dan volgende gordellagen zijn aangebracht bij een radiaalband die doorgaans meerdere gordellagen heeft en/of omdat het loopvlak op de gordel is aangebracht, zodat de gordellaaglas niet meer zichtbaar is. De kwaliteit van de las is dus afhankelijk van het oordeel van de persoon die de machine bedient en van zijn vaardigheid 20 om te kunnen corrigeren, alsmede ook van het materiaal en van de instelling van de machines voor het snijden van de stroken gordel-materiaal.

Echter hebben foutieve lassen een zeer nadelige invloed op het rijgedrag, veiligheid en de levensduur van de radiale lucht-25 band op in hoofdzaak de volgende wijzen: 1) Bij een uiterlijk gave, nieuwe radiale luchtband kan deze door het afrolcontact met het wegdek trillingen of zelfs stoten veroorzaken door krachtenvariaties in dat contact als gevolg van onregelmatigheden in de gordellagen. Dit is hinderlijk voor de inzittenden 30 van het voertuig en daardoor worden de eisen die automobielproducenten aan de bandenleveranciers opleggen steeds scherper.

2) Een radiale luchtband kan op een willekeurig tijdstip in zijn levensloopbaan versnelde en/of onregelmatige slijtage gaan vertonen als gevolg van onregelmatigheden in de gordellagen. Met name 35 het ontbreken van koorden of het aanwezig zijn van overlappingen ter P 1 P 1 f 1 o *·’ i - 3 - plaatse van de gordellassen zijn gevreesde afwijkingen die de gebruikszekerheid en veiligheid beïnvloeden. Niet alleen dat plaatselijk versnelde of onregelmatige slijtage het rijcomfort en de remweg negatief beïnvloeden, maar slechte gordellassen kunnen tevens leiden 5 tot losraken en algehele desintegratie van de gordellagen.

3) Hebben de onder 1) en 2) hierboven genoemde verschijnselen niet geleid tot klachten door niet-kritische gebruikers, dan nog is een foutieve las nadelig om de band in aanmerking te laten komen voor een tweede bandenleven door het aanbrengen van een nieuw loopvlak. Daar 10 radialen luchtbanden overwegend worden gemaakt met staalkoorden in de gordels, is inspectie middels röntgenstralen een veel gebruikte selectie methode om te voorkomen dat banden met slechts gordellassen en/of begin van losraken een tweede loopvlakleven wordt gegund.

15 Foutieve lassen, dus de bovengenoemde open lassen, overlap pende lassen of lassen met kruisende koorden, zijn bij koorden van staal na vulcanisatie opspoorbaar met behulp van röntgenstralen. Daar echter ook koorden van rayon en aramide of fiberglas etc. worden toegepast, die niet of veel minder duidelijk middels röntgenstralen 20 zichtbaar te maken zijn, is het een reeds lang levende wens gordellassen te kunnen beoordelen tijdens de bouwfase van de gordel op de bandenbouwmachine. Immers daar alleen kan voorkomen worden dat banden met slechte lassen ontstaan om vervolgens een kans te krijgen door de inspectie te rollen.

25 Daarom beoogt de uitvinding een toestel dat het beoordelen van lassen in gordellassen tijdens de bouw- of assemblage-fase, ongeacht of ze van staalkoorden of van kunstvezels of een kombinatie daarvan zijn, mogelijk maakt. Het verleggen van de inspectie van de band van het moment waarop deze nu doorgaans plaats vindt, n.1. na 30 vulcanisatie, naar het moment waarop de gordel tot stand komt tijdens de bouwfase, reduceert niet alleen het aantal banden met twijfelachtige tot slechte lassen dat in het wegverkeer komt, maar reduceert tevens het aantal slechte banden dat de afdeling vulcanisatie kan bereiken.

Dit uitgevonden toestel is in hoofdzaak gekenmerkt door een 35 inrichting voor het naar de trommel plus de gordellaag richten van ten minste één laserstraal die scheef gericht is ten opzichte van de vertikaal op de gordellaag en de trommel en door een camera voor het opnemen van de ligging van de projectie van de laserstraal op de trommel en gordellaag.

87C1M9 4 - 4 -

De uitvinding zal nader verduidelijkt worden in de volgende beschrijving van een zeer schematisch uitvoeringsbeeld, uitgaande van de meest gangbare gordeIkonstruktie n.1. een gordel van twee lagen koorden van hetzij staal, hetzij aramide hetzij rayon enz. die onder 5 een hoek ten opzichte van de hartlijn van de gordellaag liggen, ter wijl de hoeken van de beide koordlagen tegengesteld aan elkaar zijn.

De beschrijving steunt op de bijgaande tekening.

Fig. 1 is een schematisch bovenaanzicht van het uitgevonden toestel; 10 fig. 2 is een schematische doorsnede door de rij laser- pro jecties volgens fig. 1.

Elke radiale luchtband voor voertuigen is onder andere voorzien van een gordel die bestaat uit tenminste één laag, waarbij elke gordellaag bestaat uit een strook met scheef op de hartlijn van 15 de strook gesneden einden. Deze strook wordt op een cilindervormige trommel geplaatst waarbij de einden voor een perfecte las stuik tegen elkaar dienen te liggen. De strook bestaat uit in rubber gebedde koorden die van staaldraad kunnen zijn. Zulk een radiale luchtband is algemeen bekend en wordt daarom hier niet nader besproken en getekend. 20 Bij een perfecte gordellas dienen de einden van de strook stuik tegen elkaar aan te liggen, zodat de einden elkaar niet overlappen maar ook niet op afstand van elkaar liggen. Bovendien dient de hartlijn van de strook bij de einden niet te verspringen, zodat de strook gezien vanaf het ene einde perfect in het verlengde van dezelfde 25 strook nabij het andere einde dient te liggen. Ten derde dient de strook nabij de las niet dikker of dunner te zijn dan bij andere delen van de strook. Ten vierde dienen de koorden aan weerszijde van de las evenwijdig aan elkaar te zijn en mogen zij dus elkaar niet kruisen. Bovendien dient de afstand tussen elk paar naburige koorden, dus ook 30 bij de las, gelijk te zijn.

In de praktijk is echter een gordellas met de bovengenoemde perfecte eigenschappen lang niet altijd zonder meer bereikbaar, maar dient een persoon in te grijpen door soms moeizaam vervormen en/of herschikken van de einden van de strook ten opzichte van elkaar om 35 tot een op het oog betere las te komen. Deze vervormende arbeid omvat rekken van de strook bij een open las of stuiken van de strook bij een overlappende las, want het rubber is nog niet gevulcaniseerd en dus nog vervormbaar, terwijl door herschikken de einden van de strook in

8 7' 0 1 o 1 S

¥ - 5 - * eikaars verlengde worden gelegd.

Derhalve bepaalt deze persoon of de las, eventueel na correctie, aanvaardbaar is om de gordel in de bouwfase verder te verwerken tot een radiale luchtband. De kwaliteit van lassen in 5 gordelmateriaal kan tot op heden pas beoordeeld worden na het vul- caniseren van de banden middels röntgenstralen en alleen dan als het een staalkoordgordel betreft.

De uitvinding beoogt daarom een toestel die het bepalen van de kwaliteit van gordellassen op de bouwmachine mogelijk maakt 10 ook als de toegepaste gordellagen kunststofvezels bevatten.

Het uitgevonden toestel is zeer schematisch aangeduid in fig. 1 en 2. Hierbij is op een trommel 1 voor het opbouwen van een gordel voor een radiale luchtband een tot de gordel te verwerken strook 2 van rubber met daarin koorden van hetzij staal hetzij 15 kunststof, aangebracht. Duidelijkheidshalve is in fig. 1 en 2 slechts één einde van de strook 2 getekend en zijn grote delen van de op zich bekende trommel weggelaten.De as van de trommel reikt in fig. 1 en 2 horizontaal in het vlak van de tekening en de hartlijn van de strook reikt in fig. 1 vertikaal in het vlak van de tekening, maar 20 staat in fig. 2 loodrecht op het vlak van de tekening. Het andere einde van de strook dient stuik tegen de lasrand 10 te worden opgesteld maar is duidelijkheidshalve niet getekend.

Door middel van een op zich bekende en daarom hier niet nader te bespreken en zeer schematisch in fig. 1 en 2 aangegeven 25 inrichting voor het zenden van laserstralen worden laserstralen gezonden naar de strook 2 en de trommel 1 onder een hoek van bijvoorbeeld 25° ten opzichte van de vertikaal op de strook 2 en de trommel 1. Daardoor ontstaan bijvoorbeeld acht laserstraalprojecties 5, 6, 8, 9 in een rij dwars op de lengte van de strook 2 volgens fig. 1. De 30 onderlinge afstand van de projecties is bijvoorbeeld 20 mm. Bij voorkeur is elke laserstraalprojectie reepvormig met een lengte van bijvoorbeeld 5 mm en een breedte van bijvoorbeeld 1 mm, waarbij de projecties onderling evenwijdig zijn. De trommel 1 en dus ook de strook 2 roteren met een snelheid van 50 m/min. zodat fig. 1 en 2 35 slechts een momentopname tonen, waarbij op dat moment volgens fig. 1 vijf projecties 6 volledig op het getekende einde van de strook 2 liggen, maar drie projecties 5 niet op het getekende einde van de strook vallen.

8701019 - 6 - Λ

Tussen de projecties 6 op de strook 2 en de voorbij de rand 10 van het in fig. 1 getekende einde van de strook 2 gelegen projecties 5 ligt een projectie die gedeeltelijk op de strook 2 ligt, namelijk het deel 9, terwijl de rest van deze projectie, 5 namelijk het deel 8, niet op het getekende einde van de strook 2 ligt. Waarom volgens fig. 1 het deel 8 verschoven is ten opzichte van het deel 9 blijkt uit fig. 2, want de laserstraalbundel die scheef op de trommel valt, legt een langere weg af naar de trommel 1 dan naar de strook 2.

10 De projecties 5, 6, 8 en 9 worden opgenomen door een camera 4, die een op zich bekende en daarom hier niet nader te beschrijven lineaire CCD camera is. De camera is onder een hoek van bijvoorbeeld 25° ten opzichte van de vertikaal op de gehele breedte van de trommel ingericht en is dus zeer schematisch in fig. 1 en 2 15 aangegeven. Deze camera 4 registreert dat de projecties 6, maar ook de projecties 5 er normaal uitzien, maar dat de daartussen gelegen projectie verdeeld is in een deel 9 en een ten opzichte daarvan verschoven deel 8, zodat de camera de ligging van de rand 10 van de gordelstrook 2 registreert door de projectie 8, 9. Zoals hierboven 20 uiteengezet en blijkt uit fig. 2 registreert de camera hoogte verschillen die worden aangeduid door verschoven ligging van het deel 8 ten opzichte van het deel 9 in eenzelfde projectie, maar ook door de verschoven ligging van de projecties 5 ten opzichte van de plaatsen die zij zouden innemen indien de projecties 5 op de 25 gordelstrook 2 zouden liggen.

Doordat de trommel 1 roteert, beweegt de gordel 2 in de richting van de pijl 11 zodat alle projecties 6 en 5 van rechts naar links in fig. 1 gedeeltelijk verschuiven doordat de rand 10 van de strook 2 passeert, waardoor de lineaire CCD camera de ligging 30 van de gehele rand 10 van de strook 2 registreert. Op analoge wijze registreert de camera de rand van het andere einde van de strook 2, dat wil zeggen in fig. 1 met de projecties 5, zodat de afstand tussen de beide einden van de strook 2 geregistreerd wordt. Indien de beide einden van de gordelstrook 2 niet stuik tegen elkaar liggen, 35 maar een deel van de trommel 1 vrijlaten, dan treedt verschuiving- van de projecties op zoals bij de projectiedelen 8 en 9.

8701018 » - 7 - *

Indien de einden van de gordelstrook 2 elkaar overlappen, dan blijkt dat ook uit de ligging van de projecties 5, 6 en wordt die ligging ook door de camera 4 geregistreerd. De rand 10 van het in fig. 1 omlaag reikende einde van de strook 2 ligt dan boven op 5 het andere einde van de strook 2, welk andere einde niet getekend is maar in fig. 1 omhoog zal reiken. Daardoor is ook dan het deel 8 van de projectie ten opzichte van het deel 9 verschoven. Echter liggen dan de projecties 6 en 9 nog hoger dan in fig. 1 en 2 is aangegeven, zodat zij door de camera naar links verschoven worden 10 geregistreerd ten opzichte van de norm, dat wil zeggen de projecties op de trommel. De projecties 5 en 8 vallen dan op de strook 2 en liggen dus hoger dan het oppervlak van de trommel en worden daarom door de camera naar links verschoven geregistreerd ten opzichte van de norm, dat wil zeggen de projecties op de trommel l.Ook is het 15 mogelijk dat de beide eindranden van de strook 2 elkaar snijden, hetgeen uit de verschoven projecties zal blijken. Hoe die projecties zijn verschoven, is uit het bovenstaande en de figuren 1 en 2 gemakkelijk af te leiden en worden daarom hier niet uitgelegd.

De lineaire CCD camera 4 kan zijn aangesloten op een op 20 zich bekend en daarom hier niet besproken verwerkingstoe stel waarmee de lengte van de opening tussen de einden van de gordelstrook of de overlap van deze einden worden aangegeven. De snelheid waarmee de camera registreert kan bijvoorbeeld zodanig zijn dat telkens na passeren van ongeveer 0,1 mm van de strook de ligging van de projec-25 ties worden geregistreerd. Echter kan het verwerkingstoestel worden ingesteld pp een tolerantie van 0,5 mm. Indien dus de maximaal toelaatbare lasopening 2 mm is, dient het verwerkingstoestel ingesteld te worden op het aanvaarden van lasopeningen van ten hoogste 1,5mm.

Dit is bij een rotatiesnelheid van 50 m/min van de trommel niet 30 voor het menselijk oog zichtbaar, zodat het uitgevonden toestel een belangrijk middel is voor het opsporen van foutieve lassen.

De toelaatbare breedte van een open las of een overlappende las hangt af van de normen van de bandenfabrikant en wordt uitgedrukt in millimeters of aantallen koorden. Ook het aantal toelaatbare 35 kruisende koorden, een verschijnsel dat optreedt wanneer de eindran den van de strook elkaar kruisen, hangt af van de bandenfabrikant.

8701019 - 8 - %

Het uitgevonden systeem vervangt volledig de door een persoon uit te voeren bewakening en is dus vrij van subjectiviteit.

Het levert continu onderzoek zonder de gordel aan te raken en bij hoge accuratesse. De metingen worden snel verzameld en beoordeeld 5 zodat de bedienende persoon snel kan ingrijpen, terwijl ook een grote hoeveelheid gordels per tijdseenheid kunnen worden onderzocht.

Het systeem meet dus hoogte verschillen en is daarom ook bruikbaar voor andere toepassingen, zoals: 1) nagaan of de einddelen van de gordel in eikaars verlengde 10 liggen; 2) nagaan of de langsranden van de gordel niet slingeren over de breedte van de trommel; 3) nagaan of de rest van de gordel, dus buiten de las een regelmatige dikte vertoont, dus niet geplooid is of geen andere 15 gebreken toont; 4) nagaan of de las in het loopvlak (dus niet de gordel) open of overlappend is; 5) bij het snijden van de stroken uit grote vellen gordel-materiaal en/of bij het vervolgens aan elkaar lassen van de gesneden 20 stroken tot een lange materiaalband waarvan de stukken gordelstrook worden afgesneden.

De toestellen voor deze andere toepassingen zijn gemakke-lijk uit het boven beschreven toestel af te leiden en zijn daarom hier niet beschreven en getekend.

8 70 1 Cl 9 -erf

Claims (12)

1. Toestel voor het beoordelen van de las in een gordellaag voor een radiale luchtband waarbij de gordellaag is aangebracht op een roteerbare trommel, gekenmerkt door een inrichting voor het naar de trommel plus de gordellaag richten van tenminste één laserstraal die 5 scheef gericht is ten opzichte van de vertikaal op de gordellaag en de trommel en door een camera voor het opnemen van de ligging van de projectie van de laserstraal op de trommel en gordellaag.

2. Toestel volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de laserstraal of laserstralen een hoek van 25° insluiten met de vertikaal 10 op de gordellaag en de trommel.

3. Toestel volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat de inrichting laserbundels richt naar de gordellaag en de trommel waarbij elke bundel een reepvormig gebied op de trommel en/of gordellaag belicht.

4. Toestel volgens conclusie 3, gekenmerkt doordat de repen evenwijdig aan elkaar en dwars op de hartlijn van de gordelstrook opgesteld zijn.

4 i - 9 -

5. Toestel volgens conclusie 3 of 4, gekenmerkt doordat elke reep 5 mm lang is.

6. Toestel volgens één der conclusies 3 t/m 5, gekenmerkt doordat elke reep 1 mm breed is.

7. Toestel volgens één der conclusies 3 t/m 6, gekenmerkt doordat de onderlinge afstand tussen twee naburige repen instelbaar, bijvoorbeeld 20 mm is.

8. Toestel volgens één der conclusies 3 t/m 7, gekenmerkt doordat het aantal repen acht is.

9. Toestel volgens één der voorgaande conclusies gekenmerkt doordat de trommel met een snelheid van 50 m/min. wordt geroteerd.

10. Toestel volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt 30 doordat de camera volgens een lijn, die scheef ten opzichte van de vertikaal op de trommel en de gordellaag gericht is op de projectie(s) van de laserstralen op de trommel en/of gordellaag.

11. Toestel volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat de caméra een lineaire CCD camera is.

12. Toestel volgens conclusie 11 gekenmerkt doordat de camera gekoppeld is met een verwerkingstoestel. * w -o-o-o-o-o-o- 8/01019