DE10019387A1

DE10019387A1 - Tire testing method for structural defect detection, involves determining defects based on shape change of tire that is determined by comparing two-dimensional depth data of tire

Info

Publication number: DE10019387A1
Application number: DE2000119387
Authority: DE
Inventors: Bernward Maehner; Stefan Dengler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: DE10019387C2

Abstract

The images obtained by projecting light patterns on the side walls of a tire (1) are supplied to an image processor. Two-dimensional depth data of the tire corresponding to different tire pressures are determined. The defects on the tire surface are determined based on shape change of tire that is determined by comparing the two-dimensional depth data. An Independent claim is also included for tire testing device.

Description

Es ist bekannt, daß zur Prüfung von Reifen auf Strukturdefekte, wie zum Beispiel geris sene Gewebefäden oder verrostete Gürtellagen, Druckprüfmaschinen eingesetzt werden. Dabei wird der Reifen von niedrigem Druck auf hohen Druck aufgepumpt. Der Prüfer tastet mit den Händen Seitenwände und Lauffläche ab, während der Reifen sich dreht. Treten Beulen auf, welche Schädigungen anzeigen, so werden diese vom Prüfer erkannt und der Test abgebrochen. Diese Vorgehensweise birgt ein hohes Unfall- und Ver letzungsrisiko für den Bediener, da der Reifen während des Versuches unter hohem Druck bersten kann, falls der Prüfer die Schadstelle nicht rechtzeitig bemerkt und den Test abbricht.It is known that for testing tires for structural defects, such as geris sene fabric threads or rusty belt layers, pressure testing machines are used. The tire is inflated from low pressure to high pressure. The Examiner feels the side walls and tread with his hands while the tire is turning. If bumps appear that indicate damage, these are recognized by the examiner and the test was canceled. This procedure involves a high accident and loss Risk of injury to the operator, as the tire is under high during the test Pressure can burst if the inspector does not notice the damaged area in time and the Test aborts.

Diese Gefahr kann durch ein automatisch ablaufendes Prüfverfahren vermieden werden. In der Patentschrift US 5313827 wird beispielsweise vorgeschlagen, die Prüfung derart durchzuführen, daß der Reifen einmal bei niedrigem Druck und ein zweites Mal bei ho hem Druck entlang einer auf der Seitenwand verlaufenden Basislinie vermessen wird. Zum Auffinden der Strukturdefekte werden dann die bei niedrigem und die bei hohem Druck aufgenommene Basislinien verglichen. Die Messung der Basislinie kann dabei durch einen mechanischen Taster oder ein berührungsloses Punktmeßsystem erfolgen, wobei die Messung entlang der Basislinie dadurch erfolgt, daß der Reifen während der Messung kontinuierlich gedreht wird.This risk can be avoided by an automatically running test procedure. For example, US Pat. No. 5,313,827 proposes testing in this way perform that the tire once at low pressure and a second time at ho Hem pressure is measured along a baseline running on the side wall. The structure defects are then found at low and those at high Baseline pressure compared. The baseline can be measured by a mechanical button or a non-contact point measuring system, the measurement along the baseline being made by the tire during the Measurement is rotated continuously.

Die kontinuierliche Messung entlang einer Basislinie besitzt den Vorteil, daß sie sehr schnell durchführbar ist. Der Nachteil ist allerdings, daß nur ein sehr kleiner Ausschnitt der Oberfläche geprüft wird. Hat ein Defekt einen größeren Abstand zur besagten Basis linie, so wird sich dieser nicht oder nur geringfügig auf die Basislinie auswirken und bleibt somit unerkannt. Ferner wird sich der Reifen durch die Drucksteigerung sowohl in Quer richtung als auch in radialer Richtung ausdehnen, so daß sich die Basislinie bei starrer Befestigung der Sensoren an der Prüfmaschine bezüglich der Reifenoberfläche verschiebt. Durch Unstetigkeiten auf der Reifenoberfläche, z. B. in Form von Fließnähten, Be schriftungsreliefs usw., kann es dann zu Störsignalen bei der Messung kommen, die dann fälschlicherweise als Strukturdefekte eingestuft werden. Die Ausdehnung des Reifens in radialer Richtung kann durch das System nicht gemessen werden. The continuous measurement along a baseline has the advantage that it is very can be carried out quickly. The disadvantage, however, is that only a very small section the surface is checked. If a defect is at a greater distance from the base in question line, this will have no or only a minor effect on the baseline and will remain therefore undetected. Furthermore, the tire is going through the pressure increase in both transverse Expand direction as well as in the radial direction, so that the baseline is more rigid Attachment of the sensors on the testing machine with respect to the tire surface moves. Due to discontinuities on the tire surface, e.g. B. in the form of flow seams, Be reliefs, etc., it can then lead to interference signals during the measurement, which then are incorrectly classified as structural defects. The expansion of the tire in radial direction cannot be measured by the system.

Die Patentschrift EP 823623 stellt ein interferometrisches Verfahren zum Prüfen von Reifen vor. Das verwendete Shearing Modul wird dabei so justiert, daß die Scherrichtung radial zum Reifen hin ausgerichtet ist. Um die Seitenfläche des Reifens vollständig zu erfassen wird sektorweise gemessen. Da das vorgestellte Meßverfahren interferometrisch arbeitet, muß dabei für die Prüfung jedes einzelnen Sektors jeweils der Reifendruck ge ändert werden. Anschließend kann zum nächsten Sektor übergegangen werden. Die er forderliche Druckänderung ist aufgrund der überaus hohen Meßempfindlichkeit dieses Verfahrens jedoch sehr gering.The patent EP 823623 represents an interferometric method for testing Mature before. The shearing module used is adjusted so that the shearing direction is aligned radially towards the tire. To completely cover the side surface of the tire capture is measured sector by sector. Since the measuring method presented is interferometric works, the tire pressure must be ge for testing each individual sector be changed. Then you can move on to the next sector. Which he required pressure change is due to the extremely high sensitivity However, the procedure is very low.

Das vorgeschlagene interferometrische Verfahren besitzt den Nachteil, daß die Empfind lichkeit des Shearing Moduls ausschließlich durch Scherrichtung und Scherwinkel und nicht durch die Oberflächenform bestimmt wird. So wird die Dehnung beim Shearing bezüglich des dem Scherwinkel entsprechenden Abstandes der Bildpunkte und nicht be züglich des wahren Abstandes der abgebildeten Oberflächenpunkte gemessen, so daß die Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom Abstand des Objektes bezüglich des Shearing Mo duls und in Abhängigkeit von der Neigung der Oberfläche bezüglich der Beobachtungs richtung stark schwankt. Dies führt bei der konvex gekrümmten Außenfläche der Reifen seitenwand in Kombination mit dem divergenten Strahlengang des Shearing Moduls dazu, daß selbst bei völlig gleichmäßiger Ausdehnung des Reifens viele Interferenzlinien in den Interferogrammen des Shearing Moduls sichtbar sind, obwohl die tatsächliche Dehnung des Reifens doch nahezu konstant ist. Ein Auffinden der tatsächlichen Strukturdefekte wird hierdurch stark behindert.The proposed interferometric method has the disadvantage that the sensitivity the shearing module only by shear direction and shear angle and is not determined by the surface shape. This is how the stretching during shearing with respect to the distance of the pixels corresponding to the shear angle and not be measured with respect to the true distance of the surface points shown, so that the Sensitivity depending on the distance of the object with respect to the shearing mo duls and depending on the inclination of the surface with respect to the observation direction fluctuates strongly. This leads to the convexly curved outer surface of the tires sidewall in combination with the divergent beam path of the shearing module that even with a completely uniform expansion of the tire, many lines of interference in the Interferograms of the shearing module are visible, although the actual stretch of the tire is almost constant. Finding the actual structural defects is severely hampered by this.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die die zuverlässige Ermittlung von Strukturmerkmalen und/oder -defekten in einem Reifen ermöglichen.Starting from this prior art, it is an object of the invention to provide a method and to specify a device which enables the reliable determination of structural features and / or enable defects in a tire.

Das Verfahren soll darüberhinaus während des Prüfvorganges keiner Interaktion durch den Benutzer bedürfen, so daß ein Unfallrisiko völlig ausgeschlossen werden kann. Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 angegebene Verfahren und die in Pa tentanspruch 26 angegebene Vorrichtung gelöst.Furthermore, the method should not cause any interaction during the testing process require the user so that an accident risk can be completely ruled out. This object is achieved by the method specified in claim 1 and in Pa Tent claim 26 specified device solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. Advantageous further developments are specified in the respective subclaims.

Erfindungsgemäß wird die Formänderung des Reifens aufgrund der Änderung des Rei fendruckes erfaßt, indem Lichtmuster auf die Seitenwand projiziert werden, die auf dem Bildsensor einer Kamera, z. B. einer Videokamera, abgebildet werden. Die auf dem Bild sensor abgebildeten projizierten Lichtmuster werden zur Weiterverarbeitung einem Bild verarbeitungssystem zugeführt, das daraus flächenhafte Tiefendaten erzeugt. Um die bei den gegenüberliegenden Seitenflächen des Reifens zu untersuchen, werden diese er findungsgemäß entweder parallel oder nacheinander geprüft. Die parallele Prüfung beider Seitenwände stellt sicher, daß schwere Defekte bei der Druckprüfung in jedem Fall so rechtzeitig erkannt werden, daß der Test abgebrochen werden kann, bevor der Reifen birst. Es ist aber ein höherer gerätetechnischer Aufwand erforderlich, da mindestens zwei Meßköpfe benötigt werden.According to the shape change of the tire due to the change in Rei pressure is detected by projecting light patterns onto the side wall that are on the Image sensor of a camera, e.g. B. a video camera. The one in the picture Projected light patterns shown by the sensor are used for further processing of an image processing system that generates area depth data from it. To the at to examine the opposite side surfaces of the tire, he will tested according to the invention either in parallel or in succession. The parallel examination of both Side walls ensure that serious defects in the pressure test are always so be recognized in time that the test can be stopped before the tire bursts. However, a higher expenditure on equipment is required, since at least two Measuring heads are required.

Die flächenhaften Tiefendaten werden jeweils bei unterschiedlichen Reifendrücken ge wonnen, so daß nach Abschluß der Meßdatenerfassung flächenhafte Tiefendaten vom Reifen bei unterschiedlichen Reifendrücken vorliegen. Erfindungsgemäß wird durch Ver gleich der gewonnenen flächenhaften Tiefendaten von unterschiedlichen Reifendrücken das durch Druckänderung hervorgerufene Formänderungsverhalten des Reifens bestimmt. Strukturdefekte können dann dadurch gefunden werden, indem das Formänderungsver halten auf lokale Unstetigkeiten hin untersucht wird. Strukturdefekte werden hierbei ins besondere durch lokal begrenzte, überdurchschnittlich starke Verformung aufscheinen. Da die Tiefendaten durch ein flächenhaft arbeitendes, optisches Meßverfahren erfaßt werden, kann jeweils eine Seitenfläche des Reifens gemäß einem Aspekt der Erfindung in nur einer Gesamtansicht vollständig erfaßt werden und man erhält dennoch ein relativ dichtes Raster an Oberflächenpunkten von der Seitenfläche. Diese Vorgehensweise be sitzt nicht nur den Vorteil, daß das gesamte Prüfsystem hierdurch sehr einfach und kostengünstig zu realisieren ist, sondern auch den Vorteil, daß die Zeit zur Meßdatener fassung minimal ist.The area depth data are ge at different tire pressures won so that after completion of the measurement data acquisition areal depth data from Tires are available at different tire pressures. According to the invention by Ver equal to the surface depth data obtained from different tire pressures determines the deformation behavior of the tire caused by pressure change. Structural defects can then be found by using the shape change ver hold is examined for local discontinuities. Structural defects are hereby ins especially due to locally limited, above average deformation. Since the depth data is recorded by a surface-working, optical measuring method one side surface of the tire according to one aspect of the invention in only an overall view can be completely captured and you still get a relative dense grid of surface points from the side surface. This procedure be not only has the advantage that the entire test system is very simple and Is inexpensive to implement, but also the advantage that the time to the measurement data version is minimal.

Um die Auflösung des Systems zu steigern werden gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung die Reifenseitenwände abschnittsweise vermessen. Diese Vorgehensweise kann vorteilhafterweise dazu genutzt werden, um zusätzlich zur jeweiligen Seitenwand des Reifens auch die angrenzende Reifenschulter und Teile des Laufflächenbereiches ab schnittsweise mitzumessen. Die Daten von der Reifenschulter sind insbesondere für die Berechnung von radialen Verschiebungen oder Dehnungen nützlich, da sie eine geometrisch markante Ecke aufweisen, deren Verschiebung durch erfolgte Druckänderungen relativ leicht zu verfolgen ist.In order to increase the resolution of the system, according to another aspect, the Invention measure the tire sidewalls in sections. This can be done can be used advantageously to in addition to the respective side wall of the Tire also the adjacent tire shoulder and parts of the tread area to be measured in sections. The data from the tire shoulder are especially for the Calculation of radial displacements or strains is useful since it is a geometric have a striking corner, the displacement of which is due to changes in pressure is relatively easy to track.

Die abschnittsweise Vermessung besitzt aber den Nachteil, daß sie ein vielfaches länger dauert als die Erfassung in einer Gesamtansicht. Ferner ist auch eine Einrichtung zur Ver schiebung des Meßsystems von einem zum nächsten Meßabschnitt erforderlich, die vor teilhafterweise so ausgeführt wird, daß der Reifen in definierten Schritten relativ zum Meßsystem um seine Rollachse gedreht wird.However, the measurement in sections has the disadvantage that it is much longer takes as the capture in an overall view. Furthermore, a device for ver shift of the measuring system from one to the next measuring section required before is partially carried out so that the tire in defined steps relative to Measuring system is rotated about its roll axis.

Um flächenhafte Tiefendaten zu gewinnen, sind mehrere Meßverfahren geeignet. Gemäß unterschiedlichen Aspekten der Erfindung können relative oder absolute Tiefendaten er zeugt werden. Die relativ messenden Verfahren besitzen den Vorteil, daß sie nur wenige verschiedene Lichtmuster benötigen und deswegen schnell sind. Vorteilhafterweise wird als relativ messendes Verfahren entweder ein Phasenshiftverfahren oder ein Hüllkurven verfahren nach Patent DE 197 38 179 eingesetzt. Bei den relativ messenden Verfahren sind die Auswertemöglichkeiten weniger gut und umfangreich als bei den absolut messenden Verfahren. Es besteht zwar die Möglichkeit, die relativen Tiefendaten durch eine De modulation zu Verstetigen, diese Vorgehensweise ist aber immer rechenintensiv und un sicher.Several measurement methods are suitable for obtaining extensive depth data. According to Different aspects of the invention may use relative or absolute depth data be fathered. The relatively measuring methods have the advantage that they are only a few need different light patterns and are therefore fast. Advantageously as a relatively measuring method either a phase shift method or an envelope curve Process used according to patent DE 197 38 179. With the relatively measuring methods are the evaluation options are less good and extensive than with the absolutely measuring ones Method. There is the possibility of the relative depth data by a De modulation to steady, but this procedure is always computationally intensive and un for sure.

Vorteilhafterweise wird bei relativen Tiefendaten die Bestimmung der Verformung durch Berechnung von Phasendifferenzbildern bestimmt.In the case of relative depth data, the determination of the deformation is advantageously carried out by Calculation of phase difference images determined.

Bei absolut messenden Verfahren dauert die Messung zwar deutlich länger, dafür sind die Ergebnisse optimal auswertbar. Als absolut messende Verfahren werden vorteilhafter weise die in Patent DE 197 38 179 offengelegten Verfahren zur Gewinnung absoluter Ob jektkoordinaten verwendet.With absolutely measuring methods, the measurement takes significantly longer, but that's what Results can be optimally evaluated. As an absolutely measuring method will be more advantageous as the method disclosed in patent DE 197 38 179 for obtaining absolute ob ject coordinates used.

Bei den flächenhaft arbeitenden, absolut messenden Verfahren liegen bekanntermaßen die absoluten Koordinaten von Punkten der Objektoberfläche in einem engen Raster vor. Zur Berechnung der Formänderung wird vorteilhafterweise aus dem Punkteraster ein Flächenmodell der Reifenoberfläche generiert. Im einfachsten Fall werden hierzu Drei eckselemente gebildet, deren Eckpunkte benachbarte, gemessene Oberflächenpunkte sind. Das Flächenmodell besitzt den Vorteil, daß Flächennormale und -tangente bestimmt wer den können. Wird gemäß einem Aspekt der Erfindung die Formänderung durch den Ver gleich der Flächenmodelle von der Reifenoberfläche bei unterschiedlichen Reifendrücken bestimmt, so kann diese Formänderung in ihre Komponenten tangential und orthogonal zur Oberfläche zerlegt werden. Dies ist beispielsweise zur Berechnung der wahren Ma terialdehnungen erforderlich.As is well known, the area-based, absolutely measuring methods are absolute coordinates of points of the object surface in a narrow grid. to The shape change is advantageously calculated from the point grid Surface model of the tire surface generated. In the simplest case, there are three corner elements are formed, the corner points of which are adjacent, measured surface points. The surface model has the advantage that surface normals and tangents are determined that can. According to one aspect of the invention, the change in shape by the ver equal to the surface models of the tire surface at different tire pressures determined, this shape change can be tangential and orthogonal in its components be broken down to the surface. This is for example to calculate the true Ma material expansion required.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann alternativ die Formänderung des Rei fens aufgrund der Druckänderung auch in ihre axiale und radiale Komponenten bezüglich der Rollachse des Reifens zerlegt werden. Dabei wird vorteilhafterweise die zur berech nenden Komponente jeweils senkrechte Dehnungsänderung rechnerisch eliminiert. Zur Berechnung der axialen Verschiebungen wird demnach die radiale Dehnungsänderung und zur Berechnung der radialen Verschiebungen die axiale Dehnungsänderung elimi niert. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Seitenwände und/oder die Lauffläche des Reifens ein ausgeprägtes Oberflächenrelief aufweisen. Dies ist auf der Seitenfläche wegen der üblichen Beschriftungsreliefs und auf der Lauffläche wegen des Profils praktisch immer der Fall. Durch die Elimination der radialen bzw. axialen Dehnung wird vermieden, daß die Verschiebung des Oberflächenreliefs senkrecht zur untersuchten Verschiebungsrichtung zu lokalen Unstetigkeiten im Verformungsver halten führt.According to another aspect of the invention, alternatively, the shape change of the Rei fens due to the pressure change also in their axial and radial components the roll axis of the tire. It is advantageously used for calculating vertical expansion change is eliminated by calculation. to The calculation of the axial displacements is the radial strain change and the axial strain change elimi to calculate the radial displacements ned. This procedure is particularly advantageous if the side walls and / or the tread of the tire has a pronounced surface relief. This is on the side because of the usual lettering reliefs and on the tread because of the profile practically always the case. By eliminating the radial or axial elongation is avoided that the displacement of the surface relief is perpendicular to the investigated direction of displacement to local discontinuities in the deformation ver keep leads.

Da zur Bestimmung des Formänderungsverhaltens erfindungsgemäß flächenhafte Tiefen daten erfaßt werden und die Oberflächengestalt somit mit hoher Ortsauflösung vorliegt, wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung die Formgestalt der Reifenoberfläche auch als solche untersucht und nicht nur das Formänderungsverhalten durch Vergleich von zwei oder mehr Oberflächenkonturen bestimmt. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, Formfehler insbesondere Beschädigungen der Reifenseitenwand in Form von Materialausbrüchen, Riefen usw. zu lokalisieren. Zur Ermittlung der Formfehler in der Oberflächengestalt kann beispielsweise die Istgeometrie mit einer Sollgeometrie ver glichen werden oder nach Stufen gesucht werden, deren Höhe einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Vorteilhafterweise wird die gemessene Oberfläche des Reifens bei einem geringen Anfangsdruck zu Beginn des Prüflaufs auf Formfehler hin untersucht und beim Auffinden schwererer Schäden die eigentliche Druckprüfung nicht mehr durch geführt. Since areal depths according to the invention for determining the shape change behavior data are recorded and the surface shape is thus available with high spatial resolution, according to a further aspect of the invention, the shape of the tire surface also examined as such and not just the shape change behavior by comparison determined by two or more surface contours. This procedure enables es, shape defects in particular damage to the tire sidewall in the form of Localize material breakouts, scoring, etc. To determine the formal errors in the For example, the actual geometry with a target geometry can have a surface shape be compared or searched for levels, the height of a certain Threshold exceeded. The measured surface of the tire is advantageously with a low initial pressure at the start of the test run for formal errors and when finding more serious damage the actual pressure test no longer guided.

Für die grafische Darstellung und die Schnittlinienberechnung ist es wiederum vorteilhaft, ein generiertes Flächenmodell statt einer einfachen Punktwolke zu verwenden. Zum einen zeigt das Flächenmodell die Ergebnisse als geschlossene Fläche an, zum anderen läßt das Flächenmodell die exakte Berechnung von Schnittlinien zu. Die Ergebnisse können da durch für den Benutzer optimal aufbereitet werden.For the graphical representation and the cutting line calculation it is again advantageous to use a generated surface model instead of a simple point cloud. On the one hand the surface model shows the results as a closed surface; Surface model for the exact calculation of cutting lines. The results can be there be optimally prepared for the user.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen er läutert.An exemplary embodiment of the invention is described below with the aid of drawings purifies.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 ein System zur Untersuchung von Reifen in der Draufsicht Fig. 1 shows a system for examining tires in plan view

Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte System zur Untersuchung von Reifen in der Vorderansicht Fig. 2 shows the system for testing tires shown in Fig. 1 in front view

Fig. 3 das aus absoluten Tiefendaten erzeugte Oberflächenmodell eines Reifens bei einem geringen Reifendruck Figure 3 shows the surface model generated from the absolute depth data. Of a tire with a low tire pressure

Fig. 4 das Oberflächenmodell des Reifens aus Fig. 3 bei einem hohen Reifendruck FIG. 4 shows the surface model of the tire from FIG. 3 at a high tire pressure

Fig. 5 das aus den in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Oberflächenmodellen entwickelte Er gebnisbild mit den oberflächennormalen Verschiebungen FIG. 5, from the results shown in Fig. 3 and Fig. 4 surface models He developed gebnisbild with the surface-normal displacements

Die Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Un tersuchung von Reifen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auf einem Traggestell 2 befindet sich eine Wendevorrichtung 5 auf der der Reifen 1 über die Halte vorrichtung 6 gegenüber dem Traggestell 2 um die Hochachse 11 drehbar gelagert ist. Auf dem Traggestell 2 sind ferner über Stativstangen die Projektionseinrichtung 3 und die Kamera 4 befestigt. Die Abbildungsoptiken sowohl der Projektionseinrichtung 3 als auch der Kamera 4 sind so auf ihren durch das Traggestell 2 festgelegten Abstand zum Reifen 1 ausgelegt, daß eine Seitenwand vollständig in einer Gesamtansicht vermessen werden kann. Zur Projektion von unterschiedlichen Lichtmustern auf die Reifenoberfläche besitzt die Projektionseinrichtung 3 ein programmierbares optisches Gitter, das vom Bildverar beitungssystem 9 angesteuert wird. An das Bildverarbeitungssystem 9 ist ferner die Ka mera 4 angeschlossen, so daß die Kamerabilder dem Bildverarbeitungssystem 9 zur Wei terverarbeitung zugeführt werden können. Die zur Bestimmung der Formänderung des Reifens notwendige Druckänderung wird ebenfalls über das Bildverarbeitungssystem 9 gesteuert. Hierzu wird der Druckluftregler 8 vom Bildverarbeitungssystem angesteuert. Nach Beendigung der Messungen auf der ersten Seitenwand des Reifens 1, wird der Rei fen 1 mittels der Wendevorrichtung 5 um 180° um die Hochachse 11 gedreht und an schließend die zweite Seitenwand geprüft. Fig. 1 shows a simplified schematic representation of a device for un investigation of tires according to an embodiment of the invention. On a support frame 2 there is a turning device 5 on which the tire 1 is rotatably mounted about the vertical axis 11 via the holding device 6 relative to the support frame 2 . The projection device 3 and the camera 4 are also fastened to the support frame 2 via stand rods. The imaging optics of both the projection device 3 and the camera 4 are designed for their distance from the tire 1, which is determined by the support frame 2 , such that a side wall can be measured completely in an overall view. For projecting different light patterns onto the tire surface, the projection device 3 has a programmable optical grating which is controlled by the image processing system 9 . The Ka is further connected ra 4 so that the camera images the image processing system 9 may be supplied to terverarbeitung Wei to the image processing system. 9 The pressure change necessary to determine the change in shape of the tire is also controlled via the image processing system 9 . For this purpose, the compressed air regulator 8 is controlled by the image processing system. After completion of the measurements on the first side wall of the tire 1 , the Rei fen 1 is rotated 180 ° about the vertical axis 11 by means of the turning device 5 and then the second side wall is checked.

Die Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Prüfsystem in der Vorderansicht. Die optischen Achsen der Projektionseinrichtung 3 und der Kamera 4 liegen in der Triangu lationsebene. Die Haltevorrichtung 6 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß kein groß flächiger Bereich auf der Seitenfläche des Reifens 1 abgedeckt wird. FIG. 2 shows the test system shown in FIG. 1 in a front view. The optical axes of the projection device 3 and the camera 4 lie in the triangulation plane. The holding device 6 is preferably designed such that no large area on the side surface of the tire 1 is covered.

Die Fig. 3 zeigt das Oberflächenmodell einer Seitenfläche des Reifens 1 bei geringem Reifendruck, z. B. 0,5 bar. Das Oberflächenmodell wird vorteilhafterweise so erzeugt, daß aus den flächenhaft erfaßten, absoluten Tiefendaten zunächst alle erfaßten Punkte außer halb des interessierenden Bereiches entfernt und anschließend die Oberflächenpunkte ver netzt werden. Durch diese Flächengenerierung entsteht ein geschlossenes Oberflächen modell der Reifenseitenwand, die gerendert werden kann. Die gerenderte Darstellung vermittelt dem Betrachter eine besonders plastischen Eindruck von den gemessenen Tiefendaten. Fig. 3 shows the surface model of a side surface of the tire 1 at low tire pressure, for. B. 0.5 bar. The surface model is advantageously generated in such a way that from the areally recorded, absolute depth data, first all of the recorded points outside the area of interest are removed and then the surface points are meshed. This surface generation creates a closed surface model of the tire sidewall that can be rendered. The rendered representation gives the viewer a particularly plastic impression of the measured depth data.

Die Fig. 4 zeigt das Oberflächenmodell derselben Seitenfläche wie in Fig. 3 aber bei hohem Reifendruck, z. B. 3 bar. Bei diesem hohen Reifendruck wird auf der rechten Seite am äußeren Rand der Seitenfläche eine kleinere Ausbeulung sichtbar, die durch mehrere gerissene Fäden in diesem Bereich der Seitenwand verursacht wird. FIG. 4 shows the surface model of the same side surface as in FIG. 3 but at high tire pressure, e.g. B. 3 bar. With this high tire pressure, a smaller bulge is visible on the right side at the outer edge of the side surface, which is caused by several broken threads in this area of the side wall.

Die Fig. 5 zeigt die flächenhafte Darstellung der oberflächennormalen Verschiebung der Seitenfläche des Reifens 1, die aus den Oberflächenmodellen aus Fig. 3 und Fig. 4 ent wickelt wurde. Hierzu wurden in einem engen Raster die Flächenvektoren des Ober flächenmodells aus Fig. 3 berechnet und daraus die oberflächennormalen Abstandsvekto ren zum Oberflächenmodell aus Fig. 4 berechnet. Der bereits in Fig. 4 zu sehende Struk turdefekt kommt bei dieser Darstellung noch deutlicher zur Geltung, weil in der flächenhaften Darstellung der Formänderung das Oberflächenrelief der Reifenseitenwand nicht mehr aufscheint. FIG. 5 shows the planar view of the surface-normal displacement of the side surface of the tire 1 which has been wound from the surface models of FIGS. 3 and Fig. 4 ent. For this purpose, the surface vectors of the surface model from FIG. 3 were calculated in a narrow grid and from this the surface normal distance vectors to the surface model from FIG. 4 were calculated. The structural defect that can already be seen in FIG. 4 comes into play even more clearly in this representation, because the surface relief of the tire sidewall no longer appears in the areal representation of the change in shape.

Claims

1. A method for examining tires by changing the internal pressure of the tire,
the change in shape of the tire caused by the change in the internal pressure is determined
and structural features and / or defects of the tire are determined from the determined change in shape, characterized in that
that light patterns are projected onto the sidewalls of the tire,
the projected light patterns are imaged on image sensors,
the images from the projected light patterns are fed to an image processing system,
areal depth data of the surface of the tire are formed from the images of the projected light patterns by the image processing system,
the generation of area depth data is repeated at different tire pressures
and by comparing the areal depth data of different tire pressures, the shape change of the tire is areally determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the two opposite side surfaces of the tire are checked in parallel.

3. The method according to claim 1, characterized in that the two opposite side surfaces of the tire are checked one after the other become.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the tire pressure is gradually increased and the depth data of the tire each because after reaching the pressure levels at constant tire pressure.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the strip contrast of the projected on the image sensor of the camera Stripe pattern using the method disclosed in patent specification DE 197 38 480 is improved.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the area depth data of one side wall of the tire from one General view can be obtained from this sidewall of the tire.

7. The method according to claim 1 to 5, characterized in that that the area depth data from one side wall of the tire through section-wise measurement of this side wall can be obtained.

8. The method according to claim 7, characterized in that that in addition to the sections of a side wall, the adjacent section of the Tire shoulder and parts of the tread area of the tire can be detected.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that for section-wise detection of the sidewall area of the tires opposite the measuring system is rotated about its roll axis.

10. The method according to claim 7 to 9, characterized in that the acquired depth data from the individual sections into a common Coordinate system can be transformed.

11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that that relative, areal depth data is generated from the tire surface.

12. The method according to claim 11, characterized in that that the relative, areal depth data is generated by means of a phase shift method become.

13. The method according to claim 11, characterized in that that the relative, areal depth data using a Envelope curve method can be generated according to patent specification DE 197 38 179.

14. The method according to claim 11 to 13, characterized in that the determination of the deformation of the tire by calculation of Phase difference images are made.

15. The method according to claim 1 to 10, characterized in that that the area depth data from the tire surface by means of an absolute measuring strip projection methods are generated.

16. The method according to claim 1 S. characterized in that as an absolutely measuring strip projection method one of the patent specifications DE 197 38 179 disclosed method is used.

17. The method according to claim 1 to 16, characterized in that that to determine the deformation behavior, the displacements point by point the tire surface in the axial and / or radial direction with respect to the roll axis of the tire can be determined.

18. The method according to claim 17, characterized in that that to calculate the axial displacements of the tire surface due to a Pressure change the existing changes in strain in the radial direction be eliminated mathematically.

19. The method according to claim 17, characterized in that to calculate the radial displacements of the tire surface due to a Pressure change the existing expansion changes in the axial direction arithmetically be eliminated.

20. The method according to claim 1 to 19, characterized in that a surface model of the Tire surface is generated.

21. The method according to claim 20, characterized in that the deformation behavior of the tire by comparing the generated Surface models of different tire pressures is determined.

22. The method according to claim 21, characterized in that the deformation behavior of the tire is orthogonal and tangential to the generated surface models is determined.

23. The method according to claim 1 to 22, characterized in that that the detected tire surface due to external shape defects, in particular injuries is examined.

24. The method according to claim 23, characterized in that the tire surface indicates external shape defects before the start of the pressure increase is examined.

25. The method according to claim 20 to 24, characterized in that the calculation of cross sections through the tire surface under The generated surface models are used.

26. Device for examining tires,
with a device ( 6 ) for receiving the tire ( 1 ), a compressed air connection ( 7 ) and a device ( 8 ) for changing the tire pressure, characterized in that
that the test system has at least one contour detection system, comprising a device ( 3 ) for projecting light patterns onto a side wall of the tire ( 1 ) and a camera ( 4 ) for observing the projected light patterns on the side wall of the tire ( 1 ),
that the inspection system has an image processing system ( 9 ) which processes the images recorded with the camera ( 4 ),
Means for obtaining areal depth data from the sidewalls of the tire,
Means for obtaining area depth data at different tire pressures,
Means for determining the change in shape of the tire when the tire pressure changes,
Means for determining structural features and / or defects of the tire.

27. The apparatus according to claim 26, characterized in that the optical projection grating of the device ( 3 ) for projecting light patterns consists of a programmable optical grating.

28. The apparatus according to claim 27, characterized in that the programmable optical grating consists of an LCD panel.

29. The device according to claim 27, characterized in that that the programmable optical grating from a micro mirror device (MMD) consists.

30. The device according to claim 27 to 29, characterized in that the programmable optical grating is controlled by the image processing system ( 9 ).

31. The device according to claim 26 to 30, characterized in that the test system includes a turning device ( 5 ) which rotates the tire relative to the measuring system about a vertical axis.

32. Apparatus according to claim 26 to 31, characterized in that the test system includes two or more contour detection systems with which the opposite side walls of the tire ( 1 ) are detected without turning the tire.

33. Apparatus according to claim 32, characterized in that the image processing system ( 9 ) detects and further processes the image data supplied by the contour detection systems in parallel.

34. Apparatus according to claim 26 to 33, characterized in that the test system has a device for rotating the tire ( 1 ) about its roll axis ( 10 ) relative to the projection device ( 3 ) and camera ( 4 ).

35. Apparatus according to claim 26 to 34, characterized in that the device ( 8 ) for adjusting the tire pressure has an adjusting device which is controlled by the image processing system ( 9 ).