JP2017049250A - 弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有するストリップ状の材料を放射線透視式に検査するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ストランド状又はストリップ状の材料の処理時に生産プロセスを更に改善する可能性を得ること。【解決手段】特に連続的に通過する、弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有するストリップ状の材料３を検査するための放射線透視式の測定装置２を有し、前記材料３が搬送手段４を用いて供給可能である装置１において、前記測定装置２が断面全体を検出するために構成されているため、前記材料３内に存在する異物又は欠損を前記材料３におけるその大きさ、位置及び／又は方向に基づいて検出可能であること、及び当該装置１が、検出されたデータに基づき、前記異物又は前記欠損を含む前記断面の部分範囲と共に前記異物又は前記欠損を除去するための除去装置８を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、特に連続的に通過する、弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有するストリップ状の材料を検査するための放射線透視式の測定装置を有し、材料が搬送手段を用いて供給可能である装置に関するものである。さらに、本発明は、材料の放射線透視式の検査のための方法に関するものである。

現代のタイヤ製造においては、非破壊の材料試験時にデジタル式の透視が既に多く用いられており、したがって、既に明らかな先使用によって従来技術とみなされている。

このとき、抜き取りサンプル検査の材料試験又は材料試験は、生産プロセスに直接組み込まれている。このとき、２００より多くの異なる材料から構成され得るとともに高い品質要求にさらされるタイヤ製造は、特に大きな要求にさらされる。

Ｘ線検査についての典型的な検査課題は、主に内部のタイヤ構造の対称性の確認を含んでいる。このとき、個々のベルトの層のずれと、スチールコード層と、カーカスにおけるコード間隔とが検査される。さらに、タイヤは、空気の含有及び異物の含有又は欠損の含有について検査される。このとき、完全なタイヤのレントゲン画像は回転によって得ることができる。

タイヤ試験のための放射線透視式のシステムについての画質を規定するために、例えばＡＳＴＭ規格Ｆ−１０３５が用いられる。これは、所定の構造での複数の材料が入れられ、それぞれレントゲン画像において見分けられ得る所定のゴム混合物から成る平坦なディスクである。特許文献１には、押し出されたバンドを監視するための方法が開示されている。ここで、バンドの小さな範囲が連続的に又は段階的にバンド面に対して横方向へＸ線によって照射され、バンド内部及びバンド表面における不純物の種類、大きさ、形状及び／又は分布が検出される。不純物があらかじめ設定された閾値を超過する場合には、分散システムがその更なる処理から除外される。

特許文献２から、合成樹脂から成るホース及びチューブの製造時に壁部を放射線透視式の放射体を用いて検査するための装置が知られている。

特許文献３は、取付板を製造するための、バイオマス粒子、特に繊維又は木片から成る、搬送手段を用いて移動するマットを検査する方法に関するものである。ここで、バイオマス粒子は、散布機によって形成ベルトへ散布される。つづいて、予圧縮されたマットは、マットの照射のために放射線源を備えた試験装置を通過し、マットは、金属部分又は合成樹脂部分のような異物について検査される。試験によってマット内にエラーが確認されたときには、形成ベルトは、分割され、隙間を形成しつつ互いに離されることができ、その結果、マットにおけるエラーを含む部分がシュートへ排除される。

特許文献４は、ボトリング設備の生産機械の検査装置に関するものである。充填されたカップ内の異物の存在を排除するために、個別化され、包装されたカップがＸ線検査装置によって検査される。

実際には、検出された材料における異物により材料供給が中断されるため、異物又は欠損を含む材料部分を手動で除去することが可能である。材料供給及びこれによる後続の材料の処理プロセスがこれにより中断され、プロセスの継続のための追加的な始動措置が必要となる。

独国特許出願公開第１９６０７５８２号明細書 独国特許発明第９７１６１９号明細書 独国特許発明第１０１６０３９８号明細書 独国特許出願公開第１０２００９０１２５５８号明細書 米国特許第４５３４２４８号明細書

この従来技術に基づき、本発明の基礎となる課題は、特にストランド状又はストリップ状の材料の処理時に生産プロセスを更に改善する可能性を得ることにある。

上記課題は、本発明により、請求項１の特徴による装置によって解決される。本発明の別の形態は、従属請求項から見て取れる。

したがって、本発明によれば、装置において、測定装置が断面全体の検出又は透視のために構成されているため、材料内に存在する、あり得る不純物を含む異物又は欠損を材料におけるその大きさ、位置及び／又は方向に基づいて検出可能であり、当該装置が、検出されたデータに基づき、異物又は欠損を含む断面の部分範囲と共に異物又は欠損を除去するための除去装置を備えている。これにより、特に有利には、特に材料が循環式に駆動可能な台を備えた搬送手段で連続的に移動する間に、検出された材料における異物又は欠損が検出されるだけでなく、直接除去される。このために、長手方向及び横方向における位置だけでなく、側縁部からの距離が特定される。このとき、むしろ、断面における異物又は欠損の深さ座標が算出され、その結果、除去されるべき部分範囲を位置的に最適に限定することが可能である。ストリップ状の材料の表面からの検出された距離に依存して、上側から、又は下側から、部分範囲が好ましくは材料の中断としてではなく必要な平面に限定して取り出され、除去される。このために、例えばペンチ状又ははさみ状の工具が適している。したがって、部分範囲の材料体積が材料厚さ全体によって含まれず、好ましくは表面近傍の層に限定されていることで、関連する材料損失を最小限に低減される。

このとき、除去装置が材料の送り運動中に部分範囲を除去する場合に、特に実用的であることが分かった。このために、除去装置の少なくとも１つの分離工具が材料と共通に、特に搬送手段に結合されて部分範囲の分離過程中に材料と共に移動する。これにより、材料における不都合な応力及び変形を回避することが可能である

本発明の特に有利な構成は、除去装置が、部分範囲を打ち抜くための少なくとも１つの打抜き工具を備えていることによっても達成される。ここで、特に、打抜き工具によって包囲された保持手段を備えた中空円筒状の打抜き工具が適している。保持手段は、場合によって調整可能な押圧力の負荷によって部分範囲を一時的に固定するためのものである。このとき、橋台として、例えば搬送ベルト又はモジュラーベルトとして構成された搬送手段の、固定されているか、又は搬送ベルトと共通に可動の載置台が役割を担う。打抜き工具の送り運動は、好ましくはねじスピンドル又は油圧式若しくは空圧式の作動手段を用いて、材料ストリップの上側又は下側に対してなされ、このとき好ましくは、異物又は欠損の上方あるいは下方に位置する層が工具の係合によって影響を受けないか、わずかにのみ影響を受けるように除去される。打抜き工具が材料断面における目標深さとしてのあらかじめ設定された目標位置に達すると、この打抜き工具は、材料の部分範囲の分離を最適化するために、送り軸線周りの回転状又は反転状の回転運動へ同時に移される。当然、装置は唯一の打抜き工具に限定されるものではない。むしろ、異なる大きさの様々な打抜き工具を用いることが可能である。同様に、異物又は欠損への最適な適合のために直径において調整可能な打抜き工具が実現可能である。

同様に有利な別の本発明の形態は、除去装置が、除去されるべき部分範囲に配置され、材料の表面に対して接触可能な、接触面を有する押圧パッドを備えており、該押圧パッドによって、分離前及び／又は分離後に部分範囲を固定可能であり、同時に部分範囲の搬送及び除去に適した性能を備えていることによって達成される。このために、接触面は、部分範囲の表面へ挿入可能な複数の突起部を備えており、これら突起部によって、嵌合式又は係合式の結合又は付着による、取外し可能な機械的なクランプが達成される。したがって、部分範囲を問題なく排除することができる。

加えて、除去装置が互いに直交する軸線において材料の主延長面の方向に特に並進状に搬送手段と共通に可動であれば、特に実用的である。これには、例えば材料ストリップあるいは搬送手段をまたぐポータル構造の除去装置が適している。これに代えて、除去装置に打抜き工具のための揺動アームを設けることも可能である。

本発明の特に有利な形態は、打抜き工具を検出された測定値に依存して最適に制御することができるように、装置が材料の密度を測定するための装置を備えていることによって達成される。さらに、密度の測定は、その他については変化しない材料パラメータを有する目標値とは異なる密度に基づき、材料の欠損の検出にも役立つものである。そうでなければ、これら欠損は、後の製品において不均一な特性をもたらし得るとともに、したがって、異物と同様に本発明による除去装置によって除去される。

さらに、装置が断面における材料厚さを測定する装置を備えており、その結果、除去されるべき部分範囲を、材料の中断が大きく回避され得るように計算することができれば有利である。

好ましくは、異物の除去前に、材料の主延長面及び／又は断面における異物又は欠損の座標を検出される。これにより、材料の上側又は下側の表面からの負荷さ及び少なくとも１つの側縁部からの縁部距離が検出されることで、除去されるべき部分範囲を必要最小限に限定することが可能である。

本発明による課題は、さらに、特に連続的に供給される、弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有するストリップ状の材料を放射線透視式に検査するための方法において、材料の断面全体が透視され、これにより、材料内に存在する異物又は欠損が、検出され、異物又は該欠損を含む、断面の部分範囲と共に除去装置によって残りの材料から分離されることによって解決される。これにより、材料ストランドを中断する必要なく、目的に合わせて異物又は欠損を材料から除去することが初めて可能となる。むしろ、部分範囲においては、異物よりもわずかに大きく採寸された材料の体積のみが除去される。このとき、異物又は欠損の輪郭までもが考慮されるとともに、異物又は欠損の除去時に切断過程が対応して適合される。つづいて、材料は、好ましくは中断なしに押出し機の供給開口部へ供給される。

本発明による課題は、さらに、特に搬送手段によって連続的に供給される、弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有するストリップ状の材料を放射線透視式に検査するための方法において、二重Ｘ線吸収法又は二重エネルギーＸ線吸収法を用いて密度が算出され、このように得られた測定値が、材料が供給される後続の押出しプロセスの開ループ制御又は閉ループ制御のために用いられることによって解決される。公知の二重Ｘ線吸収法を用いることで、材料の組成及び特にその密度を信頼性をもって特定することができる。このとき、両測定の比較による考察により、任意の材料範囲における密度又は材料全体の密度の特定が可能である。

密度を、単純な放射線透視式の検査及び断面に沿った厚さ測定によって特定することも可能である。断面検出も、後続の押出しプロセスの開ループ制御又は閉ループ制御に用いることができる。材料の検出された断面及び送り速度は、押出しパラメータ（回転数、温度、圧力、ピン設定、材料特性、スクリュー形状など）に基づいて更に押出し機の摩耗の検出のために用いることも可能である。

本発明は、様々な実施形態を可能とするものである。本発明の基本原理を更に明らかにするために、これら実施形態のうち１つが図面に図示されているとともに、以下に説明される。

除去装置を有する、本発明による装置の平面図である。 除去装置の側面図である。

以下に、図１及び図２に基づいて放射線透視式の測定装置２を有する本発明による装置１を詳細に説明する。装置１は、連続的に通過する、弾性ゴムから成るストリップ状の材料３の検査に役立つものである。ベルトコンベヤとして構成された搬送手段４は供給に役立つものであり、循環式に駆動可能なこの搬送手段の載置台５上では、材料３が、矢印方向６において搬送され、更なる加工のために押出し機の不図示の供給口へ供給される。移動中には、ストリップ状の材料３が放射線透視式の測定装置２によって透視され、このとき、断面全体が検出されるため、材料３内に存在する異物７又は欠損がその位置及び方向に従って検出される。このとき、断面全体を検出するためには唯一の照射のみで十分である。さらに、装置１は、主延長面及び材料３の断面に関して、算出された座標に基づき、異物７又は欠損を含む部分範囲９と共にあらかじめ識別された異物７又は欠損を除去するための除去装置８を備えている。除去装置８の、打抜き工具として構成された工具１０が対応するガイド部１１，１２を用いて送り方向へ、及びこれに対して横方向へ対応しつつ同期して移動することで、材料３の送り運動中にこの部分範囲９を除去することが可能である。

図２において側面図で示された、中空状の工具１０を有する除去装置８は、材料３に対して予負荷可能な押圧パッド１３を周囲側に含んでいる。部分範囲９を除去するために、まずは押圧パッド１３が往復ピストン１４を用いて材料３上へ降下され、これにより、この材料を共に移動する搬送手段４の載置面５に対して押圧する。つづいて、包囲された異物７の材料面へ切断エッジ１６が到達するまで工具１０が別の往復ピストン１５を用いて取り除かれるように降下される。この到達に重ねて、又はこれにつづいて、押圧パッド１３及び工具１０の到達軸線１８周りに回転運動１７がなされ、その後、この到達軸線によって部分範囲９が残りの材料３から分離される。分離された部分範囲９を取り除くことができるように、押圧パッド１３は外側で構造化部を備えた接触面１９を有しており、この接触面において、打ち抜かれた部分範囲９が一時的に付着し、これにより容易に除去されることが可能である。

１ 装置
２ 測定装置
３ 材料
４ 搬送手段
５ 載置面
６ 矢印方向
７ 異物
８ 除去装置
９ 部分範囲
１０ 工具
１１ ガイド部
１２ ガイド部
１３ 押圧パッド
１４ 往復ピストン
１５ 往復ピストン
１６ 切断エッジ
１７ 回転運動
１８ 到達軸線
１９ 接触面

Claims (10)

1. 特に連続的に通過する、弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有するストリップ状の材料（３）を検査するための放射線透視式の測定装置（２）を有し、前記材料（３）が搬送手段（４）を用いて供給可能である装置（１）において、
   前記測定装置（２）が断面全体を検出するために構成されているため、前記材料（３）内に存在する異物（７）又は欠損を前記材料（３）におけるその大きさ、位置及び／又は方向に基づいて検出可能であること、及び当該装置（１）が、検出されたデータに基づき、前記異物（７）又は前記欠損を含む前記断面の部分範囲（９）と共に前記異物（７）又は前記欠損を除去するための除去装置（８）を備えていることを特徴とする装置。
2. 前記除去装置（８）が、前記材料（３）の送り運動中に前記部分範囲（９）を除去するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置（１）。
3. 前記除去装置（８）が、少なくとも１つの工具（１０）、特に前記部分範囲（９）を分離するための少なくとも１つの打抜き工具を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の装置（１）。
4. 前記除去装置（８）が、除去されるべき前記部分範囲（９）に配置され、前記材料（３）の表面に対して接触可能な、接触面（１９）を有する押圧パッド（１３）を備えており、該押圧パッドによって、前記分離前及び／又は前記分離後に前記部分範囲（９）を固定可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
5. 前記除去装置（８）が、前記材料（３）と同期して、特に並進して運動可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
6. 当該装置（１）が、前記材料（３）の密度を測定するための装置を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
7. 当該装置（１）が、前記材料（３）の前記断面における材料厚さを測定する装置を備えていることを特徴とする請求項請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
8. 前記材料（３）の主延長面及び／又は前記断面における前記異物（７）又は前記欠損の座標を検出可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）。
9. 特に連続的に供給される、弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有する材料（３）を放射線透視式に検査するための方法において、
   前記材料（３）の断面全体が透視され、これにより、前記材料（３）内に存在する異物（７）又は欠損が、検出され、該異物（７）又は該欠損を含む、前記断面の部分範囲（９）と共に除去装置（８）によって残りの前記材料（３）から分離されることを特徴とする方法。
10. 搬送手段（４）によって特に連続的に供給される、弾性ゴム又は合成樹脂から成る本質的な構成要素を有する材料（３）を放射線透視式に検査するための方法において、
    二重Ｘ線吸収法又は二重エネルギーＸ線吸収法を用いて密度が算出され、このように得られた測定値が、後続の押出しプロセスの開ループ制御又は閉ループ制御のために用いられることを特徴とする方法。

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