CN109477772A - 用于检查轮胎的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检查轮胎的方法，其包括：i.在支撑平面上提供具有旋转轴线的轮胎，从而限定搁置侧向部分和自由侧向部分；ii.检测所述轮胎的中心位于所述轮胎的旋转轴线中的环形表面的至少一个三维轮廓，所述三维轮廓包括所述环形表面的多个点的高度；iii.使工具朝向布置在支撑平面上的所述轮胎平移，以便搁置在测量表面上，所述测量表面是所述环形表面的一部分；iv.借助于所述工具推压所述测量表面，以便在所述测量表面上朝向所述支撑平面施加工具按压力；v.使所述轮胎相对于所述工具相对旋转，使得所述工具与多个不同的测量表面相继接触，并且沿着围绕所述旋转轴线的至少一个完整旋转保持由所述工具施加在所述测量表面上的所述工具按压力基本恒定，所述多个不同的测量表面是所述环形表面的成角度地间隔的部分；vi.在所述推压动作期间沿着所述完整旋转测量所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面的高度；vii.比较在所述轮胎与所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面的所述高度与在相同的角位置处的所述环形表面的所述三维轮廓的多个点的高度；和viii.基于所述比较确定所述轮胎是否具有缺陷。本发明还涉及一种用于检查轮胎的设备。

Description

用于检查轮胎的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于例如在轮胎生产线中检查轮胎的方法和设备，特别是用于检查靠近轮胎的壁的可能存在的缺陷的设备。

背景技术

轮胎的生产周期规定制造和/或组装在一个或多个构造线中正在加工的轮胎的各种部件并且随后使生轮胎接受模制和硫化处理，所述模制和硫化处理适于根据所需的几何形状和胎面花纹限定轮胎的结构。

在模制和硫化时，轮胎由环形结构限定，所述环形结构围绕旋转轴线缠绕并且相对于垂直于所述旋转轴线的轴向中面基本对称。特别地，环形结构包括：胎冠部分，其基本垂直于轴向中面布置在轮胎的径向外部区域中；两个锚固部分，其分别在轴向中面的相对侧上布置在轮胎的径向内部区域中；两个侧向部分，其分别从轴向中面的相对侧在锚固部分中的一个和胎冠部分之间延伸。

术语“轴向中面”旨在表示垂直于旋转轴线并且与轮胎自身的轴向外部部分等距的平面。

术语轮胎的“胎冠部分”旨在表示轮胎的一部分，所述部分基本垂直于轴向中面布置在轮胎的径向外部区域中并且对应于胎面带以及带束结构和胎体结构的相对于胎面带布置在径向内部的部分。

术语轮胎的“锚固部分”通常也被定义为“胎圈”，旨在表示轮胎的径向内部区域并且分别布置在轴向中面的相对侧上且构造成与车轮的轮辋接合。

术语轮胎的“侧向部分”旨在表示轮胎的这样的部分，所述部分分别从轴向中面的轴向相对侧在锚固部分中的每一个和胎冠部分之间延伸并且对应于实际侧壁和胎体结构的相对于上述侧壁布置在轴向内部位置中的部分。

术语轮胎的“搁置侧向部分”和“自由侧向部分”分别旨在表示搁置在支撑平面上的侧向部分和布置成与支撑平面相距特定高度的相对的侧向部分。

术语轮胎的“外表面”或“内表面”分别旨在表示在轮胎与其自身的安装轮辋联接之后保持可见的表面以及在所述联接之后不再可见的表面。内表面和外表面界定轮胎。

术语“测量表面”旨在表示适当承受检查的表面，所述表面相对于所述侧向部分的整个表面具有较低的尺寸。

术语“轮胎轮廓”旨在表示轮胎表面的至少一部分的周边，优选地表示轮胎的外表面和内表面中的至少一个的周边。优选地，它意味着在包含轮胎的旋转轴线的径向截面平面上取得的周边。更具体地，术语“轮廓”旨在表示三维物体的周边以及在从穿过视野中心并与物体表面相切的线的投影平面上描绘的形状。因此，轮胎的轮廓包括坐标系中的一组点，其指示轮胎自身在空间中的位置，所有点的包络限定轮胎的内表面和外表面。轮廓的部分包括轮胎的内表面和/或外表面的部分。

US2006/0272408描述了一种用于测量轮胎的均匀性的方法和设备。所述方法包括以下步骤：将轮胎安装在主轴上；利用第一按压力将旋转鼓的圆周表面压靠在轮胎的胎面表面上；使轮胎绕其轴线旋转；以及在轮胎旋转的同时通过计算装置计算作用在轮胎的第一和第二平面上的力。

WO2015/079370描述了一种用于检查轮胎的设备，所述设备包括支撑平面，所述支撑平面构造成接收具有平行于支撑平面的轴向中面的轮胎，从而限定搁置侧向部分和相对于支撑平面布置在特定高度的自由侧向部分。推压元件构造成将朝向支撑平面的力施加到自由侧向部分的测量表面。定位致动器可操作地与推压元件相联并且构造成使推压元件具有垂直于轮胎的旋转轴线的至少一个运动分量地移动。所述设备还包括用于修改测量表面的角位置的装置。控制单元被编程为检测作为沿着围绕旋转轴线的测量表面的至少一个完整旋转保持基本恒定的输入数据的第一值的函数的在测量表面的每个位置处的输出数据的第一值，并且检测在测量表面的每个位置处的输出数据的第二值。输出数据的第二值对应于输入数据的第二值，所述输入数据的第二值沿着测量表面的至少一个完整旋转保持基本恒定。控制单元包括被编程为计算在测量表面的每个位置处的输出数据的第二值与输出数据的第一值之间的差的模块。

在已知的生产周期中，为了识别缺陷，对模制和硫化的轮胎进行人工目视检查或者可以对其进行自动检查，例如在前述文献中所述。

这种人工目视检查之一旨在丢弃这样的轮胎，其中侧向部分具有很小的刚度，即，旨在识别所谓的“弱侧壁”缺陷，侧壁意味着成品轮胎的侧向部分。

本申请人已经观察到，到目前为止进行的人工检查的准确性在很大程度上取决于负责检查的工人的经验并且具有很高的主观性。

本申请人已经注意到，插入更精确的人工检查以改善成品的质量将具有过度增加轮胎的生产时间的风险。

本申请人已经观察到，在US2006/0272408中所示类型的轮胎上使用自动检查可以改善检查本身的客观性，但是由于进行中的大量因素，可能无法保证测量的精确性和检测处理的可重复性。

如在同一申请人名下的WO2015/079370中所述，已经开发了用于检测“弱侧壁”缺陷的设备和方法，其规定根据关于待实施的检查的不变方式将待检查的轮胎布置在支撑平面上并且利用不同大小的力作用于自由侧向部分上以相同或不同的时间段。以这种方式，可以减少导致检查的不确定的可重复性和其良好结果的一些因素。

然而，本申请人已经注意到，WO2015/079370中描述的检查虽然解决了上面概述的一些问题，但是需要相对长的执行时间，原因在于为了执行检查，需要通过至少两个力或至少两个运动对轮胎的自由侧向部分进行作用，因此意味着在其所有步骤中重复检查至少两次，从而延长其总时间。

此外，作为用于在轮胎的自由侧向部分上施加压缩的参照系，WO2015/079370使用支撑平面，需要从所述支撑平面确定自由侧向部分的位置，即，为了确定在何处施加压缩，需要确定轮胎的待检查表面相对于支撑平面所处的高度。然而，“支撑平面”参照系不是精确的参照系：为了施加正确的压缩，优选的是了解自由侧向部分在空间中的确切位置，从所述确切位置确定对自由侧向部分施加什么力或将部分本身带到什么高度。

此外，在WO2015/079370中描述的类型的设备中，需要确定轮胎的自由侧壁在空间中所处的位置并且从该位置处在其上施加变形。对于每个轮胎，确定轮胎的自由侧壁的用于施加变形的位置需要针对轮胎的完整旋转通过适当的“触销”与轮胎本身的表面接触的接触步骤并且这导致待分析的每个轮胎的周期时间增加。

发明内容

因此，本申请人已经认识到，通过将待检查的轮胎布置在支撑平面上并以绝对方式而不是相对于例如支撑平面的检查设备的其它元件确定在其上实施检查的自由侧向部分的位置以及通过在轮胎相对旋转360°的过程中在基本恒定的力下作用于这样的部分进行变形，能够减小导致检查的不确定的可重复性和其良好结果的所有因素以及整个周期时间的持续时间。

本申请人已经最终发现，轮胎在支撑平面上的布置、确定工具所定位的表面的三维轮廓以实施表面本身的变形、以及随后将基本恒定大小的力施加到检查中的表面解决如上所述的问题，从而使得可以限制影响检查结果的因素，使其可靠和可重复。

更确切地说，根据第一方面，本发明涉及一种用于检查轮胎的方法。

优选地，可以预见的是在支撑平面上提供具有旋转轴线的轮胎，从而限定搁置侧向部分和自由侧向部分。

优选地，可以预见的是检测所述轮胎的中心位于所述旋转轴线中的环形表面的至少一个三维轮廓，所述三维轮廓包括所述环形表面的多个点的高度。

优选地，可以预见的是将工具朝向布置在支撑平面上的所述轮胎平移，以便搁置在测量表面上，所述测量表面是所述环形表面的一部分。

优选地，可以预见的是通过所述工具推压所述测量表面，以便在所述测量表面上朝向支撑平面施加工具按压力。

优选地，可以预见的是使所述轮胎相对于所述工具相对旋转，使得所述工具与多个不同的测量表面相继接触，并且沿着围绕所述旋转轴线的至少一个完整旋转保持由所述工具施加在所述测量表面上的工具按压力基本恒定，所述多个不同的测量表面是所述环形表面的成角度地间隔的部分。

优选地，可以预见的是在所述推压动作期间沿着所述完整旋转测量所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面的高度。

优选地，可以预见的是比较在所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面的所述高度与在相同的角位置处的所述环形表面的所述三维轮廓的多个点的高度。

优选地，可以预见的是基于所述比较确定所述轮胎是否具有缺陷。

本申请人认为，由于不同因素，根据本发明的方法解决了所概述的问题。实际上，根据本发明，检测轮胎的三维轮廓，特别是其至少一个环形部分的轮廓。环形部分优选地是自由轮胎部分的外表面的一部分。三维轮廓的这种检测使得可以选择“绝对”坐标系，即，可以确定在所述方法的后续步骤中通过工具压缩和变形的轮胎表面的点而不必相对于检查设备的元件进行参照。三维轮廓使得可以独立于外部元件了解轮胎的空间位置。因此，总是相对于表示参照“零高度线”的轮胎轮廓给出必须按压轮胎的工具的参照。

本申请人认为，通过使用上述解决方案，轮胎检查方法使得可以获得用于在任何生产装备(包括生产大量甚至彼此非常不同的轮胎型号的装备)中构造/生产的轮胎的工业级自动检查系统，同时满足上述要求，特别是检查的准确性、与构造/生产周期时间的兼容性以及整个检查系统对每个轮胎型号的灵活性和特异性。

根据第二方面，本发明涉及一种用于检查轮胎的设备。

优选地，提供支撑平面，所述支撑平面构造成接收轮胎，从而限定搁置侧向部分和自由侧向部分。

优选地，提供工具，所述工具构造成将朝向支撑平面的工具按压力施加到轮胎的所述自由侧向部分的测量表面。

优选地，提供定位致动器，所述定位致动器可操作地与工具相联并且构造成使所述工具具有平行于轮胎的旋转轴线的至少一个运动分量地移动。

优选地，提供旋转装置，以相对地改变测量表面相对于工具的角位置。

优选地，提供控制单元。

优选地，控制单元被编程为访问所述轮胎的中心位于所述旋转轴线中的环形表面的三维轮廓，所述三维轮廓包括所述环形表面的多个点的高度。

优选地，控制单元被编程为向所述定位致动器发送命令，以将所述工具朝向布置在支撑平面上的所述轮胎平移以便搁置在测量表面上，并且通过所述工具推压所述测量表面以便在所述测量表面上朝向支撑平面施加工具按压力，所述测量表面是所述环形表面的一部分。

优选地，控制单元被编程为向所述旋转装置发送命令，以使所述轮胎相对于所述工具相对旋转，使得所述工具与不同的测量表面相继接触，并且沿着轮胎围绕所述旋转轴线的至少一个完整旋转保持由所述工具施加在所述测量表面上的工具按压力基本恒定，所述不同的测量表面是所述环形表面的部分。

优选地，控制单元被编程为沿着所述完整旋转测量所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面的高度。

优选地，控制单元被编程为比较在所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面的所述高度与在相同的角位置处的所述环形表面的所述三维轮廓的多个点的高度。

本申请人认为，根据本发明的设备解决了所概述的问题并允许应用根据第一方面的方法。特别地，轮胎的三维轮廓的计算定义了绝对且精确的参考，并且控制单元被编程为获得关系，优选地是“差值”，而不受每种不同类型的轮胎和关于可能始终可变的测量的条件限制。

在前述方面中的至少一个中，本发明可以具有以下优选特征中的至少一个。

优选地，预见到的是提供包括多个轮胎型号的数据库，所述多个轮胎型号中的每个轮胎型号与所述工具按压力的值相关联。

优选地，可以预见的是确定布置在支撑平面上的轮胎型号。

优选地，可以预见的是还原(recover)保存在所述数据库中并且与所确定的轮胎型号相关联的所述工具按压力的值。

优选地，可以预见的是通过所述工具推压所述测量表面，以便施加从所述数据库还原的所述工具按压力。

取决于尺寸、号和相对尺寸比，轮胎并不都提供相同的抗变形性，因此不能以相同的方式变形。例如，使轮胎过度变形会导致轮胎永久地损坏和/或无法准确地确定可能存在的缺陷。太“小”的变形可能不允许检测到小尺寸的缺陷。

因此，有利地预见到制造数据库，其中每个轮胎型号与待施加在测量表面上的力相关联，以便优化根据本发明的用于检测可能缺陷的方法执行的测量。

优选地，可以预见的是从存储器还原所述三维轮廓。

在轮胎通过基本恒定的力变形之前检测轮胎或其一部分(例如环形表面)的三维轮廓。获取轮廓的这个步骤可以仅执行成查看是否存在弱侧壁缺陷或者其可以执行成寻找其他类型的缺陷。实际上，轮胎的三维轮廓可用于监测轮胎的不同的相互不同的特性。因此，优选存储轮胎的轮廓以便将其用于每种需要并且例如用于检测所述轮胎中的多于一种缺陷。存储可以例如在合适的存储器中进行，更优选地在数据库中进行。

优选地，可以预见的是检测界定所述轮胎的整个内表面和外表面的三维轮廓。

检测整个轮胎的轮廓使得可以使用轮廓来确定轮胎的不同位置中的不同类型的缺陷。

优选地，在支撑平面上提供具有旋转轴线的轮胎包括将所述轮胎布置在所述支撑平面上，其中，轴向中面基本平行于支撑平面。

以这种方式，对于轮胎的围绕轮胎的旋转轴线的延伸部，存在基本平行于支撑平面的轮胎的外表面的部分，或者存在与支撑平面具有基本恒定的高度的轮胎的外表面的部分。

优选地，所述环形表面是所述轮胎的所述自由侧向部分的外表面的一部分。

有利地，工具被带向轮胎的外表面，所述外表面相对于内表面更容易接近。因此，优选地，测量表面是环形表面的一部分，是轮胎外表面的一部分。更优选地，它是轮胎的外表面在其自由侧向部分处的一部分。

优选地，所述测量表面布置在轮胎的自由侧向部分的轴向外部区域处。

本申请人已经能够通过实验验证这样的区域是在仪器分析中最清楚地突出自由侧向部分的可能弱点的区域。

优选地，所述测量表面布置在轮胎的自由侧向部分的在施加所述力之前布置在相对于支撑平面的更大高度处的区域处。

本申请人已经能够通过实验验证这样的区域是在仪器分析中最清楚地突出自由侧向部分的可能弱点的区域。

优选地，可以预见的是在施加所述力之前对所述轮胎进行充气。

优选地，通过所述工具推压所述测量表面包括通过所述工具利用介于约10N和约150N之间的工具按压力推压所述测量表面。

通过实验室测试，本申请人已经证实的是，测量表面被带到的高度或施加到测量表面的力(如果在这些要求保护的范围内)导致自由侧向部分的大量位移(但总是在弹性范围)以评估例如刚度方面的响应。

优选地，可以预见的是获得所述三维轮廓。

优选地，可以预见的是将所述三维轮廓保存在存储器中。

优选地，可以预见的是使用所保存的轮廓来检测所述轮胎上的多于一种类型的缺陷。

检测轮胎的至少一个表面的三维轮廓并因此确定“绝对”参照系不仅可以用于检测弱侧壁缺陷，还可以用于检测轮胎中可能存在的其他缺陷。因此，轮廓的单个检测步骤可用于轮胎本身的不同检查。

优选地，可以预见的是使轮胎相对于所述工具围绕所述旋转轴线旋转，以改变与所述工具接触的测量表面。

预见到轮胎相对于工具的旋转以限制工具本身的可能的振动，因此可以获得更精确的测量。此外，使轮胎相对于工具旋转在技术上更简单。

优选地，可以预见的是翻转轮胎以使自由侧向部分和搁置侧向部分反转并重复根据本发明的第一方面的动作。

为了完全检查轮胎，首先检查轮胎的初始自由的侧向部分的外表面；然后，轮胎垂直于其旋转轴线旋转，并且对先前搁置在平面上的侧向部分重复检查，所述侧向部分现在变得自由。以这种方式，可以检查轮胎的两个侧壁。

优选地，比较在所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面的所述高度与在相同的角位置处的所述环形表面的所述三维轮廓的多个点的高度包括每0.1弧度地比较所述测量表面的所述高度与所述三维轮廓的点的对应高度。

当以恒定力压缩测量表面时，优选地连续测量其被带到的高度，换句话说，对于轮胎和工具之间的每0.1弧度的相对位移进行测量，以便具有足够精确的采样以评估弱侧壁缺陷。因此，对于测量的每个点，在测量的高度和三维轮廓的对应点(即，相同角度的点)的高度之间进行比较。

优选地，可以预见的是计算在所述轮胎和所述工具之间的每个相对角位置处的所述测量表面的所述高度与所述环形表面的所述三维轮廓的多个点的所述高度之间的多个差。

优选地，可以预见的是如果所述差中的至少一个在预定值范围之外，则将所述轮胎分类为包括缺陷。

因此，如果变形例如大于某个值，使得测量表面的点的测量的高度与三维轮廓中相同点的高度之间的差大于某个值，则推断所搜索的缺陷存在，因此轮胎将被丢弃。

优选地，所述变形系统包括推力辊。

更优选地，推力辊安装成能够围绕其自身轴线自由旋转。

有利地，通过辊抵靠轮胎外表面的一部分进行压缩。在轮胎围绕其旋转轴线旋转时，能够旋转的辊使部分保持压缩，使得可以在任何角位置处检查相同的表面。当使轮胎旋转时，辊的位置保持不变，由于与其接触的轮胎表面的旋转而绕其轴线旋转。

优选地，根据第二方面的设备包括推力致动器，所述推力致动器可操作地与工具相联并且构造成将工具推靠在自由侧向部分上，所述推力致动器包括电动马达。

通过电动马达，可以微调工具的位置及其与轮胎外表面的距离。

优选地，所述测量表面布置在轮胎的自由侧向部分的外表面处。

优选地，所述设备包括存储器，所述存储器适于存储所述三维轮廓，并且适于能够被访问以访问所述三维轮廓。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从以下参照附图的用于指示而非限制目的的根据本发明的用于检查轮胎的方法和设备的描述中变得更清楚，在所述附图中：

-图1是根据本发明的设备的示意性透视图；

-图2是图1的设备的处于不同操作状态中的示意性侧剖视图；

-图3是布置在根据本发明的设备中的轮胎的示意剖视图；

-图4是曲线图，其中X轴表示轮胎的多个测量表面的角位置，Y轴表示在包括弱侧壁缺陷的轮胎中施加基本恒定力之后对应于轮胎的自由部分的高度的输出数据的值；

-图5是曲线图，其中X轴表示轮胎的多个测量表面的角位置，Y轴表示在不具有弱侧壁缺陷的轮胎中施加基本恒定力之后对应于轮胎的自由部分的高度的输出数据的值；

-图6是本发明的方法的步骤中从轮胎上方观察的示意图；和

-图7是在本发明的方法的其它步骤中的图6的轮胎的示意性侧剖视图。

具体实施方式

参照附图，特别是首先参照图1至图3，附图标记1整体表示根据本发明的用于检查轮胎的设备。

附图标记2表示支撑平面，优选地是水平的支撑平面，其构造成接收轮胎3，所述轮胎布置成轴向中面4(仅仅在图2中示出)基本平行于支撑平面。

具有旋转轴线X的轮胎3包括(具体参见图3)在轮胎的径向外部区域中基本垂直于轴向中面布置的胎冠部分5。这样的胎冠部分5对应于胎面带6、带束结构7和胎体结构8的相对于胎面带6布置在径向内部的部分。

轮胎3还包括两个锚固部分9，所述两个锚固部分布置在径向内部并且分别在轴向中面的相对侧上。锚固部分9构造成与车轮的轮辋接合。

轮胎3还包括两个侧向部分10a、10b，所述两个侧向部分分别从轴向中面的轴向相对侧在锚固部分9中的每一个和胎冠部分5之间的延伸。每个侧向部分对应于侧壁11和胎体12的相对于侧壁11布置在轴向内部位置中的部分。

当轮胎3搁置在支撑面2上时，轮胎的两个侧向部分中的一个与上述支撑平面2直接接触，从而限定搁置侧向部分10a。轮胎的两个侧向部分中的另一个相对于支撑平面布置在一定高度处，从而限定自由侧向部分10b。

支撑平面2布置在框架13内部，在图1中示意性地且部分可见，相对于所述框架，所述支撑平面可以围绕与搁置在其上的轮胎的旋转轴线X重合的轴线旋转。设备1还包括用于使支撑平面2相对于框架13旋转的装置(未示出)。

除了框架13和支撑平面2之外，用于检查轮胎1的设备还包括工具，例如推压元件23，其适于搁置、推压轮胎3的一部分以及使其变形，并且特别是适于搁置自由侧向部分10b的一部分并且使其变形。

优选地，推压元件23包括轮25，所述轮布置成具有优选水平的旋转轴线24，并且在使用中，所述旋转轴线基本按照搁置在支撑平面2上的轮胎的径向方向定向(参见例如图2中所示的构造)。

例如包括推力致动器的推压元件23构造成沿着推压方向推抵在自由侧向部分10b上，以便将力F施加在轮胎的自由部分上。优选地，推压方向包括沿竖向轴线的分量，例如平行于如图2所示的轴线Z。这种轴线在同一图中用26表示并且在下文称为“接近方向”。

设备1还包括控制单元180(仅在图1中可见)，在所述控制单元中保存轮胎3的至少一部分的三维轮廓，例如保存在合适的存储器(不可见)中。参照图6和7，这样的部分包括至少一个环形表面31，其基本具有环面(toric)截面的形状，下面将更好地描述。

从图6的示意图中可以看出，轮胎3由外表面32和内表面33界定，所述外表面和所述内表面在轮胎的每个截面中构成其周边边缘。推压元件23，特别是轮25，适于在自由侧向部分10b处与外表面12的一部分接触。此外，由于优选地在检查期间使轮胎相对于推压元件23旋转，如下文详述，自由侧向部分10b的外表面的环形表面与轮25接触。

因此，为了使轮25在针对其已经获得三维轮廓的表面部分中接触轮胎，这种轮廓至少包括环形表面31。

优选地，控制单元180还适于朝向和远离轮胎3驱动工具23，以及适于调节待施加到轮胎3的表面的力F。待施加的力F优选地取决于轮胎的类型和/或型号。因此，例如在存储轮胎的三维轮廓的相同存储器中，还保存了数据库，在所述数据库中对于轮胎的每种类型和/或型号，关联变形力F的值。

保存在控制单元180的存储器中的三维轮廓例如包括如图7的多个截面，其可以由连续线或多个离散点(例如用35表示)组成，其包络描绘了环形表面31。优选地，整个内表面33和整个外表面32的三维轮廓存在于控制单元180的存储器中。

在使用中，轮胎3布置在支撑平面2上，其中，轴向中面基本平行于支撑平面本身，以便限定搁置侧向部分10a和自由侧向部分10b。

由于轮胎3的三维轮廓是已知的，因此其空间位置是已知的，因此它是轮胎相对于支撑平面2的位置。

为了将朝向支撑平面2的力F施加到自由侧向部分10b的测量表面(其是环形表面31的一部分)，推压元件23在竖向上相对于自由侧向部分10b定位在测量表面上。定位不需要检测轮胎的“上边缘”的位置，这是因为从三维轮廓已知这种位置。此后，启动到自由侧向部分10b的接近行程，从而使推压元件23朝向轮胎3。最后，启动使推压推压元件23抵靠自由侧向部分10b的推压行程。

更详细地，施加的力F具有平行于轮胎的旋转轴线X的至少一个运动分量。

工具23的运动可以例如通过第一径向平移以及沿轴线26朝向轮胎的第二平移来进行。

工具23的初始径向平移基于被测轮胎的尺寸进行，直到推压元件23在竖向上相对于自由侧向部分10b定位在所选的测量表面上。换句话说，执行平移直到其到达对应于期望的测量表面的径向位置。测量表面例如布置在轮胎的自由侧向部分10b的在施加力F之前布置在相对于支撑平面2的更大高度处的区域处。

优选地，测量表面布置在轮胎的自由侧向部分10b的轴向外部区域处。

在到达期望的径向位置之后，通过接近致动器，启动到自由侧向部分10b的接近行程，从而沿着接近方向26将推压元件23带向轮胎3。

当到达轮胎3的外表面32时，阻止接近行程，所述外表面的高度是已知的，原因在于轮胎的三维轮廓是已知的。

这样的位置允许推压元件23与自由侧向部分10b接触。推力致动器达到所需的推压压力，以便启动使推压元件23相对于自由侧向部分10b的推压行程并施加力F。力F的值例如通过从存在于控制单元180中的数据库还原这样的值来确定。值F取决于已经搁置在支撑平面2中的轮胎的类型和/或型号。但是，可以规定人工插入力F的值或者修改力F的预设值。测量表面M对应于与推压元件23接触的自由侧向部分10b的表面。

可能地，轮胎可以在施加力期间充气或放气。

支撑平面2设置成围绕轮胎3的旋转轴线X旋转，并且保持推压元件23和待检查的轮胎的自由侧向部分10b之间的接触。推压元件23保持其位置，并且轮25在自由侧向部分10b上旋转。

优选地，测量表面布置成与旋转轴线相距基本恒定的距离。因此，轮25与多个测量表面M(其为环形表面31的所有部分)接触。因此限定多个测量表面M，这些测量表面成角度地间隔开，如图6所示，其中每个测量表面用矩形表示。

根据一可能的实施例，在检查轮胎的不同步骤中，力F保持基本恒定，以便在由轮在不同的测量表面M上占据的每个位置处检测轮胎3的自由侧向部分10b的高度。

例如，为了检测自由侧向部分10b的高度，设备1可包括适于检测推压元件23的位置的线性位置换能器(未示出)。

施加的力F的值优选地沿着轮胎3绕旋转轴线的至少一个完整旋转保持基本恒定，使得分组在一起的测量表面M形成基本环形的表面。例如，施加的力的值可以介于约10N和约150N之间。

换句话说，针对其检测轮廓的表面部分包括围绕轮胎的旋转轴线的至少一个环形表面。检测环形表面的轮廓，以便能够使轮胎相对于工具相对旋转360°，并且了解在上述旋转期间每个角位置中待检查轮胎的表面的位置。

然而，可以检测整个轮胎的三维轮廓，而不仅是其一部分，例如可以检测轮胎的整个内表面和/或整个外表面的轮廓。

实施变形的工具搁置在该环形表面上，并且详细地搁置在其的称为测量表面的一部分中。然后使轮胎和工具相对旋转，使得在每个t时，工具使不同的测量表面变形，所述测量表面继续是环形表面的一部分并且相对于工具在t-1时所接触的测量表面成角度地移位。当整个环形表面已经被经过(cross)(即已经进行了360°的旋转)并且由工具变形时，该变形结束。

优选地，轮胎和工具之间的相对旋转的角速度基本是恒定的。

因此，不需要对变形进行初步研究步骤来确定轮胎的空间位置，例如相对于支撑平面的空间位置。由于其三维轮廓已知，轮胎的位置以及因此测量表面的位置总是已知的。

如上所述，轮胎表面通过工具的变形是通过在上述旋转期间施加基本恒定的力来实现的。

在旋转期间使工具与多个表面部分接触，每个表面部分在旋转期间变形。这些成角度地间隔开的变形表面部分优选地全部与轮胎的旋转轴线相距相同的轴向距离。对于每一个，获得变形表面的高度。

在对于工具和轮胎之间相对旋转360°的基本恒定的力的压力期间，检测轮胎的变形表面部分所处的高度。连续地(即获得连续的高度线)或间隔地(优选地是规则的，例如每0.1弧度)或甚至考虑到轮胎的基本恒定的旋转速度以每0.2秒的等效方式检测该高度。

所测量的由工具变形的测量表面的部分的该多个高度基本限定多个空间位置，这些空间位置对应于沿着通过施加恒定力而变形的测量表面的竖向轴线的位置。

变形，即测量表面的一部分达到的高度，表示轮胎响应于施加的这种施加的力的反应，反应在点与点之间可能不同。由于力基本是恒定的，所以点与点之间的不同反应取决于轮胎在其一部分与另一部分之间的不同特性，从而例如突出缺陷，例如弱侧壁。

有利地，设备1的控制单元180被编程为检测轮25在对应测量表面上的每个位置处的高度值。力F的值总是基本恒定的。随后，可以预见在轮胎3的每个角位置处，计算在这样的角位置处测量的高度值与在如三维轮廓确定的相同角位置中的轮胎高度之间的差D。

然后比较差D的值与丢弃阈值S，以便根据这种比较的结果丢弃或接受轮胎。根据其中D表示测量的高度值和来自三维轮廓的高度值之间的差的优选示例，图4对应于要丢弃的轮胎，这是因为差D小于丢弃阈值S，而图5对应于可接受轮胎，这是因为两个高度之间的差大于丢弃阈值。

轮胎的三维轮廓的检测允许在施加恒定力的同时的旋转期间每个测量表面所被带到的所述多个高度与形成轮廓的几何点的高度之间进行比较，这种比较不受每种不同轮胎类型、支撑平面的特性以及可能总是可变的测量周边的条件的约束。

因此，从比较中可以非常精确地确定轮胎的可能缺陷。

可操作地，在工具和轮胎之间的相对旋转期间，对于在一定角度下由工具以恒定力变形的每个测量表面，测量测量表面本身所达到的高度。然后比较该高度与如可以从轮廓得出的相同的空间位置中的轮胎高度。然后，对于多个角位置，在测量的高度和轮廓的高度之间逐点地进行比较，即，对于角度α下的给定角位置，在测量表面所处的高度(在所述方法中测量)和处于相同角度α的轮廓的点的高度之间进行比较。因此，从轮廓得出的高度用作参考或“零线(zero line)”。

测量表面所处的高度可以例如通过线性激光换能器确定。以这种方式，绝对参考用于比较在执行所述方法期间检测到的值，从而使得可以在轮胎的单个完整旋转中获得是否存在缺陷的评估。周期时间以这种方式缩短，同时测量更准确。

详细地，在图4和5中，曲线a)表示随着角位置变化的三维轮廓的高度(在X轴上表示角位置)，曲线b)表示在施加基本恒定力F之后测量的高度，并且曲线c)表示曲线高度a)和b)之间的差D。

有利地，控制单元180可以被编程为执行差D和丢弃阈值S之间的比较。

优选地，可以预见的是连续检测轮胎的每个位置处的高度值。特别地，针对轮胎的每个角位置检测输出数据的值，并且优选地始终保持推压元件23和自由侧向部分10b之间的接触。

可能的，可以预见的是在属于多个测量表面M的测量表面处，在轮胎的离散的多个不同角位置处计算测量的高度的值和来自三维轮廓的在相同角位置中的高度值之间的差D。这样的多个角位置也可以是连续的，即，连续计算出测量的高度和三维轮廓的对应高度值之间的差。

如例如图4中所示，针对轮胎围绕轴线X的三个或更多个旋转，施加基本恒定的力F并且检测自由侧向部分的高度。在相同的自由侧向部分中，角度区域50对应于在力F的作用下布置在一定高度处的更刚性的部分，而区域51对应于在相同的力F的作用下布置在较低高度处的刚性较小的部分。在这种情况下，因此识别出自由侧向部分本身的不均匀性。

在轮胎的侧向部分上进行测试之后，可以翻转轮胎以使自由侧向部分和搁置侧向部分反转并重复前面描述的动作。因此，对于轮胎10a、10b的侧向部分中的每一个，可以获得与图4-5类似的结果。

Claims (21)

1.一种用于检查轮胎的方法，其包括：

i.在支撑平面(2)上提供具有旋转轴线(X)的轮胎(3)，从而限定搁置侧向部分(10a)和自由侧向部分(10b)；

ii.检测所述轮胎的中心位于所述旋转轴线(X)中的环形表面(31)的至少一个三维轮廓，所述三维轮廓包括所述环形表面的多个点的高度；

iii.使工具(23，25)朝向布置在支撑平面上的所述轮胎平移，以便搁置在测量表面(M)上，所述测量表面是所述环形表面(31)的一部分；

iv.借助于所述工具(23，25)推压所述测量表面(M)，以便在所述测量表面上朝向支撑平面(2)施加工具按压力(F)；

v.使所述轮胎(3)相对于所述工具(23，25)相对旋转，使得所述工具与多个不同的测量表面(M)相继接触，并且沿着围绕所述旋转轴线(X)的至少一个完整旋转保持由所述工具施加在所述测量表面上的所述工具按压力(F)基本恒定，所述多个不同的测量表面是所述环形表面的成角度地间隔的部分；

vi.在所述推压动作期间沿着所述完整旋转测量所述轮胎(3)和所述工具(23，25)之间的多个相对角位置处的所述测量表面(M)的高度；

vii.比较在所述轮胎与所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面(M)的所述高度与在相同的角位置处的所述环形表面的所述三维轮廓的多个点的高度；和

viii.基于所述比较确定所述轮胎(3)是否具有缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，其包括：

-提供包括多个轮胎型号的数据库，所述多个轮胎型号中的每个轮胎型号与所述工具按压力(F)的值相关联；

-确定布置在支撑平面上的轮胎型号；

-还原保存在所述数据库中并且与所确定的轮胎型号相关联的所述工具按压力(F)的值；

-通过所述工具推压所述测量表面(M)，以便施加从所述数据库还原的所述工具按压力(F)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其包括从存储器还原所述三维轮廓。

4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其包括检测界定所述轮胎的整个内表面(32)和外表面(33)的三维轮廓。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，在支撑平面(2)上提供具有旋转轴线的轮胎包括将所述轮胎布置在所述支撑平面上，其中，轴向中面(4)基本平行于支撑平面。

6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，所述环形表面(31)是所述轮胎的所述自由侧向部分(10b)的外表面(32)的一部分。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，通过所述工具(23，25)推压所述测量表面(M)包括通过所述工具利用介于约10N和约150N之间的工具按压力(F)推压所述测量表面。

8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其包括：

-获得所述三维轮廓；

-将所述三维轮廓保存在存储器中；

-使用所保存的轮廓来检测所述轮胎上的多于一种类型的缺陷。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于检查轮胎的方法，其包括使所述轮胎(3)相对于所述工具绕所述旋转轴线(X)旋转，以改变与所述工具接触的测量表面(M)。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于检查轮胎的方法，其包括：

-翻转所述轮胎(3)以使所述自由侧向部分和所述搁置侧向部分反转；

-重复动作ii)至viii)。

11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，比较在所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面(M)的所述高度与在相同的角位置处的所述环形表面(31)的所述三维轮廓的多个点的高度包括每0.1弧度地比较所述测量表面(M)的所述高度与所述三维轮廓的点的对应高度。

12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其包括：

-计算在所述轮胎和所述工具之间的每个相对角位置处的所述测量表面(M)的所述高度与所述环形表面(31)的所述三维轮廓的多个点的所述高度之间的多个差；和

-如果所述差中的至少一个处于预定值范围之外，则将所述轮胎(3)分类为包括缺陷。

13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其包括：

-在施加所述力之前对所述轮胎进行充气。

14.一种用于检查轮胎的设备(1)，其包括：

-支撑平面(2)，其构造成接收轮胎(3)，从而限定搁置侧向部分(10a)和自由侧向部分(10b)；

-工具(23，25)，其构造成将朝向支撑平面的工具按压力(F)施加到轮胎的所述自由侧向部分(10b)的测量表面(M)；

-定位致动器，其可操作地与工具相联，并且构造成使所述工具具有平行于轮胎的旋转轴线(X)的至少一个运动分量地移动；

-旋转装置，其用于相对地改变测量表面(M)相对于工具(23，25)的角位置；

-控制单元(180)，其被编程为：

○访问所述轮胎(3)的中心位于所述旋转轴线(X)中的环形表面(31)的三维轮廓，所述三维轮廓包括所述环形表面的多个点的高度；

○向所述定位致动器发送命令，以将所述工具(23，25)朝向布置在支撑平面(2)上的所述轮胎平移以便搁置在测量表面(M)上，并且通过所述工具(23，25)推压所述测量表面(M)以便在所述测量表面(M)上朝向支撑平面(2)施加所述工具按压力(F)，所述测量表面是所述环形表面(31)的一部分；

○向所述旋转装置发送命令，以使所述轮胎(3)相对于所述工具(23，25)相对旋转，使得所述工具与不同的测量表面相继接触，并且沿着轮胎(3)围绕所述旋转轴线的至少一个完整旋转保持由所述工具施加在所述测量表面上的工具按压力(F)基本恒定，所述不同的测量表面是环形表面(31)的一部分；

○沿着所述完整旋转测量所述轮胎(3)和所述工具(23，25)之间的多个相对角位置处的所述测量表面(M)的高度；和

○比较在所述轮胎和所述工具之间的多个相对角位置处的所述测量表面(M)的所述高度与在相同的角位置处的所述环形表面的所述三维轮廓的多个点的所述高度。

15.根据权利要求14所述的设备(1)，其中，所述变形系统包括推力辊(25)。

16.根据权利要求15所述的设备(1)，其中，所述推力辊(25)安装成能够绕其自身轴线(24)自由旋转。

17.根据权利要求14至16中的一项或多项所述的用于检查轮胎的设备(1)，其包括推力致动器，所述推力致动器可操作地与工具相联并且构造成将工具推靠在自由侧向部分(10b)上，所述推力致动器包括电动马达。

18.根据权利要求14至17中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述环形表面是所述轮胎的所述自由侧向部分的外表面的一部分。

19.根据权利要求14至18中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述测量表面(M)布置在轮胎(3)的自由侧向部分(10b)的外表面(32)处。

20.根据权利要求19所述的设备(1)，其中，所述测量表面(M)布置在轮胎的自由侧向部分(19b)的在施加所述力(F)之前布置在相对于支撑平面(2)的更大高度处的区域处。

21.根据权利要求14至20中的一项或多项所述的设备，其包括存储器，所述存储器适于存储所述三维轮廓，并且适于能够被访问以访问所述三维轮廓。