CN110268243B - 用于检查轮胎的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于检查轮胎的方法，包括：数据库，所述数据库将轮胎模型与其三维轮廓和压缩力相关联，其中构建数据库包括对于每种轮胎模型：i.在搁置平面上提供所述轮胎模型，其中轮胎以一侧搁置，ii.推动轮胎的相对侧至预定的高度，iii.针对轮胎的至少完整旋转针对轮胎表面上的多个点重复测量，iv.测量施加在每个点上的力，v.基于所述力计算统计值，vi.使得所述统计值与所述数据库中的轮胎模型的所述三维轮廓相关联，在检查轮胎期间：将所述压缩力施加于轮胎的外表面，以便检测其可能缺陷，所述压缩力等于如从所述数据库获得的根据对应于所述待检轮胎的所述型号的基于所述力的所述统计值。

Description

用于检查轮胎的方法

技术领域

本发明涉及一种用于检查轮胎的方法，例如在轮胎生产线中检查轮胎的方法，特别是用于检查在靠近轮胎的壁处的缺陷的可能存在的方法。

背景技术

轮胎的生产周期规定在一个或多个构造线中制造和/或组装正在处理的轮胎的各种部件，然后使生轮胎经受模制和硫化处理，所述模制和硫化处理适于根据所需几何形状和胎面花纹限定轮胎的结构。

当模制和硫化时，轮胎由环形结构限定，所述环形结构围绕旋转轴线卷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，环形结构包括在轮胎的径向外侧区域中基本垂直于轴向中面布置的胎冠部分、在轴向中面的相对侧上分别布置在轮胎的径向内侧区域中的两个锚固部分、和两个侧部分，所述两个侧部分分别在轴向中面的相对侧上在锚固部分中的一个和胎冠部分之间延伸。

术语“轴向中面”意指垂直于旋转轴线的平面，其到轮胎自身的轴向外侧部分的距离相等。

术语轮胎的“胎冠部分”意指轮胎的一部分，所述部分在轮胎的径向外侧区域中基本垂直于轴向中面布置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侧的部分。

术语轮胎的“锚固部分”，通常也被定义为“胎圈”，其意指轮胎的径向内侧区域，所述径向内侧区域分别布置在轴向中面的相对侧上且构造成与轮胎的安装轮辋接合。

术语轮胎的“侧部分”意指轮胎的分别在轴向中面的轴向相对侧上在每个锚固部分和胎冠部分之间延伸的部分，所述部分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侧位置的部分。

术语轮胎的“搁置侧部分”和“自由侧部分”分别意指搁置在搁置平面上的侧部分和布置在距搁置平面一定高度处的相对侧部分。

术语轮胎的“外表面”或“内表面”分别意指在轮胎与其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”意指具体经受检查的表面，所述表面相对于所述外表面具有小尺寸。

术语轮胎表面的或轮胎的“三维轮廓”或“轮廓”意指轮胎表面的至少部分的周边，优选地轮胎外表面和轮胎内表面中的至少一个的至少部分的周边。更具体地，术语“轮廓”意指三维物体的周边、形状，通过穿过视野中心并与物体表面相切的线在投影平面上进行描绘。因此，轮胎的轮廓包括坐标系中的一组点，所述一组点指示在轮胎自身的空间中的位置，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。

术语轮胎的“型号”意指区分轮胎的几何特征的集合，换句话说，例如，截面宽度、侧壁高度、配合直径和/或外径。

因此，术语“轮胎模型”意指具有由其所属的型号定义的几何特征的集合的轮胎。

术语轮胎的“类型”意指结构特征(例如单帘布层或双帘布层结构、径向或带有交叉胎体帘布层、具有或不具有带束结构、带束结构的类型(交叉带束、零度、交叉带束和零度)、胎面带类型(具有一层或多层)等)和技术特征(例如各种结构部件的复合物、构成织物或金属增强帘线的材料、增强帘线的形成的类型等)的集合。

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。这种人工目视检查之一旨在丢弃其中侧部分具有低刚度的轮胎，即，旨在识别所谓的“弱侧壁”缺陷，术语侧壁意味着成品轮胎的侧部分。

US2006/0272408描述了用于测量轮胎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第一和第二平面上的力。

同一申请人名下的WO2015/079370描述了一种用于检查轮胎的设备，所述设备包括搁置平面，所述搁置平面构造成接收轮胎，其中，轴向中面平行于搁置平面，所述搁置平面限定了搁置侧部分和相对于搁置平面布置在一定高度处的自由侧部分。推动元件构造成将朝向搁置平面的力施加到自由侧部分的测量表面。定位致动器可操作地与推动元件相联并且构造成使推动元件以垂直于轮胎的旋转轴线的至少一个运动分量移动。所述设备还包括用于改变测量表面的角位置的装置。检查单元被编程为在测量表面的每个位置处检测作为沿着测量表面围绕旋转轴线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输出数据的第一值并在测量表面的每个位置处检测输出数据的第二值。输出数据的第二值对应于输入数据的第二值，所述第二值沿着测量表面的至少一个完整旋转保持基本恒定。检查单元包括被编程为计算在测量表面的每个位置处输出数据的第二值与输出数据的第一值之间的差的模块。

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实施检查的操作员的经验并具有很大的主观性，同时插入更准确的人工检查以改善最终产品的质量可能会过度增加轮胎的生产时间。

本申请人已经观察到，在US2006/0272408中所示类型的对轮胎使用自动检查可以改善检查本身的客观性，但是由于存在大量起作用的因素，可能无法确保检查过程的测量精度和可重复性。

WO2015/079370描述了用于检测“弱侧壁”缺陷的设备和方法，其规定根据相对于待执行的检查不发生改变的方式将待检轮胎布置在搁置平面上并且利用不同大小的力作用于自由侧部分上相等或不同的时间段。通过这种方式，可以减少导致检查及其良好结果的不确定可重复性的一些因素。

发明内容

为了提高检查的可靠性和可重复性，本申请人已经提出了设计用于检测“弱侧壁”缺陷的方法的问题，所述方法不需要用于将压力施加在待检轮胎的侧壁上的元件的复杂设置、构造和定位程序。

本申请人已经发现，通过在数据库中针对轮胎的每种型号的以绝对方式而非相对于例如搁置平面的检查设备的其它元件的相对方式提供在其上实施检查的自由侧部分的位置，以及提供总是取决于轮胎的型号的待施加的力的模数值，可以减少能够导致检查的不确定可重复性及其不可靠结果的所有因素，从而将因施加不正确的力而导致不正确检查的风险降至最低。

本申请人还已经发现，通过以下内容：将轮胎设置在搁置平面上；实现数据库，所述数据库对于轮胎的每种型号包括在其上实施表面本身的变形的表面的三维轮廓；以及提供实施所述变形所用的力的值(通过在轮胎的“绝对”高度处施加变形计算所述力的值)导致在通过施加所述力查验待检轮胎时获得可靠且可重复的检查，其中根据轮胎本身的特性校准变形。

更确切地说，根据一方面，本发明涉及一种用于检查多种不同型号的轮胎的方法。

优选地，可以预见提供数据库，在所述数据库中，所述多种不同型号的轮胎的每种型号均与轮胎模型的三维轮廓和压缩力相关联，所述三维轮廓包括自由侧部分的外表面的多个点相对于所述轮胎的搁置平面的高度，所述搁置平面限定搁置侧部分和所述自由侧部分。

优选地，所述提供数据库的动作包括将所述轮胎模型布置在所述搁置平面上，所述轮胎模型具有旋转轴线。

优选地，所述提供数据库的动作包括通过至少一个装置将所述轮胎模型的测量表面推动直到预定的装置高度，相对于如存在于所述三维轮廓中的未变形的所述测量表面的高度的值函数计算所述装置高度，所述测量表面属于所述自由侧部分的所述外表面。

优选地，所述提供数据库的动作包括使得所述轮胎模型相对于所述至少一个装置相对旋转，以便沿着所述轮胎模型围绕所述旋转轴线的至少一个完整相对旋转推动成角度地间隔的不同的多个测量表面。

优选地，所述提供数据库的动作包括在所述轮胎模型的多个相对角位置处测量施加在所述多个测量表面上的力。

优选地，所述提供数据库的动作包括基于所述力计算统计值。

优选地，所述提供数据库的动作包括使得基于所述力的所述统计值与所述数据库中的轮胎模型的所述三维轮廓相关联。

优选地，所述提供数据库的动作针对所述多种不同型号的所有轮胎模型重复先前动作。

优选地，可以预见将压缩力施加到对应于给定型号的待检轮胎的外表面，以检查所述待检轮胎的可能缺陷，所述压缩力等于如从所述数据库获得的根据对应于所述待检轮胎的所述型号的基于所述力的所述统计值。

本申请人认为，由于不同的因素，根据本发明的方法解决了所概述的问题。的确，根据本发明，创建了数据库，在所述数据库中轮胎的每种型号都与两种值相关联。第一种值是轮胎的三维轮廓的值，特别是其至少一个外表面的三维轮廓的值。例如，这种三维轮廓包括其外表面的一部分的多个点的坐标。三维轮廓使得可以选择“绝对”坐标系，即，可以确定在所述方法的后续步骤中被压缩且变形的轮胎表面处于什么点，而不相对参考检查设备的元件。三维轮廓使得可以独立于轮胎外部的元件了解轮胎的空间位置。因此，总是相对于表征参考“零高度”的轮胎轮廓给出必须按压轮胎的设备的参考。此外，数据库中的第二种值是统计值，即，基于将所述轮胎或其外表面的一部分带至一定高度所需的力的测量值。该高度基于轮胎的三维轮廓的点的高度值预先确定并且建立。

因此，使轮胎变形以使其达到这样的高度。通过作用于轮胎模型的外表面的一部分(称为测量表面)进行变形，所述外表面的包括这种表面的点的“绝对”高度的三维轮廓存在于数据库中。

通过将轮胎带至所述“绝对”高度，因其取决于三维轮廓的值，所以测量在轮胎相对于所述至少一个装置相对旋转期间保持所述高度所需的力。高度可以沿着轮胎绕其旋转轴线的旋转基本上保持恒定或变化。旋转被称为“相对”，这是因为它可以是：轮胎绕其旋转轴线的实际旋转，其中所述至少一个装置基本静止；以及用于使轮胎外表面变形并且将其带至所需的所述高度的所述至少一个装置的旋转，同时轮胎静止，也就是说，所述轮胎不绕其旋转轴线旋转。

测量表面在旋转期间改变并且基本上优选地形成围绕轮胎的旋转轴线定中心的环形表面。

通过使轮胎的一部分达到装置高度来使轮胎变形的装置可以是机械装置，例如工具，或其它类型的非接触装置，例如使用压缩空气。

因此，不需要变形之前的调查步骤来确定轮胎的空间位置，例如轮胎相对于搁置平面的空间位置。轮胎的位置以及因此测量表面的位置由于其已知的三维轮廓而总是已知的。

由例如在每个给定时间段或每个角度旋转间隔进行的多次测量中获得的该测量的力计算得到的统计值，所述统计值考虑所进行的测量。然后将该得到的统计值保存在数据库中。

因此，通过针对属于特定多种型号的轮胎的每种型号获得上述两种值(即，三维轮廓和统计力值)来创建数据库。该对值与多种型号的轮胎的每种型号相关联。

可以预见对于轮胎的每种型号获得不同的统计力值，这是因为轮胎(取决于型号)并不都提供相同的变形阻力并且因此不能以相同的方式变形。例如，使轮胎过度变形会对其造成永久性损坏和/或使得不可能准确地确定缺陷的可能存在。太“小”的变形可能无法检测到小缺陷。因此，有利地可以预见创建数据库，在所述数据库中轮胎的每种型号均与要施加在测量表面上的力相关联，以便优化根据用于检测可能缺陷的本发明的方法执行的测量。

因此，给定待检轮胎，通过对其施加从上述数据库获得的力(即，施加的力等于统计值)来检测缺陷，例如弱侧壁。因此，对于每个待检轮胎，施加的力皆取决于待检轮胎所属的轮胎本身的型号。

本申请人认为，通过使用上述解决方案，用于检查轮胎的方法使得可以制造用于在任何生产装备中制造/生产的轮胎的自动检查系统，同时满足上述要求，特别是关于检查的准确性、与制造/生产周期时间的兼容性以及关于就轮胎的每种型号的整个检查系统的灵活性和特异性的上述要求，所述生产装备包括以工业规模生产大量型号的轮胎，甚至是彼此非常不同的轮胎。

本发明在前述方面中可以具有以下优选特征中的至少一个。

优选地，可以预见推动所述轮胎模型的所述测量表面的动作包括：

·使得所述装置朝向布置在搁置平面上的所述轮胎模型平移，以便搁置在测量表面上。

优选地，可以预见推动所述轮胎模型的所述测量表面的动作包括：

·通过所述装置将所述测量表面推动直到预定的装置高度，相对于如存在于所述三维轮廓中的未变形的所述测量表面的高度的值函数计算获得所述装置高度。

优选地通过装置进行轮胎模型的外表面的部分上的推动。更优选地，这种装置可以朝向或远离轮胎的外表面，例如沿着竖直轴线。所述装置可有利地包括推辊，所述推辊适于绕轴线旋转，同时其在轮胎的外表面上滑动。

优选地，可以预见沿着所述轮胎模型相对于所述装置围绕所述旋转轴线的至少一个完整相对旋转保持所述装置高度基本恒定。

在希望在所述相对旋转期间将轮胎模型的自由侧部分的表面的一部分带至恒定高度的情况下，如由轮廓给出的轮胎模型的至少一个点的高度(优选为多个点的高度)首先通过例如在适当的存储器中处理所保存的轮廓来确定。在从轮胎模型的三维轮廓获取该高度或这些高度并且确定在其上执行哪个操作以确定装置高度后，使测量表面变形以将其带向搁置平面直到达到这样的值，即，搁置平面和轮胎模型的变形表面之间的距离，所述距离在整个旋转期间保持基本恒定。

替代地，轮胎模型被带至的高度可以取决于多个高度，即，例如考虑三维轮廓的1到n的多个点，计算其统计量(平均值、中值等)并从这样的统计量中减去常数值。

在两种情况中，在工具实施这种变形的情况下，在装置和轮胎之间360°的相对旋转期间，使轮胎表面变形的装置沿着竖直轴线的位置基本保持不变。

优选地，可以预见确定所述轮胎模型的所述测量表面的所述三维轮廓的多个点相对于所述搁置平面的平均高度。

优选地，可以预见将所述测量表面推动直到预定的装置高度，相对于所述轮胎模型的所述测量表面的所述平均高度计算所述装置高度。

在优选示例中，轮胎模型被带至的高度(优选地在轮胎的整个相对旋转期间保持该高度)是属于测量表面的多个点的平均高度的函数。可以以各种方式从轮胎模型的三维轮廓计算得的这种平均高度获得装置高度。

在该优选示例中，没有在形成三维轮廓的点的高度与希望将轮胎模型的测量表面带至的高度之间做出确切的差，但是首先平均可以从形成轮胎轮廓的多个点获得的确切高度，以找到整个环形表面的单个平均高度，从中减去希望将测量表面带至的值。通过限制必要的计算和检查能力可以获得良好的准确性。

优选地，可以预见在多个成角度地间隔的点中计算所述装置高度；对于每个点，所述装置高度都等于预定恒定值与如存在于每种轮胎模型的所述三维轮廓中的所述点的高度之间的差。

对于每个点而言装置高度取决于如从三维轮廓获得的相同点中的未变形表面的高度。因此，在时间t的每个时刻，装置高度可以不同，即，时间t和时间t+1处的装置高度可以不同。在该优选示例中，由于使用装置实施压缩，装置沿着竖直轴线的位置可以在轮胎和装置之间的相对旋转期间改变。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·将所述待检轮胎布置在所述搁置平面上，所述轮胎具有垂直于所述搁置平面的旋转轴线(X)，所述搁置平面限定所述待检轮胎的搁置侧部分和自由侧部分。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·确定所述待检轮胎的型号。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·从所述数据库恢复与确定的所述待检轮胎的所述型号相关联的所述三维轮廓和所述力的所述统计值。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·推动所述待检轮胎的测量表面，以便在所述测量表面上朝向所述搁置平面施加装置压缩力，所述装置压缩力等于所述统计值。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·使得所述待检轮胎相对于所述装置相对旋转，以便沿着围绕所述旋转轴线的至少一个完整旋转推动成角度地间隔的多个不同的测量表面，并且保持所述测量表面上的装置压缩力基本恒定。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·在所述推动的动作期间沿着所述完整旋转在所述待检轮胎的多个相对角位置处测量所述测量表面的高度。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·比较在所述待检轮胎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角位置处所述待检轮胎的所述三维轮廓的多个点的高度。

优选地，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面的动作包括：

·基于所述比较确定所述待检轮胎是否具有缺陷。

一旦已经确定并提供轮胎模型的数据库，因此就可以检测对应于数据库的不同轮胎模型的待检轮胎上的可能缺陷，例如弱侧壁。

一旦待检轮胎已经定位在搁置平面上，首先确定其对应的型号。通过确定型号，从数据库获取三维轮廓的对应值和与力相关联的统计值的对应值，上述值均取决于待检轮胎所对应的型号。然后将这样的统计值应用于待检轮胎的测量表面，以使其变形。

类似于在轮胎模型中，测量表面是待检轮胎的自由部分的外表面的一部分。

对于待检轮胎的完整旋转，称为装置力的该统计值基本上恒定。同样在这种情况下，旋转相对于装置是相对的，即，它可以是旋转的待检轮胎或者施加装置力的装置。

由于力引起的压缩，因此测量表面移动到测量的高度。这个高度的值在与三维轮廓的值相比较时识别是否存在缺陷，例如弱侧壁缺陷。

优选地，所述推动所述待检轮胎的测量表面的动作包括：

·使得所述装置朝向所述待检轮胎平移，以便搁置在测量表面上，所述待检轮胎布置在所述搁置平面上。

优选地，所述推动所述待检轮胎的测量表面的动作包括：

·通过所述装置推动所述测量表面，以便在所述测量表面上朝向所述搁置平面施加装置压缩力，所述装置压缩力等于所述统计值。

类似于在轮胎模型的情况中(其中测量表面通过装置被带至一定高度)，在这种情况下，力被施加到待检轮胎的测量表面。有利地，在待检轮胎和轮胎模型的情况下，所述装置是相同的。

优选地，计算所述统计值的动作包括计算在多个相对角位置处在所述多个测量表面上测量的所述力的平均值或中值。

统计值例如可以是例如以规则间隔、时间间隔或空间间隔(角度)测量的多个力值的平均值或中值。

优选地，提供所述数据库的动作包括对于所述多种不同型号的每种轮胎模型检测所述环形轮胎模型的表面(其中心在所述轮胎的所述旋转轴线(X)中)的至少一个三维轮廓，所述测量表面是环形的所述表面的部分。

由于轮胎模型在相对于装置围绕其旋转轴线完整旋转360°期间变形，因此如果组合的话，变形的测量表面形成围绕轮胎的旋转轴线的环形表面。

因此，优选地，保存在轮胎模型的数据库中的三维轮廓包括至少一个这样的表面。

然而，可以检测整个轮胎模型的三维轮廓而不仅仅是其一部分，例如可以检测其整个内表面和/或整个外表面的轮廓。

在该环形表面上，并且详细地在其称为测量表面的一部分中，实施变形。当装置进行变形时，轮胎和装置设定为相对旋转，使得装置在每个时间t时使不同的测量表面变形，所述不同的测量表面继续是环形表面的部分且相对于装置在时间t-1时进行接触的表面成角度地移位。当整个环形表面已经由装置经过(即，已经进行360°的相对旋转)并且变形时，这种变形结束。

优选地，轮胎模型和装置之间的相对角旋转速度基本恒定。

优选地，通过所述装置将所述轮胎模型的所述测量表面推动直到所述装置高度的动作包括通过所述装置将所述测量表面推动直到介于约5mm和约30mm之间的装置高度。更优选地，所述装置高度介于约5mm和约15mm之间。

通过实验室测试，本申请人已经证实，如果在该要求保护的范围内，轮胎模型的测量表面被带至的高度将导致自由侧部分发生大幅位移，但总是处于弹性场中，以便在例如刚性方面评估其响应。

优选地，基于所述力的所述统计值介于约10N和约150N之间。

优选地，所述在所述推动的动作期间沿着所述完整旋转在所述待检轮胎的多个相对角位置处测量所述测量表面的高度的动作包括：

·确定测量的所述高度相对于测量的所述高度的平均值的变化；

·如果所述变化都不大于预定阈值，则发送错误信号。

有利地，可以预见反馈控制，以便确定施加到待检轮胎的力是否“正确”。正确意味着它适用于待检轮胎的型号的类型。实际上，施加的力可适用于轮胎的一种型号而不适用于另一种型号。为了进行该操作，待检轮胎的测量表面被带至的高度的测量值不仅作为值进行监测，而且还作为随时间的进展进行监测。如果这样的测量结果与平均值“略微”不同，即，测量结果基本上是“平坦的”并且没有大的波动，则这意味着存在误差，例如施加到待检轮胎的力太低或者它太高了。

因此可以例如进行校正测量。

波动阈值例如等于约±2N。

优选地，所述发送错误信号的动作包括：

·改变所述统计值。

“平坦的”轮廓意指不适合待检轮胎的特性的力。因此，改变统计值，例如通过执行上述本发明的方面的步骤来重新计算统计值。

优选地，比较在多个相对角位置处的所述待检轮胎的所述测量表面的所述高度与在相同角位置处所述三维轮廓的多个点的高度的动作包括每0.1弧度地比较所述测量表面的所述高度和所述三维轮廓的点的对应高度。

当以恒定力压缩待检轮胎的测量表面时，优选地连续测量其被带至的高度，换句话说，对于轮胎的0.1弧度的每个位移(例如轮胎和装置之间的相对位移)进行测量，以便具有足够精确的采样来评估弱侧壁缺陷。因此，对于测量的每个点，比较测量的高度和三维轮廓的对应点(即，在相同角度处的点)的高度。

优选地，在所述轮胎模型中测量所述力的动作包括每0.1弧度地测量所述力。

优选地，可以预见计算在所述轮胎的每个相对角位置处的所述测量表面的所述高度与所述三维轮廓的多个点的所述高度之间的多个差。

优选地，可以预见如果所述差中的至少一个在值的预定范围之外，则将所述待检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高度与三维轮廓中的相同点的高度之间的差大于某个值，则据推断存在所寻求的缺陷，因此可以丢弃轮胎。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从以下参考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显而易见，其中：

·图1是根据本发明的设备的示意性透视图；

·图2是处于不同操作状态的图1的设备的示意性侧剖视图；

·图3是如布置在根据本发明的设备中的轮胎的示意性剖视图；

·图4是在本发明的方法的步骤的第一优选示例期间的轮胎的示意性剖视图；

·图5是在本发明的方法的步骤的第二优选示例期间的轮胎的示意剖视图；

·图6是从在本发明的方法的步骤中的轮胎上方观察的示意图；和

图7是在本发明的方法的另外步骤中的图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表示搁置平面，优选地水平的，所述搁置平面构造成接收轮胎3，所述轮胎布置成轴向中面4(仅在图2中表示)基本上平行于搁置平面。

具有旋转轴线X的轮胎3(具体参见图2和图3)在轮胎的径向外侧区域中包括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的部分以及相对于胎面带6布置在径向内侧的胎体结构8的部分。

轮胎3属于多种型号中的特定型号。轮胎3所属的型号是在本领域中已知的(例如商业化的)或是测试轮胎。轮胎3可以属于的型号的数量很多。

轮胎3还包括两个锚固部分9，所述两个锚固部分径向向内并且分别布置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还包括两个侧部分10a、10b，所述两个侧部分分别在轴向中面的轴向相对侧上在锚固部分9中的每一个和胎冠部分5之间的延伸。每个侧部分均对应于侧壁11和相对于侧壁11布置在轴向内侧位置的胎体12的部分。

当轮胎3搁置在搁置平面2上时，轮胎的两个侧部分中的一个与上述搁置平面2直接接触，从而限定了搁置侧部分10a。轮胎的两个侧部分中的另一个相对于搁置平面布置在一定高度处，从而限定了自由侧部分10b。

搁置平面2布置在框架13内部，所述框架在图1中示意性示出且部分可见，相对于所述框架，所述搁置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还包括用于使得搁置平面2相对于框架13旋转的装置(未示出)。

用于检查轮胎的设备1除了框架13和搁置平面2之外还包括装置，例如推动元件23，其适于搁置于轮胎3的一部分并且推动、变形轮胎的所述部分且特别是用于搁置于自由侧部分10b的一部分并且使其变形。

优选地，推动元件23包括辊25，所述辊布置成具有优选水平的旋转轴线24，并且在使用中，所述旋转轴线基本上根据搁置在搁置平面2上的轮胎的径向方向定向(参见例如图2中所示的构造)。

例如包括推动致动器的推动元件23构造成沿推动方向推靠在自由侧部分10b上，以利用待确定的力F在轮胎的自由部分上施加变形。优选地，推动方向包括沿竖直轴线，例如平行于轴线Z的分量，如图2所示。这样的轴线在同一图中用26表示，随后称为“接近方向”。

设备1还包括检查单元180(仅在图1中可见)，轮胎3的至少一部分的三维轮廓被保存在所述检测单元中，例如保存在不可见的合适存储器中。参照图6和7，这样的部分包括轮胎1的表面的一部分，优选地包括其外表面的一部分，优选地至少一个环形表面31，所述环形表面基本上具有环面截面的形状，在下文更好地描述。

更具体地，检查单元180优选地包括存储器中的数据库，在所述数据库中轮胎3可以属于的每种型号与下文描述的统计值和上述的三维轮廓相关联。例如，每种三维轮廓均可以保存在文件中。

例如可以通过表格形式构造数据库

型号	统计值	三维轮廓
			型号1	力1	文件1
型号2	力2	文件3
			……	……	……
型号N	力N	文件N

如图6的示意图所示，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外周边缘。推动元件23，特别是辊25适于在自由侧部分10b处与外表面32的一部分接触。此外，由于优选地在检查期间使得轮胎相对于推动元件23旋转，如下文详述，因此自由侧部分10b的外表面的环形表面与辊25接触。

因此，为了使得辊25在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，检查单元180还适于控制推动元件23朝向以及远离轮胎3，并且适于调整推动元件沿竖直轴线Z平移的高度，以便将推动元件所抵靠的轮胎3表面带至相同高度。轮胎表面被带至的高度除其它方面外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，在所述数据库中轮胎的每种类型和/或型号均与轮胎表面被带至的装置高度值相关联。

保存在存在于检查单元180的存储器中的数据库中的三维轮廓包括例如如图7那样的多个截面，其可以由连续线或多个离散点(所述点例如用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的三维轮廓存在于检查单元180的存储器中。

在检查单元的存储器中(数据库存在于同一储存器中)或在不同的存储器中(其可以与数据库相关联，也可以不与数据库相关联)还保存一个或多个函数，这些函数使得表面将被带至的装置高度与三维轮廓的每个高度相关联。换句话说，对于根据上述数据库的轮胎的每种型号，对于装置可以抵接的轮胎表面的每个点i，存在以下关系：

第i点的装置高度＝f(根据轮廓的第i点的高度)

其中第i点的装置高度是具有第i点的表面通过装置平移抵达的高度。

例如，这种关系可以是：

第i点的装置高度＝(根据轮廓的第i点的高度)-D

其中D是常数。

应该观察到，如果作为参考的零位于搁置平面的水平高度处，则符号“-”是正确的，即，至少在变形的自由表面10b下方。在相反的情况下，如果零作为位于自由表面10b上方的参考，则将存在：

第i点的装置高度＝(根据轮廓的第i点的高度)+D

例如，在图5中表示这样的函数，其中对于每个点i，从三维轮廓中已知高度Qi，并且从中减去常数值D(对于每个第i点而言均相等)，从其获得将第i点带至的装置高度值。因此，点与点之间的该装置高度值可以不同。

替代地，如图4所示，对于通过装置变形的轮胎变形表面的每个第i点，其被带至的高度是恒定的，并且由下式给出：

装置高度＝平均高度-D

其中

平均高度＝根据三维轮廓计算待变形表面的各个第i点的平均高度

并且D是常数。

对于每个第i点，这样的装置高度值是相等的。

同样在这种情况下，上文概述关于符号“-”的正确性的先前考虑是有效的。

因此，装置高度值提供成与所述多种型号的轮胎的每种型号相关联。

在使用中，为了构造如保存在单元180中的数据库，提供N个轮胎模型，其数量等于希望针对其检测缺陷的型号的数量。对于N中的每种轮胎模型，执行以下步骤。

预见的型号被插入数据库的存储器中，例如具有数量N。对于每个型号而言，插入三维轮廓，即，例如包含其自由外表面的一部分的至少多个点的高度的文件。可以预先或在构造数据库的同一时刻获得三维轮廓。

一旦将该数据插入数据库中，就引入最后一条数据，即，统计值。为了获得这样的数据，执行以下操作。

为了简单起见用附图标记3表示的N个轮胎模型中的第一个布置在搁置平面2上，其轴向中面基本平行于搁置平面本身，以便限定搁置侧部分10a和自由侧部分10b。

由于已知如保存在数据库中的轮胎3模型的三维轮廓，因此其空间位置以及因此其相对于搁置平面2的位置是已知的。

为了将朝向搁置平面2的变形施加到自由侧部分10b的测量表面(环形表面31的部分)，推动元件23相对于自由侧部分10b竖向定位在测量表面上方。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中得知该位置。此后，启动到自由侧部分10b的接近行程，将推动元件23带向轮胎3。最后，启动将推动元件23抵靠自由侧部分10b的推动行程。

更详细地，所施加的变形具有平行于轮胎的旋转轴线X的至少一个运动分量。

装置23的运动可以例如通过朝向轮胎的第一径向平移和沿轴线26的第二平移进行。

基于被测轮胎的尺寸执行装置23的初始径向平移直到推动元件23相对于自由侧部分10b竖向定位在所选测量表面上方。换句话说，执行平移直到达到对应于期望测量表面的径向位置。测量表面例如布置在轮胎的自由侧部分10b的这样的区域处，所述区域在施加变形之前相对于搁置平面2布置在更高的高度处。优选地，测量表面布置在轮胎的自由侧部分10b的轴向外侧区域处。

一旦已经达到所需的径向位置，便通过接近致动器启动到自由侧部分10b的接近行程，从而将推动元件23沿着接近方向26带向轮胎3。

当到达轮胎3的外表面32时，接近行程被阻挡，所述外表面的高度是已知的，这是因为轮胎的三维轮廓是已知的。

该位置允许推动元件23与自由侧部分10b接触。因此，推动致动器平移，以便使得装置所抵靠的表面取得所需的装置高度。如上所述，通过从存在于检查单元180中的数据库或从另一位置恢复这样的值来确定装置高度值。高度值取决于已经搁置在搁置平面2上的轮胎的型号以及所选择的函数类型，所述所选择的函数类型使得装置高度值与未变形表面的高度的三维轮廓的值相关联。然而，可以预见人工插入装置高度值或修改高度的预设值。测量表面M对应于与推动元件23接触的自由侧部分10b的表面。

可能地，轮胎可以偏转或安装在其自有的安装轮辋上并且在将所述测量表面M推到装置高度的动作之前被充气。

在保持推动元件23和待检轮胎的自由侧部分10b之间接触的同时使得搁置平面2绕轮胎3的旋转轴线X旋转。推动元件23保持其位置，并且辊25在自由侧部分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，辊25与多个测量表面M(环形表面31的所有部分)接触。因此限定了彼此成角度地间隔的多个测量表面M，如图6所例示，其中每个测量表面用矩形表示。

根据可行实施例，根据图4的示例，在检查轮胎的不同步骤中，装置高度保持基本恒定。替代地，如图5中所示，这种装置高度在轮胎3旋转期间改变并且只有变形D是恒定的。在任何情况下，在应用以将测量表面M带至装置高度的变形期间，在不同的测量表面M上的由辊占据的每个位置处检测由装置施加在测量表面M上以使其达到这样高度的力F。

然后在旋转期间逐点测量使测量表面M达到期望的装置高度所需的力F值。例如通过存在于同一装置23中的传感器进行测量。例如，可以使用线性马达，其输出允许上述测量结果。

优选地，保存沿着轮胎的整个旋转的力F的值，例如至少每0.1弧度地检测所述值。随后处理因此保存并且确保轮胎的表面部分可以达到预定的装置高度所需的力F值，以便获得所保存的力F值的统计值函数。

为了获得统计值，优选地使用所有力F值，但是如果例如错误地或在非最佳条件下检测到某些数据，则可能丢弃这些数据。例如，计算各个力F值的平均值。

因此，除了在其上进行测量的轮胎的型号之外，力F值的平均值被保存在数据库中。对于轮胎的所有型号重复上面给出的程序，即，计算力的统计值，以便完成数据库。

一旦已经如上所述在检查单元180中完成了数据库，就可以检查属于预见的N个型号之一的任何轮胎以检测其缺陷的存在。为此目的，待检轮胎定位在搁置平面2上。

首先确定待检轮胎的型号。所述型号可以例如通过存在于轮胎中的贴纸(通过在其上的书写)或通过执行的对轮胎的一些参数的测量来确定。

在型号为已知的情况下，询问数据库，并从中检测力的统计值和三维轮廓。

以就涉及轮胎模型已经在上文描述的相似的方式将推辊23带向待检轮胎的自由表面。然而，待检轮胎不是变形成使其一部分达到预定的恒定高度。待检轮胎的表面变形成在其上施加这样的压缩力，所述压缩力的值等于针对轮胎的该型号保存在数据库中的统计值。

详细地，推辊23搁置在待检轮胎的外表面的一部分上，所述部分优选地是环形的。精确的变形区域称为测量表面。然后将轮胎和装置设定为相对旋转，使得装置23在每个t处使得不同的测量表面变形，所述不同的测量表面继续是环形表面的部分并且相对于装置在时间t-1时与其接触的测量表面成角度地移位。当整个环形表面已经由装置经过(即，已经进行了至少360°的旋转)并且变形时，该变形结束。

优选地，轮胎和装置之间的相对角旋转速度基本恒定。优选地，轮胎的圆周速度基本恒定并且优选地取决于所检查的轮胎的外径。

由装置23使得轮胎表面弹性变形会导致进行变形的点的高度发生变化。由于装置具有有限的尺寸，因此不是单个点的高度方式改变，而是轮胎表面的高度发生改变。轮胎表面通过变形被带至的高度是引起表面变形的力的函数。

优选地，其值等于保存在数据库中的统计值的施加的压缩力对于轮胎的整个旋转而言保持基本恒定。

在旋转期间，监测推辊23逐时刻搁置在其上的测量表面被带至的高度。

优选地在轮胎的360°的整个旋转期间测量该高度，以此方式获得多个高度值。

连续地(即获得高度的连续线)或间隔地(优选地是规则的，例如每0.1弧度，或者考虑到轮胎的基本恒定转速也以每0.2秒的等效方式)检测该高度。

检查高度值，由此确定轮胎上是否存在缺陷。实际上，如果针对测量表面的一个或多个点的高度值在丢弃阈值的预定范围(当施加压缩力时)之外，则认为轮胎因存在所谓的弱侧壁缺陷而有缺陷。

实际上，对于由装置变形的每个测量表面测量的多个力基本上对应于每个测量表面已经做出的对变形的反应。在恒定变形力的条件下，如果轮胎的不同点反应不同，则这表示响应于这种变形，轮胎部分的反应可能在点与点之间不同。然而，轮胎具有在每个时刻t变化的印记，因此不同的测量高度也是由于轮胎在其一部分与另一部分之间，即，一个测量表面和另一个测量表面之间的不同特性造成的。检查这些差异，例如考虑到可接受的“最小”高度，仍然可以突出轮胎的可能缺陷，如例如弱侧壁。

因此，所测量的高度与阈值或值的范围进行比较，并且如果至少一个测量高度处于这样的值的预定范围之外，则轮胎确实具有弱侧壁缺陷。因此，例如丢弃这种轮胎。

根据本发明，可选地提供反馈系统以监测错误情况，在所述错误情况中，无论出于何种原因，等于存在于数据库中的统计值的压缩力不正确或其读数已经导致错误并且因此不正确的力已经施加在轮胎上。施加不正确的力会导致读取高度中的异常。实际上，施加太高或太低的力导致检测到“平坦的”高度值，即，相对于给定值具有最小振荡。因此，高度的测量中不存在振荡(或存在非常小的振荡)表示力的施加出现错误，即，其大小出现错误。因此提供错误信号，例如视觉和/或声学错误信号，并且优选地改变压缩力的值，例如通过再次检查数据库或改变数据库来改变压缩力的值。

Claims (16)

1.一种用于检查多种不同型号的轮胎(3)的方法，所述方法包括：

-提供数据库，在所述数据库中，所述多种不同型号的轮胎的每种型号均与轮胎模型的三维轮廓和压缩力相关联，所述三维轮廓包括自由侧部分(10b)的外表面的多个点相对于所述轮胎模型的搁置平面(2)的高度，所述搁置平面限定搁置侧部分(10a)和所述自由侧部分(10b)，所述搁置侧部分(10a)搁置在所述搁置平面(2)上，所述自由侧部分(10b)与所述搁置侧部分(10a)相对并且布置在距所述搁置平面(2)一定高度处，所述提供数据库包括：

i.在所述搁置平面(2)上提供所述轮胎模型，所述轮胎模型具有旋转轴线(X)；

ii.通过至少一个装置(23)将所述轮胎(3)模型的测量表面(M)推动直到预定的装置高度(Q_装置)，相对于基于如存在于所述轮胎模型的所述三维轮廓中的未变形测量表面的所述高度的值计算所述装置高度，所述测量表面属于所述自由侧部分(10b)的所述外表面；

iii.使得所述轮胎模型相对于所述至少一个装置(23)相对旋转，以便沿着所述轮胎模型围绕所述旋转轴线(X)的至少一个完整相对旋转推动成角度地间隔的不同的多个测量表面(M)；

iv.在所述轮胎模型的多个相对角位置处测量施加在所述多个测量表面(M)上的力(F)；

v.基于所述力(F)计算统计值；

vi.使得基于所述力的所述统计值与所述数据库中的所述轮胎模型的所述三维轮廓相关联；

vii.对于所述多种不同型号的所有轮胎模型重复动作i.-vi.；

-将压缩力施加于对应于轮胎的给定型号的待检轮胎的外表面，以便检测所述待检轮胎的可能缺陷，所述压缩力等于如从所述数据库获得的根据所述待检轮胎所对应的所述型号的基于所述力(F)的所述统计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，推动所述轮胎(3)模型的所述测量表面包括：

·使得所述装置(23)朝向布置在所述搁置平面上的所述轮胎模型平移，以便搁置在所述测量表面(M)上；和

·通过所述装置(23)将所述测量表面(M)推动直到预定的装置高度(Q_装置)，相对于基于如存在于所述三维轮廓中的所述未变形测量表面的高度的值计算所述装置高度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其包括：

·沿着所述轮胎(3)模型相对于所述装置(23)围绕所述旋转轴线(X)的至少一个完整相对旋转保持所述装置高度(Q_装置)基本恒定。

4.根据权利要求1所述的方法，其包括：

·确定所述轮胎模型的所述测量表面(M)的所述三维轮廓的多个点相对于所述搁置平面(2)的平均高度(Q_平均)；和

·将所述测量表面推动直到相对于所述轮胎模型的所述测量表面的所述平均高度计算的预定的装置高度(Q_装置)。

5.根据权利要求1所述的方法，其包括：

·在多个成角度地间隔的点中计算所述装置高度(Q_装置)；对于每个点，所述装置高度均等于预定恒定值(D)与如存在于每种轮胎模型的所述三维轮廓中的所述点的高度之间的差。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述统计值应用于所述待检轮胎的外表面包括：

·在所述搁置平面上提供所述待检轮胎，所述待检轮胎具有垂直于所述搁置平面(2)的旋转轴线(X)，所述搁置平面限定了所述待检轮胎的搁置侧部分(10a)和自由侧部分(10b)；

·确定所述待检轮胎的型号；

·从所述数据库恢复与确定的所述待检轮胎的所述型号相关联的所述三维轮廓和所述力的所述统计值；

·推动所述待检轮胎的测量表面(M)，以便在所述测量表面上朝向所述搁置平面施加装置压缩力，所述装置压缩力等于所述统计值；

·使得所述待检轮胎(3)相对于所述装置(23)相对旋转，以便沿着围绕所述旋转轴线的至少一个完整旋转推动成角度地间隔的多个不同的测量表面(M)，并且保持所述测量表面上的装置压缩力基本恒定；

·在所述推动的动作期间沿着所述完整旋转在所述待检轮胎的多个相对角位置处测量所述测量表面的高度；

·比较在所述待检轮胎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角位置处的所述待检轮胎的所述三维轮廓的多个点的高度；和

·基于所述比较确定所述待检轮胎是否具有缺陷。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，推动所述待检轮胎的所述测量表面包括：

·使得所述装置(23)朝向布置在所述搁置平面上的所述待检轮胎平移，以便搁置在测量表面上；和

·通过所述装置推动所述测量表面(M)，以便在所述测量表面上朝向所述搁置平面(2)施加装置压缩力，所述装置压缩力等于所述统计值。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述统计值包括计算在多个相对角位置处的所述多个测量表面上测量的所述力的平均值或中值。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述数据库包括对于所述多种不同型号的每种轮胎(3)模型检测所述轮胎模型的表面的至少一个三维轮廓，所述表面以中心位于所述轮胎的所述旋转轴线(X)中的环形(31)成形，所述测量表面(M)是环形的所述表面的部分。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述装置(23)将所述轮胎模型的所述测量表面(M)推动直到所述装置高度包括通过所述装置(23)将所述测量表面推动直到介于5mm和30mm之间的装置高度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述力的所述统计值介于10N和150N之间。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在所述推动的动作期间沿着所述完整旋转在所述待检轮胎的多个相对角位置处测量所述测量表面的高度的动作包括：

·确定测量的所述高度相对于测量的所述高度的平均值的变化；

·如果所述变化都不大于预定阈值，则发送错误信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述发送错误信号的动作包括：

·改变应用的所述统计值。

14.根据权利要求6所述的方法，其中，比较在多个相对角位置处的所述待检轮胎的所述测量表面的所述高度与在所述相同角位置处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和所述三维轮廓的点的对应高度。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述轮胎模型中测量所述力的动作包括每0.1弧度地测量所述力。

16.根据权利要求6所述的方法，其包括：

·计算在所述待检轮胎(3)的每个相对角位置处的所述测量表面的所述高度与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在值的预定范围之外，则将所述待检轮胎分类为包括缺陷。

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