KR20120034063A

KR20120034063A - 타이어 프로파일 생성 기계 및 관련 방법

Info

Publication number: KR20120034063A
Application number: KR1020110100271A
Authority: KR
Inventors: 시니어 데이비드 폴링; 제임스 알 쉬벨리; 브라이언 디 미첼; 매튜 씨 블루바흐; 주니어 데이비드 엘 폴링; 리차드 델모로; 데이비드 크라우스
Original assignee: 애크런 스페셜 머시너리 인코포레이티드
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-04-09
Also published as: KR101872523B1; EP2436479B1; CN102441824A; US8231428B2; JP6012948B2; EP2436479A2; BRPI1106759B1; JP2012076459A; US20110034108A1; BRPI1106759A2; EP2436479A3

Abstract

그라인딩 조립체는 타이어와 관련된 프레임에 의해 지지되는 타이어와 접된다. 이 그라인딩 조립체는 적어도 하나의 섹션 및 이 적어도 하나의 섹션을 지지하는 축방향 위치설정 조립체를 포함한다. 축방향 위치설정 조립체는 적어도 하나의 섹션이 상기 타이어에 대해 축방향으로 위치 설정될 수 있게 한다. 상기 적어도 하나의 섹션은 그라인딩 헤드를 포함하고, 이 그라인딩 헤드는 이에 회전가능하게 지지되는 숫돌을 포함하고, 이 숫돌은 그의 축방향 끝에서 곡면형 쇼울더를 갖는다. 그라인딩 조립체는 타이어에 대하여 반경방향으로 이동하게 그라인딩 헤드를 지지하는 반경방향 위치설정 조립체를 더 포함한다.

Description

타이어 프로파일 생성 기계 및 관련 방법{TIRE PROFILE GENERATING MACHINE AND RELATED METHODS}

본 출원은 2006년 8월 22일자에 출원된 미국 특허 출원 제11/508,390호의 일부계속출원인 2007년 12월 20일자에 출원된 미국 출원 제12/004,813호의 일부계속출원 및 2004년 2월 27일자에 출원된 미국 가출원 제60/548,495호의 이익을 주장하는 2005년 2월 28일자에 출원된 국제 출원 PCT/US05/06377의 국내단계인 미국 특허 제7,381,114호로서, 이들 모두는 본 명세서에 참조로서 통합된다.

일반적으로, 본 발명은 타이어 프로파일 생성 기계에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기계에 장착된 타이어에 대하여 독립적으로 축방향 및 반경방향으로의 이동이 가능한 적어도 하나의 그라인딩 헤드를 갖는 그라인딩 조립체를 이용하는 기계에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 소정의 타이어 프로파일과 상응하기 위하여 프로파일 그라인딩을 수행하도록 적용되는 기계에 관한 것이다.

타이어 균일성 검사 장치에서, 타이어가 품질 관리 규격 내에서 작동하도록 구성되게 하기 위하여 타이어를 다양한 속도로 회전시켜서 테스트한다. 이러한 테스트 과정시, 상기 타이어가 회전되고 상기 타이어 균일성 검사 장치는 높은 정밀도로 타이어의 완전성, 형상, 및 표면 특성을 검사한다. 때로는 검사시에, 상기 타이어 균일성 검사 장치는 타이어의 이상(irregularity)을 발견한다. 상기 타이어의 완전성, 표면, 및 형상의 어떤 이상은 타이어의 적절한 부분에서 재료를 제거하여 교정될 수 있다.

상기 타이어에서 재료를 제거하기 위하여, 공지된 타이어 균일성 검사 장치는 타이어의 회전에 대해 회전하는 단일의 숫돌을 갖는 그라인더를 통상적으로 이용한다. 공지된 그라인더에서, 상기 숫돌은 원통형이며 상기 숫돌의 적용은 회전식으로 이루어진다. 상기 숫돌의 회전 속도 및 방향을 제어하는데 종종 모터 및 기어 박스 장치가 사용된다. 따라서, 상기 모터는 벨트나 체인 및 일련의 풀리나 스프로킷(sprocket)에 의해 기어 박스 장치에 연결된다. 모터가 벨트나 체인을 구동시킬 필요가 있고 기어 박스 장치는 크기가 크기 때문에, 모터의 하우징은, 상기 타이어 균일성 검사 장치의 경계에 의해 상기 숫돌이 타이어에 대하여 내측 및 외측을 향해 선형적으로 작동되는 것을 방지할 수 있는 정도로 돌출된다. 따라서, 상기 그라인더를 위치 설정하기 위한 제한된 영역을 수용하기 위하여, 공지된 타이어 균일성 검사 장치는 피벗 암 상의 그라인더로부터 멀리 떨어지게 모터를 부착하여 타이어 균일성 검사 장치의 경계로부터 떨어지게 함으로써, 피벗 암의 회전으로 타이어에 인접하게 숫돌을 위치 설정할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기 피벗 암의 회전으로는 숫돌이 상기 타이어의 중심을 직접적으로 조준할 수 없다. 즉, 상기 숫돌의 중심 라인 및 접촉점은 타이어와 접선 방향으로 접촉하도록 하기 위하여 아크 형태로 이동한다.

상기 타이어에서 재료를 제거하도록 상기 숫돌을 더 양호하게 위치 설정하기 위하여, 공지된 그라인더는 피벗 암과 관련된 숫돌을 피벗가능하게 지지한다. 따라서, 상기 숫돌의 위치는 피벗 암을 간접적으로 조준하도록 피벗될 수 있다. 이러한 피벗 이동을 제공하기 위하여, 공지된 그라인더는 일련의 링크 기구(linkage)를 포함한다. 일부의 경우, 무려 5개의 링크 기구가 사용될 수 있다. 가공 공차로 인하여, 각 링크는 잠재적인 에러의 원천이다. 다수의 링크가 사용된 경우, 이러한 에러는 타이어에서 재료를 제거하기 위해 숫돌을 정확하게 위치시키는 점에서 더 상당하게 심각해진다. 게다가, 이러한 링키 기구는 파손에 민감하여 기계의 비가동시간(downtime)을 발생시킨다.

실제, 이중 숫돌, 즉 선행 및 후행 숫돌(leading and trailing grindstone)이 사용되는 경우, 이러한 링크 기구의 사용은 양 숫돌이 동시에 타이어에 부딪치게 하는 그라인더의 능력을 사실상 제거하며, 일부의 경우에 상기 숫돌 중 하나가 타이어와 접촉하지 않게 야기할 수 있다. 상기 후행 숫돌은 제1 숫돌에 의해 생성된 이상을 교정하기 위하여 흔히 사용된다. 그러나, 상기 링크 기구를 이용하여 에러가 발생하는 경우, 상기 선행 또는 후행 숫돌은 교정 기능을 수행하지 못하게 된다. 그 결과, 그라인딩 공정을 상당히 느리게 하는 추가적인 교정 그라인딩이 필요하게 된다.

전술한 바와 같이, 단일 또는 이중 숫돌을 지지하는 피벗 암은 타이어에 대해 숫돌을 위치 설정하는 데에 있어서 부정확성의 원천일 수 있다. 게다가, 피벗 암을 회전시킬 수 있도록 상기 숫돌 또는 숫돌들이 피벗될 수 있게 숫돌을 피벗 암에 대해 피벗 가능하게 지지하면 부가적인 부정확성이 유발될 수 있다. 따라서, 위치 설정시 부정확성이 유발될 수 있는 다양한 링크 기구를 이용하지 않고 상기 타이어에 대하여 위치 변경가능한 단일 또는 이중 숫돌을 구비한 그라인더가 필요하다. 이러한 그라인더는 반복적이면서 더 빠른 방식으로 상기 타이어와 그라인더의 숫돌의 접촉을 양호하면서 정확하게 개시시킬 수 있어야 한다.

기존의 타이어 균일성 검사 장치는 짧은 시간 동안에 타이어의 선택부를 그라인딩함으로써 스팟 교정(spot correction)을 이룬다. 이를 위하여, 검사 공정시 검출되는 결함을 없애기 위하여 쇼울더 그라인더가 타이어의 사이드월(sidewall)과 접촉하도록 사용되고, 센터 그라인더가 트레드부(tread portion)와 접촉한다. 상기 쇼울더 및 센터 그라인더는 일정한 수직 위치 및 각도 위치에서 대체로 유지되며 상기 타이어와 접촉하도록 위하여 내측방향으로 구동된다. 이러한 점에서, 그라인딩이 정적으로 수행되어, 그라인딩 동안에 상기 숫돌의 이동은 고려되지 않는다. 타이어 균일성 검사 장치는 상기 숫돌을 자동적으로 위치 설정할 수 있는 동적 그라인딩 조립체를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 타이어 프로파일을 원하는 프로파일과 비교하여 이 원하는 프로파일을 정확하면서도 빠르게 얻기 위해 선택된 타이어 재료를 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 그러한 원하는 프로파일의 획득이 가능하도록 프로파일링 공정시에 다양한 파라미터를 적극적으로 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다.

전술한 바를 고려하여, 본 발명의 일 관점은 타이어 프로파일 생성 기계 및 관련 방법을 제공한다.

일반적으로, 본 발명은 타이어에서 재료를 제거하기 위한 방법을 제공하고, 이 방법은, 회전가능하게 지지된 적어도 하나의 숫돌을 갖는 그라인딩 헤드를 구비하고, 그 숫돌은 그 축방향 끝에서 쇼울더 윤곽을 갖고 있고, 그라인딩 헤드는 타이어에 대해 축방향 및 반경방향으로 이동가능하도록 되어 있는 적어도 하나의 그라인딩 조립체를 제공하는 단계; 상기 그라인딩 헤드를 이동시키기 위하여 상기 그라인딩 조립체에 작동가능하게 연결된 액츄에이터를 제공하는 단계; 상기 액츄에이터와 적어도 하나의 센서와 연통하는 제어기를 제공하는 단계; 상기 타이어에서 재료를 제거하도록 상기 타이어에 숫돌을 접촉시켜, 선택된 프로파일을 형성하도록 숫돌이 타이어와 접촉하는 동안에 숫돌의 위치를 조정함으로써 타이어를 프로파일링하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 타이어 프로파일 생성 기계 및 관련 방법은 타이어가 정밀한 성능 사양을 충족하게 한다.

도 1은 그라인딩 헤드가 장착된 상부 섹션 및 하부 섹션을 채용한 본 발명에 따른 그라인딩 조립체를 타이어 균일성 검사 장치의 프레임에 장착된 상태로 나타내는 평면도이다.
도 2는 타이어에 대하여 반경방향으로 이동가능한 암을 지지하는 캐리지를 갖는 그라인딩 조립체의 상부 섹션을 나타내는 도 1의 확대도이다.
도 3은 도 1의 라인 3-3 라인에 따라 상부 섹션의 캐리지를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 1의 라인 4-4에 따라 상부 섹션의 캐리지를 나타내는 배면도이다.
도 5는 타이어와 인접하게 위치 설정된 그라인딩 조립체의 상부 섹션 및 하부 섹션을 부분 파단으로 도시하여 그라인딩 헤드의 피벗 위치를 나타내고 있는 측면도이다.
도 6은 그라인딩 조립체의 상부 섹션의 그라인딩 헤드를 나타내는 도 1의 확대도이다.
도 7은 그라인딩 챔버 내에 위치되는 그라인딩 헤드에 의해 구동되는 숫돌을 나타내는 도 6의 라인 7-7에 따른 그라인딩 헤드의 단면도이다.
도 8은 그라인딩 헤드를 피벗하는데 사용되는 틸트 조절기(tilt adjuster), 그라인딩 헤드의 피벗 위치를 유지하는데 사용되는 제동 조립체, 및 상부 섹션과 하부 섹션의 축방향 위치를 조정하는데 사용되는 축방향 위치설정 조립체를 나타내는 도 1의 확대도이다.
도 9a는 그라인딩 헤드를 피벗하는데 사용된 틸트 조절기를 나타내는 라인 9A-9A에 따른 도 8의 확대된 측면도이다.
도 9b는 그라인딩 헤드의 피벗 위치를 유지하는데 사용되는 제동 조립체를 나타내는 라인 9B-9B에 따른 도 8의 확대된 측면도이다.
도 10은 축방향 위치설정 조립체를 나타내는 10-10 라인에 따른 도 1의 측면도이다.
도 11은 축방향 슬라이드 조립체를 나타내는 11-11 라인에 따른 도 1의 측면도이다.
도 12는 숫돌의 세부 구조를 도시하기 위하여 부분적으로 절단하여 본 발명의 개념에 따른 다른 그라인더를 나타내는 측면도이다.
도 13은 원하는 타이어 프로파일이 획득되는 다른 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 14는 본 발명의 개념에 따른 프로파일링 공정을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 15는 타이어의 프로파일링 이전의 타이어 파형을 나타내는 그래프이다.
도 16은 타이어의 프로파일링 이후의 타이어 파형을 나타내는 그래프이다.

본 발명에 따른 그라인딩 조립체는 첨부된 도면에서 전체적으로 도면부호 10으로 나타낸다. 상기 그라인딩 조립체(10)는 타이어(T)에서 재료를 제거한다. 상기 그라인딩 조립체(10)는 타이어(T)가 중심축(CA)에 대하여 회전함에 따라 재료를 제거하도록 선반(lathe)과 같은 방식으로 타이어 관련 장치와 함께 사용될 수 있다. 선택적으로, 상기 그라인딩 조립체(10)는 타이어 균일성 검사 장치(1)와 함께 사용될 수 있다. 타이어 균일성 검사 장치는 공지되어 있고, 이에 따라 타이어 균일성 검사 장치(1)는 일반적인 설명만 이루어질 것이다. 타이어 균일성 검사 장치(1)는 타이어(T)가 수용되는 영역을 형성하는 프레임(F)을 포함한다. 로드 휠(load wheel)(미도시)이 프레임(F)에서 지지되며 검사를 수행하기 위하여 타이어(T)와 접촉한다. 그라인딩 조립체(10)는 프레임(F)에서 지지될 수 있고, 그라인더가 타이어 상의 소정 지점과 접촉하도록 내측방향으로 이동되는 정적 방식으로 또는 상기 그라인딩 조립체(10)가 타이어(T)를 접촉시킨 후에 부가적인 그라인딩을 자동적으로 수행하기 위하여 숫돌을 이동시키는 동적 방식으로, 상기 타이어(T)에서 재료를 제거하기 위하여 상기 타이어(T)를 접촉시키도록 적용된다. 상기 숫돌의 연속적인 이동은 타이어(T)의 프로파일 그라인딩을 수행하기 위하여 이루어질 수 있다. 따라서, 본 예시에서, 본 발명의 개념에 따르면, 균일성 검사 및 프로파일 그라인딩은 단일 위치에서 수행될 수 있다. 그라인딩만을 수행할 경우에 상기 로드 휠이 생략될 수 있으며 적절한 구동 장치에 의해 타이어가 회전될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

상기 그라인딩 조립체(10)는, 예를 들어 프레임 부재(F1, F2)를 갖는 프레임(F)에 의해 그러한 접촉을 가져오도록 타이어(T)에 근접하여 적절하게 지지된다. 상기 프레임(F)은 독립적인 지지부일 수 있거나 또는 타이어 관련 장치의 프레임의 일부일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 그라인딩 조립체(10)는 상부 섹션(10A) 및 하부 섹션(10B)을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)은 서로에 대하여 반대로 향한 미러 이미지이고, 후술할 바와 같이 상기 타이어(T)에 대하여 독립적으로 축방향 이동, 반경방향 이동, 및 피벗 이동을 할 수 있다.

상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)은 다양한 액츄에이터를 이용하여 레일(12, 14)을 따라 독립적으로 축방향 이동을 할 수 있다. 후술할 바와 같이, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)은 서로에 대하여, 그리고 상기 타이어(T)에 대하여 축방향으로 위치 설정될 수 있다. 이를 위하여, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)은 레일(12, 14)을 따라 이동가능한 레일 캐리지(rail carriage)(R1, R2)에 의해 각각 지지된다. 상기 다양한 액츄에이터를 이용하여, 상기 레일 캐리지(R1, R2)는 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)이 레일(12, 14)을 따라 축방향으로 각각 위치 설정된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 레일 캐리지(R1, R2)는 프레임 부재(F1)에 대해 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)을 지지하는 칼라(collar)(16)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)은 서로에 대하여 미러 이미지이고, 그러므로 유사한 구성요소를 포함한다. 간결성을 위하여, 설명은 상부 섹션(10A)을 참조하여 진행될 것이다.

도 2 내지 도 4에 최적으로 도시된 바와 같이, 상기 상부 섹션(10A)은 전체적으로 도면부호 18로 나타낸 반경방향 위치설정 조립체를 포함하고, 상기 반경방향 위치설정 조립체는 브라켓(20)에 의해 레일 캐리지(R1)에 도면부호 19에서 피벗가능하게 부착될 수 있다. 상기 상부 섹션(10A)을 레일 캐리지(R1)에 피벗 부착함으로써 상기 상부 섹션(10A)은 서비스 위치에서 결합 위치로 이동된다(도 1 참조). 상기 서비스 위치에서, 상기 상부 섹션(10A)은 여러 구성요소로 접근하도록 상기 타이어 균일성 검사 장치에서 떨어지게 피벗된다. 상기 결합 위치에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 섹션(10A)은 타이어 균일성 검사 장치를 향해 피벗되고, 상기 반경방향 위치설정 조립체(18)의 중심 라인(CL)은 상기 타이어(T)의 중심축(CA)과 정렬된다. 따라서, 그라인딩 헤드(24)의 선형 이동이 상기 타이어(T)의 중심축(CA)으로부터 연장되는 반경방향 라인을 따라 발생한다.

이를 위하여, 상기 반경방향 위치설정 조립체(18)는 그라인딩 헤드(24)를 지지하는 캐리지(22)를 포함하고, 상기 타이어(T)와 관련하여 내측 및 외측방향의 반경방향 이동을 위해 상기 반경방향 위치설정 조립체(18)의 선형 이동을 가능하게 한다. 따라서, 상기 캐리지(22)는 프레임(F)에 대해 고정될 수 있어, 그라인더 헤드(24)에 의해 구비된 숫돌과 표면(S)의 접촉을 유발시키기 위하여 상기 타이어(T)에 대하여 그라인딩 헤드(24)를 반경방향으로 위치 설정할 수 있다. 2개의 숫돌이 사용된 경우, 상기 반경방향 위치설정 조립체(18)의 중심 라인(CL)과 상기 타이어(T)의 중심축(CA)과의 정렬은 상기 그라인딩 헤드(24)에 의해 전달된 숫돌이 표면(S)을 동시에 접촉시키게 한다.

도 2 내지 도 4에 최적으로 도시된 바와 같이, 상기 캐리지(22)는 그라인딩 헤드(24)가 장착될 수 있는 가동 암(28)을 구비한다. 상기 가동 암(28)은 타이어(T)에 대해 내측 및 외측방향으로 상기 가동 암(28)의 대략적인 선형 이동을 용이하게 하는 베어링(29)에 의해 지지된다. 상기 캐리지(22)는 가동 암(28)을 수용하기 위해 역 U자 형상의 캐비티를 형성하는 베이스 플레이트(30), 제1 벽(32), 및 제2 벽(33)을 포함한다. 상기 제1 벽(32)과 제2 벽(33) 사이에 공간을 유지하기 위하여 상기 베이스 플레이트(30)의 반대편에서 상기 제1 벽(32)과 제2 벽(33) 사이에 스페이서(35)가 부착될 수 있다.

상기 가동 암(28)은 상기 제1 벽(32)과 제2 벽(33) 사이에서 그러한 벽들에 부착된 베어링(29)에 의해 지지된다. 상기 베어링(29)은 캐리지(22)에 적절하게 장착된 롤러(34)를 포함할 수 있는 선형 베어링일 수 있다. 상기 롤러(34)는 가동 암(28)의 대략적인 선형 이동을 가능하게 하기 위하여 상기 가동 암(28)의 에지(36)를 수용한다. 도 2에 최적으로 도시된 바와 같이, 후방 위치에서 2세트이며 전방 위치에서 2세트인 4세트의 베어링(29)이 그의 작동에 따라 가동 암(28)의 이동을 지지하기 위하여 제공된다.

상기 가동 암(28)은 전체적으로 도면부호 40으로 나타낸 적절한 액츄에이터에 의해 작동되고, 이 액츄에이터는 유압 또는 공압 실린더와 같은 유체 구동식 선형 액츄에이터, 모터 구동식 액츄에이터, 전기 액츄에이터 등을 포함한다. 도시된 실시예에서, 액츄에이터(40)는 타이어(T)를 향해 가동 암(28)을 구동하도록 연장하는 한편, 그 가동 암(28)을 타이어(T)로부터 떨어지게 당기도록 후퇴하는 실린더(42)를 포함한다.

상기 액츄에이터(40)의 일단(44)은 상기 캐리지(22)의 제1 벽(32)과 제2 벽(32, 33) 사이에서 연장되는 단부 플레이트(45)에 고정되게 부착된다. 상기 액츄에이터(40)의 타단(46)은 연장 및 후퇴 가능하며, 상기 가동 암(28)에 연결되는 결합 플레이트(47)에 부착된다. 상기 결합 플레이트(47)는 가동 암(28)에 대하여 수직하게 배향되며, 상기 가동 암(28)의 위 및 아래에서 연장되는 부분을 포함한다. 상기 액츄에이터(40)의 단부(46)는 가동 암(28)의 아래에서 연장되는 결합 플레이트(47)의 부분에 부착되고, 상기 가동 암(28)의 위에서 연장되는 결합 플레이트(47)의 부분은 상기 가동 암(28)을 따라 길이방향으로 연장되며 상기 가동 암(28)에 부착된 스트럿트(strut)(48)에 의해 보강된다.

전술한 바와 같이, 상기 반경방향 위치설정 조립체(18)의 조작은 시스템 제어기(C)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 유압 또는 전기 실린더(42)가 그라인딩 헤드(24)를 구비한 가동 암(28)을 연장 및 후퇴시키기 위하여 이용된다. 따라서, 유체 공급부로부터 유체를 급송하는 공급 라인(미도시)은 기동력을 인가하도록 유체를 선택적으로 실린더(42)로 보내는 데에 사용될 수 있다. 이러한 유체의 흐름을 제어하기 위하여, 매니폴드(51)를 통과하여 상기 실린더(42)에 공급되는 유체를 계량하도록 서보 밸브(50)가 사용될 수 있다. 전기 액츄에이터의 경우, 전자 서보 드라이브가 사용된다. 상기 타이어(T)에 대해 그라인딩 헤드(24)의 내측 및 외측방향의 반경방향 이동을 조절하도록 상기 반경방향 위치설정 조립체(18)를 제어하는데 시스템 제어기(C)(미도시)가 사용될 수 있다. 상기 시스템 제어기(C)는 타이어(T)에 대한 상기 상부 섹션(10A)의 위치를 결정하기 위한 적절한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 타이어(T)와 관련된 감지에 있어서 상기 그라인딩 헤드(24)에 인접한 상부 섹션(10A)에 센서(26)가 장착된다. 상기 타이어(T)에 대하여 그라인딩 헤드(24)의 반경방향 위치가 정확하게 제어되도록 상기 센서(26)는 시스템 제어기(C)와 연통한다.

상기 서보 밸브(50)를 이용하여, 상기 실린더(42)의 작동은 센서(26)에 의해 제공된 신호를 통하여 시스템 제어기(C)에 의해 조정될 수 있다. 상기 그라인딩 헤드(24)의 반경방향 위치가 제어될 수 있도록 상기 가동 암(28)을 연장 및 후퇴시키기 위하여 상기 시스템 제어기(C)는 서보 밸브(50)의 동작을 작동 및 정지시킬 수 있다.

도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 그라인더 헤드(24)는 한 쌍의 연장 암(52)에 의해 상기 가동 암(28)에 대해 지지된다. 상기 연장 암(52)은 결합 플레이트(47)의 상부에 체결된 부착 빔(49)에 오프셋 브라켓(53)을 통해 부착된다. 상기 연장 암(52)은 오프셋 브라켓(53)으로부터 타이어(T)를 향해 외측방향으로 연장되고, 상기 그라인딩 헤드(24)의 피벗 이동을 허용하는 간격을 형성하도록 대체로 L 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 그라인딩 헤드(24)는 연장 암(52)의 말단부들들 사이에서 지지된다.

상기 그라인딩 헤드(24)는 제1 모터(58) 및 제2 모터(59)에 각각 부착된 숫돌(62, 63)을 갖는 제1 모터(58) 및 제2 모터(59)를 지지하는 슈라우드(shroud) 또는 하우징(56)을 포함할 수 있다. 상기 슈라우드(56)는 그라인딩 챔버(70)를 형성하기 위하여 상벽(64), 하벽(65), 및 상기 슈라우드(56)의 전방에서 후방으로 상기 상벽(64)과 하벽(65) 사이에서 연장되는 측벽(66, 67)을 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 슈라우드(56)는 그라인딩 챔버(70)에 접근을 제공하기 위한 전방 개구부(72)를 형성한다. 또한, 상기 상벽(64)과 하벽(65)은 타이어(T)의 환형 형상을 수용하기 위하여 상기 전방 개구부(72)에 인접한 전방 에지를 따라 만곡된다(도 6 참조).

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 모터(58, 59)는 상벽(64)에 고정되고, 상기 그라인딩 챔버(70) 내의 숫돌(62, 63)을 회전가능하게 지지하기 위하여 상기 제1 및 제2 모터(58, 59)를 통해 각각 연장되는 샤프트(74, 75)를 포함한다. 따라서, 각 숫돌(62, 63)에 인접하게 위치된 모터(58, 59)에 의해 각 숫돌(62, 63)은 직접 구동될 수 있다. 상기 각 숫돌(62, 63)을 위한 단일 모터를 이용함으로써, 그러한 직접 구동 시스템에서의 모터(58, 59)의 크기는 감소된다. 게다가, 상기 숫돌(62, 63)이 직접 구동되는 경우, 그러한 직접 구동 시스템의 관성은, 상숫돌로부터 멀리 위치된 모터를 포함하여 일련의 벨트나 체인에 의해 기어 박스 장치와 모터를 연결함으로써 숫돌을 회전시키는 공지된 시스템에 비해 감소된다. 직접 구동 시스템의 감소된 관성은 숫돌(62, 63)의 역회전을 개시시키는 속도를 향상시킨다. 상기 숫돌(62, 63)을 일방향으로부터 다른 방향으로 빨리 역전시킴으로써, 상기 직접 구동 시스템은 그러한 역전이 필요한 때의 처리 시간을 상당히 감소시킬 수 있다. 모터(58, 59)는 충분한 힘으로 상기 숫돌(62, 63)을 구동시킬 수 있는 크기로 이루어지고, 이에 더해 상기 타이어(T)가 위치되는 적절한 기계 내에서 자유 이동을 허용할 수 있게 컴팩트하다. 상기 모터(58, 59)에 대한 전력은 결합 박스(미도시)에서 모터(58, 59)에 연결될 수 있는 전기 케이블(미도시)에 의해 통상적으로 공급된다. 또한, 상기 모터(58, 59)의 구성요소를 보호하기 위하여, 상기 모터(58, 59)의 노출면을 대략적으로 커버하도록 하우징(76)이 제공된다.

도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 그라인딩 공정시에 발생된 입자를 제거하기 위하여 상기 슈라우드(56)에는 그라인딩 챔버(70)로 개방된 진공 공급원에 부착된 노즐(78)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 측벽(66, 67)은 상벽(64) 및 하벽(65)과 함께 상기 노즐(78)을 형성하기 위하여 상기 슈라우드(56)의 후방 끝에서 서로를 향해 만곡된다. 따라서, 상기 노즐(78)은 슈라우드(56)와 일체로 형성되고, 호스(80)에 의해 상기 진공 공급원에 유체 연통하게 연결된다.

입자의 제거에 더 도움이 되기 위하여, 트레드(tread), 사이드월, 또는 쇼울더(shoulder)에서 표면(S)을 따라 박혀진 입자를 축출하기 위하여 제트 노즐(82)이 공기와 같은 유체의 공급물을 상기 타이어(T)로 보낼 수 있다. 상기 제트 노즐(82)은 그라인딩 헤드(24)에서 멀리 떨어지게 위치된 공기의 공급원에 유체 연통하게 연결된다. 상기 제트 노즐(82)은 숫돌(62, 63) 근처의 그라인딩 챔버(70)의 내부에 위치될 수 있다. 실제, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제트 노즐(82)은 진공 공급원에 의해 발생된 진공 스트림 내에서 상기 숫돌(62, 63) 사이에 위치될 수 있다.

상기 상부 섹션(10A)의 위치, 구체적으로 상기 타이어(T)에 대한 그라인딩 헤드(24)의 위치를 결정하며 상기 그라인딩 공정시 상기 타이어(T)에서 제거된 재료의 양을 측정하기 위하여 상기 센서(26)는 슈라우드(56)에 또는 이에 근접하게 장착될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 센서(26)는 가동 암(28)의 반경방향 위치에 대하여 상기 시스템 제어기(C)와 통신한다.

상기 시스템 제어기(C)는 그라인딩 헤드(24)를 위치 설정하기 위하여 상기 가동 암(28)을 연장시키고, 이에 따라 그에 구비된 숫돌(62, 63)이 상기 타이어(T)에 인접하게 된다. 이러한 방식으로, 상기 반경방향 위치설정 조립체(18)는 타이어(T)의 표면(S)과 접촉하게 숫돌(62, 63)들을 동시에 배치하는 데에 사용될 수 있다. 상기 표면(S)과 접촉하고 나면, 도 1에 도시된 타이어(T)의 회전 방향에 의해 정해지는 선행 숫돌(62)과 후행 숫돌(63)은 연속적인 방식으로 상기 타이어(T)에서 재료를 제거할 수 있다. 상기 숫돌(62, 63)은 각각의 회전축에 대하여 동일한 방향으로 회전할 수 있거나, 또는 서로에 대하여 반대방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선행 숫돌(62)은 시계방향으로 회전할 수 있고, 상기 후행 숫돌(63)은 반시계방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 상기 선행 숫돌(62)이 대부분의 재료를 제거하고, 이 선행 숫돌(62)에 의해 생성된 이상(irregularity)을 트레일링 숫돌(63)이 제거하게 된다. 상기 타이어(T)에서 재료가 충분히 제거되면, 상기 시스템 제어기(C)는 타이어(T)에서 떨어지게 숫돌(62, 63)을 당기기 위하여 상기 가동 암(28)을 후퇴시킨다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 숫돌의 축이 서로에 대하여 측방향으로 정렬되면, 상기 숫돌(62, 63)은 타이어(T)의 표면(S)으로부터 대체로 동시에 후퇴된다.

상기 트레드, 사이드월, 또는 쇼울더에서 표면(S)을 따라 그라인딩을 수행하기 위하여, 상기 슈라우드(56), 모터(58, 59), 및 숫돌(62, 63)을 포함하는 그라인딩 헤드(24)는 피벗축(PA)에 대하여 피벗가능하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 슈라우드(56)는 측벽(66, 67)에 각각 위치된 피벗 샤프트(84, 85)에 의해 상기 연장 암(52)에 부착될 수 있다. 도 7에 최적으로 도시된 바와 같이, 상기 피벗 샤프트(84, 85)는 대체로 상벽(64) 근처에서, 상기 측벽(66, 67)에 각각 부착된다. 상기 피벗 샤프트(84, 85)는 피벗축(PA)에 대하여 상기 연장 암(52)을 통해 제공된 구멍(86, 87)(도 8 참조) 내에서 각각 부분적으로 회전가능할 수 있다. 따라서, 상기 그라인더 헤드(24)는 타이어(T)의 표면(S)을 따라 상기 트레드, 사이드월, 또는 쇼울더와 접촉하게 상기 숫돌(62, 63)을 위치 설정하도록 각도(α)에 걸쳐 위치(P1)에서 위치(P2)(도 5 참조)로 피벗될 수 있다.

상기 피벗축(PA)에 대하여 그라인딩 헤드(24)의 자동화된 피벗 이동을 위해 틸트 조절기 조립체(tilt adjuster assembly)(90)가 제공된다. 일반적으로, 그라인딩 헤드(24)의 각도 위치는 실린더, 모터, 또는 상기 그라인딩 헤드(24)가 피벗축(PA)에 대하여 회전하게 할 수 있는 다른 이용가능한 장치와 같은 액츄에이터에 의해 제어된다. 도 9a에 도시된 예에서, 상기 틸트 조절기 조립체(90)는 피벗 샤프트(84)에 회전가능하게 설치 파이 형상의 기어 섹션(92)을 포함할 수 있다. 상기 파이 형상의 기어 섹션(92)은 그의 외부 에지를 따라 웜 기어(94)와 접속하도록 제공되는 치형(93)을 포함한다. 상기 웜 기어(94)는 연장 암(52)에 부착되는 모터(96)의 샤프트에 형성되거나 이에 부착되고, 상기 모터(96)는 서보 모터일 수 있다. 예를 들어, 상기 모터(96)는 연장 암(52)으로부터 외측방향으로 연장되는 브라켓(98)에 의해 상기 연장 암(52)에 장착될 수 있다. 더 나아가, 상기 모터(96)의 샤프트는 베어링이나 부싱(bushing)(미도시)을 포함하는 브라켓(99)에 의해 지지될 수 있다. 상기 웜 기어(94)가 파이 형상의 기어 섹션(92)과 인접하게 위치될 수 있도록 상기 브라켓(99)도 연장 암(52)으로부터 외측방향으로 연장된다. 따라서, 시계방향 및 반시계방향으로의 상기 웜 기어(94)의 회전은 파이 형상의 기어 섹션(92)에 의해 상기 샤프트(84)의 피벗 이동으로, 이에 의하여 상기 그라인딩 헤드(24)의 피벗 이동으로 전환된다.

다시, 상기 시스템 제어기(C)는 그라인딩 헤드(24)의 피벗 이동 및 이에 구비된 상기 숫돌(62, 63)의 피벗 이동을 제어하기 위하여 상기 틸트 조절기(90)를 작동시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 상기 숫돌(62, 63)의 각도 배향(angular orientation)은 상기 트레드, 사이드월, 및 쇼울더를 따라 표면(S)과 적절한 접촉을 가능하게 하기 위하여 조절될 수 있다. 이를 위하여, 상기 센서(26)는 상부 섹션(10A)의 위치, 구체적으로 상기 타이어(T)에 대한 그라인딩 헤드(24)의 위치를 결정하는데 사용될 수 있고, 이에 따라 상기 틸트 조절기(90)가 작동될 수 있다. 게다가, 상기 모터(96)로부터의 피드백은 그라인딩 헤드(24)의 각도 위치를 결정하는데 사용될 수 있고, 예를 들어 상기 모터(96)는 인코더 또는 유사한 장치를 포함할 수 있다.

상기 그라인딩 헤드(24)를 선택된 위치에서 유지하기 위하여, 제동 조립체(100)가 제공될 수 있다. 상기 제동 조립체(100)는 기계적인 이점을 얻기 위하여 상기 피벗축(PA)에서 멀리 위치될 수 있는 브레이크(102)를 포함한다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크(102)는 슈라우드(56)의 후방 끝에 인접한 L 형상의 브라켓(104)을 이용하여 상기 연장 암(52)에 부착된다. 상기 그라인딩 헤드(24)를 틸팅시키기 위하여 실린더나 서보 모터를 이용하는 경우에 제동 조립체가 필요하지 않을 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 제동 조립체(100)는 생략될 수 있거나 또는 상기 액츄에이터에 의해 적용된 제동력을 보강하는데 사용될 수 있다.

도시된 예에서, 상기 브레이크(102)는 슈라우드(56)에 부착된 제동 부재(106)에 클램핑력(clamping force)을 가하는 데에 사용된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 제동 부재(106)는 그라인딩 헤드(24)에 고정된 바디(107)와 아크 형상의 연장부(108)를 갖는 다소 손도끼 형상의 부재로서 형성된다. 상기 바디(107)는 슈라우드(56)로부터 브레이크(102)를 향해 연장되고, 상기 아크 형상의 연장부(108)는 브레이크(102) 내에 수용된다. 임의의 각도 위치에서 제동을 허용하기 위하여, 상기 아크 형상의 연장부(108)의 길이는 상기 그라인딩 헤드(24)의 원하는 틸팅 정도, 다시 말해서 피벗 이동의 요구량에 의해 결정된다.

상기 브레이크(102)는 블록(111)에 대해 내외로 이동가능한 브레이크 암(110)을 포함한다. 상기 아크 형상의 연장부(108)는 브레이크 암(110)과 블록(111) 사이에 수용되고, 상기 브레이크 암(110)의 내측방향 이동은 블록(111)에 대하여 아크 형상의 연장부(108)를 클램핑하고, 상기 브레이크 암(110)의 외측방향 이동은 블록(111)에 대하여 아크 형상의 연장부(108)를 클램핑 해제한다. 필요한 경우, 상기 브레이크 암(110) 및/또는 블록(111)은 브레이크 패드(112)를 포함할 수 있다.

상기 브레이크(102)를 작동시키기 위하여, 그리고 상기 블록(111)에 대해 내측 및 외측방향으로 상기 브레이크 암(110)을 이동시키기 위하여 모터(114)가 상기 브레이크(102)에 인접하게 위치될 수 있다. 따라서, 상기 모터(114)가 브레이크(102) 내에서 상기 아크 형상의 연장부(108)를 클램핑하기 위하여 상기 브레이크 암(110)을 내측방향으로 이동시키도록 작동되는 경우, 상기 그라인딩 헤드(24)의 위치 설정은 강화될 수 있다. 게다가, 상기 모터(114)의 작동은 틸트 조절기(90)의 동작에 따라 시스템 제어기(C)에 의해 제어될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)은 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 따라서, 상기 타이어(T)에 대한 반경방향 이동 및 피벗 이동을 할 수 있는 그라인딩 헤드(24)를 갖는 것에 부가하여, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)에 위치된 그라인딩 헤드(24)는 타이어(T)에 대하여 축방향으로 조절될 수 있다. 이를 위하여, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)은 축방향 위치설정 조립체(118)를 이용하여 축방향 이동을 할 수 있다. 상기 축방향 위치설정 조립체(118)는 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)을 각각 지지하는 레일 캐리지(R1, R2) 및 레일(12, 14)을 포함한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 레일(12, 14)은 프레임 부재(F1)를 따라 축방향으로 연장된다. 상기 레일(12, 14)은 프레임 부재(F1)를 따라 축방향으로 연장되는 축방향 위치설정 조립체(118)에 포함된 부착 새들(attachment saddle)(120)을 이용하여 상기 프레임 부재(F1)에 부착될 수 있다. 상기 부착 새들(120)은 프레임 부재(F1)에 고정되고, 상기 레일(12, 14)을 각각 지지하기 위하여 상기 프레임 부재(F1)로부터 외측방향으로 연장되는 연장 브라켓(122, 124)을 포함한다.

상기 레일(12, 14)은 레일 캐리지(R1, R2)를 이동가능하게 지지하고, 전술한 바와 같이 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)이 서로에 대하여 그리고 상기 타이어(T)에 대하여 축방향으로 위치 설정될 수 있게 한다. 예를 들어, 레일(12, 14)을 따른 상기 레일 캐리지(R1, R2)의 위치 설정은 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)의 서로에 대한 위치 설정을 제공한다. 10에 도시된 바와 같이, 상기 레일 캐리지(R1)는 상부 섹션(10A)을 지지하기 위하여 상방향의 축방향 위치에서 지지되고, 상기 레일 캐리지(R2)는 하부 섹션(10B)을 지지하기 위하여 하방향의 축방향 위치에서 지지된다.

상기 레일 캐리지(R1, R2)의 각각은 제1 플레이트(128) 및 이 제1 플레이트(128)에 하나의 에지를 따라 수직하게 부착된 제2 플레이트(129)에 의해 형성된 T 형상의 단면을 갖는 바디(126)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 플레이트(128, 129)는 프레임 부재(F1)의 코너(130)를 따라 축방향으로 연장되고, 상기 레일(12, 14)을 수용하는 레일 블록(132, 134)을 각각 지지한다. 또한, 후술할 바와 같이, 상기 레일 캐리지(R1)는 레지(ledge)(131), 또는 다양한 액츄에이터 중 하나를 수용하기 위한 다른 부재를 포함한다. 예를 들어, 상기 레지(131)는 제2 플레이트(129)의 바닥 에지를 따라 외측방향으로 연장될 수 있다.

도 8에 최적으로 도시된 바와 같이, 상기 레일(12)을 수용하는 레일 블록(132)은 제1 플레이트(128)의 에지를 따라 브라켓(135)을 통해 부착될 수 있다. 또한, 상기 레일(14)을 수용하는 레일 블록(134)은 제1 플레이트(128)에 부착된 에지와 반대측의 에지에 인접한 제2 플레이트(129)에 부착될 수 있다. 상기 레일 블록(132, 134)은 레일(12, 14)을 따라 각각 이동가능하고, 전술한 바와 같이 상기 레일 캐리지(R1, R2)가 서로에 대하여 그리고 상기 타이어(T)에 대하여 축방향으로 위치 설정될 수 있게 한다.

전술한 바와 같이, 상기 레일(12, 14)을 따라 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)을 이동시키는데 다양한 액츄에이터가 사용되고, 이 다양한 액츄에이터는 선택된 축방향 위치에서 절반부들을 몰딩하는데 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 축방향 위치설정 조립체(118)는 캐리지(R1, R2)의 이동을 각각 작동시키기 위하여 전체적으로 도면부호 136 및 137로 나타낸 적절한 리니어 액츄에이터를 포함한다. 상기 액츄에이터(136, 137)는 유압 또는 공압 실린더와 같은 유체 구동식 액츄에이터, 모터 구동식 액츄에이터, 전기 액츄에이터 등일 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 액츄에이터(136, 137)는 캐리지(R1, R2)를 상승시키기 위해 연장되는 한편, 상기 캐리지(R1, R2)를 하강시키기 위해 후퇴되는 실린더(138, 139)를 포함한다.

상기 액츄에이터(136, 137) 모두는 그 일단이 상기 프레임(F)에, 예를 들면 상기 프레임 부재(F1)의 바닥에 인접하게 고정되게 부착될 수 있다. 상기 액츄에이터(136)의 타단은 캐리지(R1)에 부착되고, 상기 액츄에이터(137)의 타단은 캐리지(R2)에 부착된다. 도시된 배향에 있어서, 상기 하부 캐리지(R2)에 대하여 액츄에이터(136)의 간섭을 피하기 위하여, 상기 액츄에이터(136, 137)들은 프레임 부재(F1)에 대해 외측방향으로 서로 오프셋될 수 있다. 예를 들어, 상기 액츄에이터(137)가 연결되는 캐리지(R2)를 상기 액츄에이터(136)가 지나가게 하기에 충분한 거리로 상기 액츄에이터(136)가 액츄에이터(137)보다 프레임 부재(F1)로부터 더 외측방향으로 위치될 수 있다. 상기 레지(131)는 외측방향으로 오프셋된 액츄에이터(136)와의 접촉을 용이하게 하기 위하여 상기 캐리지(R1)로부터 외측방향으로 연장된다.

상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)을 레일 캐리지(R1, R2)에 각각 부착시키기 위하여, 칼라(16)가 그의 제1 플레이트(128)에 부착된다. 따라서, 상기 칼라(16)는 제1 플레이트(128)로부터 외측방향으로 연장되고, (상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)의) 상기 캐리지(22)에 부착된 연장 브라켓(20)은 상부 및 하부 칼라 암(16A, 16B) 사이에 피벗가능하게 수용된다. 따라서, 상기 액츄에이터(136, 137)는 서로에 대하여 그리고 상기 프레임 부재(F1)에 대하여 축방향으로 지지되는 캐리지(R1)와 상부 섹션(10A) 및 캐리지(R2)와 하부 섹션(10B)을 간섭 없이 이동시키도록 작동될 수 있다.

역시, 시스템 제어기(C)는 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)의 축방향 위치, 나아가서는 상기 그라인딩 헤드(24) 및 이에 구비된 숫돌(62, 63)의 축방향 위치를 제어하도록 상기 축방향 위치설정 조립체(118)를 작동시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 두 그라인딩 헤드의 숫돌(62, 63)의 축방향 배향은 상기 트레드, 사이드월, 및 쇼울더를 따라 표면(S)과 적절한 접촉을 가능하게 하도록 조절될 수 있다. 이를 위하여, 상기 센서(26)는 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)의 위치, 구체적으로 상기 타이어(T)와 관련된 그라인딩 헤드(24)의 위치를 결정하는데 사용될 수 있고, 이에 따라 상기 축방향 위치설정 조립체(118)가 작동될 수 있다.

상기 축방향 위치설정 조립체(118)를 이용하여 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)의 축방향 이동을 수용하기 위하여 상기 프레임 부재(F2)를 따라 축방향 슬라이드 조립체(140)가 제공된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연장 브라켓(20)과 유사한 연장 브라켓(142)이 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)의 캐리지(22)에 부착된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 연장 브라켓(142)은 이에 부착된 지지 플레이트(144)를 포함하고, 상기 연장 브라켓(142)에 지지 플레이트(144)의 부착은 강화 플레이트(145)로 보강된다. 상기 지지 플레이트(144)는 프레임 부재(F2)에 부착된 레일(148)을 수용하기 위하여 제공된 레일 블록(146)을 전달한다.

도 1 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 레일(148)은 프레임 부재(F2)에 고정되며 상기 프레임 부재(F2)를따라 축방향으로 연장되는 백킹 플레이트(backing plate)(150)에 부착된다. 따라서, 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)이 결합 위치에 있는 경우(도 1 참조), 상기 레일 블록(146)은 레일(148)을 수용한다. 상기 레일 블록(146)은 슬라이딩 가능하게 레일(148)을 결합시켜서, 상기 축방향 슬라이드 조립체가, 상기 프레임 부재(F2)와 관련하여 지지부를 제공하는 동안에, 서로에 대하여 그리고 상기 타이어(T)에 대하여 상기 상부 섹션(10A)과 하부 섹션(10B)의 축방향 이동을 수용하게 한다.

전술한 바와 같이, 상기 그라인딩 헤드(24)는 자동화된 방식으로 피벗축(PA)에 대하여 축방향으로, 반경방향으로, 그리고 각도 방향으로 이동되게 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 그라인딩 조립체(10)는 타이어(T)의 전체 프로파일을 그라인딩하는데에 사용될 수 있다. 두 암(10A, 10B)이 그라인딩 헤드(24)를 구비하는 일례로 설명이 이루어졌지만, 단일 암과 그라인딩 헤드가 사용될 수 있는 것을 알 수 있을 것이다. 다수의 암(10)을 이용하는 경우, 상기 암(10)의 이동은 요구되는 그라인딩을 달성하고 서로 간섭을 피하기 위하여 서로 조정될 수 있다. 예를 들어, 그라인딩 조립체(10A, 10B)는 대략 서로 옆에 그리고 상기 타이어의 축방향 치수에 대해 중심에서 시작하도록 프로그램될 수 있어서 상기 그라인딩 조립체(10A, 10B)를 위한 중앙 세트 포인트(central set point)를 캘리브레이션(calibration)할 수 있다. 이때, 각각의 그라인딩 조립체(10A, 10B)는 필요한 그라인딩을 수행하기 위하여 상기 중앙 세트 포인트로부터 외측방향으로 이동한다. 상기 그라인딩 헤드(24)의 동적 조절은 센서(26) 또는 타이어 관련 기계와 연관되어 사용되는 센서와 같은 센서로부터의 피드백에 기초하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 타이어 균일성 검사 장치에서, 상기 타이어의 치수 및 이에 의하여 생성된 힘을 측정하는데 사용된 다양한 센서는 상기 그라인딩 헤드(24)의 이동을 제어하고 상기 타이어(T)의 선택된 위치에서 선택된 그라인딩을 수행하는데 사용될 수 있다.

상기 그라인딩 헤드(24)의 축방향, 반경방향, 및 각도 위치를 제어하기 위하여 상기 시스템 제어기(C)를 이용하는 경우, 고도의 자동화되면서 정확한 작동이 가능할 수 있다. 또한, 상기 시스템 제어기(C)는 프로그램될 수 있거나, 또는 그 외에 상기 시스템 제어기(C)에 선택된 타이어 프로파일을 생성시키는데 필요한 명령이 제공될 수 있다. 이러한 프로파일은 시스템 제어기(C) 내의 메모리에 저장될 수 있고, 동일한 타입의 타이어가 처리되는 경우에는 언제든지 불러올 수 있다. 이때, 상기 시스템 제어기(C)는 그라인딩 헤드(24)의 위치를 제어하며 원하는 프로파일을 생성하기 위하여 프로파일 정보로부터 한 세트의 명령을 만들 수 있다. 상기 그라인딩 조립체(10)가 타이어 균일성 검사 장치에 포함되는 경우, 상기 그라인딩 조립체(10)는 강제 및 런아웃 그라인딩(force and run-out grinding) 외에도 프로파일 그라인딩을 제공하도록 사용될 수 있다.

본 발명의 개념에 따른 다른 그라인딩 조립체가 도 12에 도시되어 있으며 전체적으로 도면부호 210으로 나타나 있다. 그라인딩 조립체(210)는 위에서 상세하게 설명된 그라인딩 조립체(10)와 유사하고, 전체적으로 도면부호 224로 나타낸 그라인딩 헤드를 포함하고, 상기 그라인딩 헤드(224)는 숫돌을 지지하고 상기 타이어(T)와 접촉하여 상기 타이어(T)로부터 재료를 제거하도록 축방향 및 반경방향으로 이동가능하다. 그라인딩 조립체(210)는 선반과 같은 프로파일 그라인딩을 위해 특별히 설계된 전체적으로 도면부호 211로 나타낸 대안적인 숫돌을 포함한다. 전술한 숫돌(62, 63)은 프로파일 그라인딩을 수행할 수 있으면서도, 타이어 균일성 검사 장치가 숫돌을 일정한 위치로 이동시켜 선택된 양의 제거한 후에 숫돌을 후퇴시키게 되는 강제 및 런아웃 그라인딩에도 가장 적합하다. 선반과 같은 방식으로 프로파일 그라인딩을 수행하기 위하여, 상기 숫돌은 초기 접촉 후에 상기 타이어(T)의 표면을 따라 연속적으로 이동한다. 이를 위하여, 상기 숫돌(211)은 그라인딩 표면(215)의 축방향 끝(214)에서 적어도 하나의 곡선형 쇼울더(212)를 갖는 점에서 숫돌(62, 63)과 다르다. 상기 타이어의 축(CA)과 관련하여 일방향으로 그라인딩하는 경우에 곡선형 쇼울더(212)는 숫돌(211)의 선행면(leading side)에 마련될 수 있고, 또는 상기 타이어의 축(CA)에 대해 양 방향으로 그라인딩하는 경우에 한 쌍의 곡선형 쇼울더(212)가 숫돌(211)의 상하 축방향의 끝에 마련될 수 있다. 쇼울더(212)를 곡선형으로 함으로써, 상기 숫돌(211)은 타이어(T)와 접촉하는 동안에 종래 기술에서 알려진 정사각형의 쇼울더형 숫돌보다 상기 타이어(T)에 쉽게 걸리지 않는다. 도시된 바와 같이, 쇼울더(212)는 대체로 반원형의 외부 프로파일(217)을 상기 숫돌(211)에 제공하기 위하여 곡선형일 수 있다. 곡선형 쇼울더(212)는 상기 숫돌(211)이 타이어(T)와 접촉을 유지하는 동안에 축방향 및 반경방향으로 이동하게 한다. 이러한 방식으로, 숫돌(211)은 상기 타이어(T)에 선반과 같은 절삭을 생성한다. 숫돌(62, 63)의 경우와 같이, 한 쌍의 숫돌(211)은 커핑(cupping)의 가능성을 감소시키도록 세로로 일렬로 사용될 수 있다.

또한, 단일의 그라인딩 조립체(210)가 숫돌(211)을 구비할 수 있지만, 위에서 상세하게 설명된 섹션(10A, 10B)과 같은 복수의 그라인딩 조립체 섹션이 숫돌(211)을 각각 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 복수의 섹션을 이용하는 경우, 제어기(C)는 타이어(T)를 그라인딩하기 위하여 그의 이동을 조정할 수 있다.

도 13을 참조하면, 전체적으로 도면부호 500으로 나타낸 프로파일 생성 기계의 구성도가 도시되어 있음을 알 수 있다. 달리 명확하게 언급하지 않는 한, 이러한 기계 및 이와 관련된 실시예는 전술한 실시예에서의 모든 구성요소 및 특징을 이용한다. 다시 말해서, 상기 타이어를 처리하고, 프로파일을 그라인딩하거나 생성하기 위한 모든 다양한 메커니즘은 이전의 실시예와 같다. 여기에 기재된 것과 다른 본 실시예의 주요 차이는 원하는 타이어 프로파일이 소정의 사양을 만족하지 않는 타이어로부터 얻어지게 되는 방식에 관한 것이거나, 또는 특정 구성으로 이루어진 타이어 프로파일을 갖도록 요구되는 경우에 관한 것이다. 상기 기계(500)는 기계의 다양한 양상을 구현하기 위한 필수적인 하드웨어 및 소프트웨어를 이용하고 제공하는 프로세서 기반의 시스템인 제어기(504)를 포함한다. 상기 제어기(504)는 기계 및 다른 공급원으로부터 상기 타이어와 관련된 정보와 같은 다양한 입력을 수신하고, 상기 제어기는 원하는 프로파일을 생성하기 위하여 상기 기계를 제어하기 위한 출력 신호를 발생시킨다. 상기 수신된 입력 데이터와 발생된 출력 데이터는 임의의 적절한 전송 프로토콜을 이용하여 유선이나 무선을 통해 전송될 수 있다. 다양한 구성요소들 간의 연결은 알파벳 문자 A-M으로 나타나 있다.

상기 기계(500)는 제조 공정 과정에서 수평으로 배향되어 급송되는, 대체로 대문자 T로 나타낸 타이어를 수용한다. 통상적으로, 상기 타이어는 몰딩 후 또는 가능한 타이어 균일성을 위한 검사 평가 후에 인도된다. 물론, 임의의 다른 제조 단계나 단계들이 상기 프로파일 생성 기계(500)로 타이어가 들어가기 전에 이용될 수 있다. 종래 기술에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 상기 타이어는 다양한 구성요소, 즉 상기 타이어의 구경(aperture)을 정하는 타이어 비드(tire bead), 이 타이어 비드로부터 연장되는 사이드월, 이 사이드월로부터 더 연장되는 쇼울더, 및 이 쇼울더를 서로 연결하는 트레드를 갖는다. 상기 프로파일 생성 기계는 대부분 임의의 크기의 직경 및 폭을 갖는 타이어와 함께 사용하는데 적합할 수 있다. 타이어가 특히 넓다면, 상세히 설명될 바와 같이 다수의 그라인더가 원하는 프로파일을 생성시키는데 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

라벨 리더기(label reader)(506)가 제어기에 연결되어, 상기 타이어가 프로파일 생성 기계로 들어감에 따라 바 코드 또는 상기 타이어와 연관된 다른 식별 정보를 판독한다. 통상적으로, 상기 라벨에 포함되어 상기 라벨 리더기(506)에 의해 판독되는 것과 같은 정보는 원하는 타이어 프로파일을 식별하는 타이어 부품 번호, 듀로미터(durometer)를 비롯한 타이어의 제조에 사용되는 재료, 및 기타 타이어 사양 파라미터를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 타이어의 재료 조성의 세부 사항은 실리카나 상기 타이어의 작동 성능에 영향을 주는 기타 재료의 양과 같은 것이 포함될 수 있다. 또한, 이러한 정보에 포함되는 것은 상기 타이어의 작동을 위한 원하는 팽창 압력, 상기 타이어가 림(rim)에 설치되는 경우에 상기 비드 간의 거리인 비드 폭, 및 이 타이어의 정상 작동시에 겪게 되는 상기 타이어의 최적 주행 속도(optimal run speed)이다.

상기 타이어(T)를 컨베이어 시스템으로부터 받아들이도록 하부 스핀들(lower spindle)(508)과 상부 스핀들(510)이 초기에 이격되어 있다. 상기 상부 스핀들(510)은 고정 위치에서 유지되는 한편, 상기 하부 스핀들(508)은 타이어의 일측에서 타이어 비드와 맞물리도록 수직방향으로 이동한다. 상기 하부 스핀들은 상부 스핀들이 타이어의 타측에서 타이어 비드와 맞물리도록 타이어를 상방향으로 이동시킨다. 상기 스핀들은 평가 및 프로파일링시에 상기 타이어의 회전을 제어하기 위하여 상기 제어기(504)에 연결된다. 상기 타이어를 요구되는 방식으로 회전시키기 위하여 스핀들 드라이브(512)가 스핀들(508, 510) 모두에 또는 어느 하나에 연결된다.

비드 폭 센서(514)는 상기 스핀들 드라이브(512)와 연결되고, 상기 라벨에 의해 판독된 정보에 기초하여 상기 제어기는 서로에 대하여 비드의 이격을 조절한다. 팽창 센서(516)가 상기 스핀들과 연결되며, 다시 제공된 라벨 정보에 기초하여 상기 제어기는 원하는 압력으로 타이어를 팽창시킨다. 또한, 스핀들 속도 센서(518)는 상기 스핀들 모두 또는 적어도 하나에 근접하게 연결되고, 광 인코더, 전기 홀 효과 스위치, 또는 다른 타입의 속도 센서를 이용하여 스핀들의 회전 속도를 확인한다. 상기 센서(514, 516, 518)로부터 수집된 데이터 정보는 상기 프로파일 생성 기계의 작동 파라미터를 실시간 모니터링하기 위해 제공하도록 상기 제어기에 전송된다.

상기 타이어가 프로파일 생성 기계에 탑재되어, 원하는 비드 폭이 제공된 스핀들에 맞물려 팽창되고 나면, 프로파일 센서(520)가 예상되는 작동 성능 동안에, 즉 즉 적절한 비드 간격, 팽창 세팅 및 회전 속도에 대해 상기 타이어의 프로파일을 분석한다. 상기 프로파일 센서(520)는 타이어 프로파일을 제공하도록 상기 스핀들의 중심 라인에 대하여 상기 타이어의 치수 특성을 측정하는 스팟 레이저일 수 있다. 또한, 상기 센서(520)는 라인 레이저, 접촉 프로브 또는 카메라의 형태일 수 있다. 선택된 센서 중 임의의 하나는 추가적인 평가를 위해 상기 타이어의 정밀한 반경방향 측정을 검출할 만큼 충분히 민감하다. 이용될 수 있는 센서가 다양한 이점 및 손실을 가질 수 있고, 각 타입의 센서가 적절한 타이어 프로파일 이미지를 생헝할킬 수 있다는 점을 당업자는 알 수 있을 것이다.

프로파일 데이터베이스(524)가 상기 제어기(504)에 연결되어 그와 협력한다. 상기 프로파일 데이터베이스는 컴퓨터 이용 설계(CAD) 도면 또는 제조 공정에서 완성된 모든 타이어의 속성에 대하여 최종 유저에 의해 요구될 수 있는 기타 이전의 프로파일 구성을 포함할 수 있다. 이러한 프로파일은 타이어 부품 번호에 따라 저장되고, 상기 라벨 리더기(506)에 의해 판독될 때에 타이어와 연관되도록 구성된다. 각각의 특정 타이어와 연관된 CAD 프로파일을 갖는 것 외에도, 특정 타이어 몰드가 소정의 결함을 갖고 있고 타이어의 미러 프로파일을 이용하여 원하는 최종의 프로파일 형상을 제공할 수 있는 것으로 알고 있는 경우에는 타이어의 미러 이미지가 이용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

전체적으로 도면부호 526으로 나타낸 디스플레이를 갖는 유저 인터페이스가 상기 프로파일 생성 기계(500)와 연관된 모든 구성요소 및 센서를 모니터링할 수 있게 한다. 상기 인터페이스(526)는 프로파일링 단계 이전에, 필요한 경우 후술하는 바와 같은 프로파일링 단계시에 기술자가 다양한 파라미터를 조절할 수 있게 한다. 상기 인터페이스는 소정 프로파일을 선택하고, 추가적인 평가를 위해 축적된 모든 프로파일 데이터를 보유할 수 있다.

전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 다수의 그라인더가 타이어 프로파일을 생성하는데 사용될 수 있다. 특히, 본 실시예에서, 상부 그라인더는 전체적으로 도면부호 530으로 나타나 있고, 하부 그라인더는 전체적으로 도면부호 540으로 나타나 있다. 상기 상부 그라인더(530)는 반경방향 이동 센서(532), 축방향 이동 센서(534), 및 전술한 바와 같은 숫돌의 힘 및/또는 회전수나 회전 작동을 결정하기 위하여 이전에 설명된 바와 같은 그라인더 모터에 연관된 모터 전류 센서(536)를 포함한다. 유사한 방식으로, 상기 하부 그라인더(540)는 반경방향 이동 센서(542), 축방향 이동 센서(544), 및 모터 전류 센서(546)를 포함한다. 이러한 다양한 이동 센서와 전류 센서(532-536 및 542-546)는 모든 데이터를 상기 제어기(504)로 입력한다. 전술한 바와 같이, 상기 그라인더들은 독립적으로 이동할 수 있으며 서로 독립적으로 작동할 수 있다. 이러한 방식에서, 스핀들(508)에 의해 타이어가 회전될 때에 그라인더(530, 540)를 그 타이어와 접촉하게 배치하는 위치 설정 및 그 속도가 정밀하게 제어된다. 이에 의해, 상기 그라인더가 서로로부터 오프셋될 수 있고, 그라인더의 "그라인드 경로(grind path)"가 정밀하게 제어된다. 다시 말해서, 상기 그라인더(530, 540)들은 스핀들의 중심 라인으로부터 상이한 반경방향 거리에 위치될 수 있다. 이에 의하여, 상기 타이어의 트레드 및/또는 쇼울더의 선택된 부분을 제거하는 경우에 정밀한 제어가 가능하게 된다.

최적의 프로파일을 얻는 방법을 고려하는 데에 있어서, 상기 제어기는 적어도 하나의 타이어 듀로미터; 스핀들 회전 속도; 상기 타이어가 프로파일링되는 양이나 속도를 제어하는 그라인딩 이송 속도(feed rate); 그라인더가 지나갈 때의 깊이 또는 재료의 양을 제어하는 그라인딩 깊이; 원하는 프로파일을 얻기 위하여 이용되는 그라인더의 통과의 횟수; 원하는 프로파일을 얻는데에 절반의 미러 프로파일 또는 완전한 미러 프로파일이 이용되는지의 여부; 및 그라인딩 공정시에 임의의 오프셋이 이용될 수 있는 임의의 오프셋을 고려한다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 상기 오프셋은 다른 그라인더에 대하여 하나의 그라인더의 위치 설정에 관한 것이다. 또한, 상기 상부 및 하부 그라인더의 작동을 조절하기 위한 최적의 방법을 결정하는데 있어서 고려되는 것은 상기 타이어를 제조하는데 있어서 실리카가 이용되는지 그리고 얼마나 많이 이용되는지와 같이 상기 타이어에 포함된 재료이다. 일부 예에서, 상기 타이어는 듀로미터를 변경하는 상이한 타입의 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 경우와 관련하여, 상기 그라인더와 연관된 모터 센서(536, 546)는 그라인딩 공정시에 상기 모터의 회전 속도 및 전류 인출(current draw)를 검출한다. 모터 전류의 변경이 아마도 타이어의 재료/듀로미터 또는 다른 타이어의 특성의 변경으로 인해 검출되면, 상기 제어기는 그라인딩 공정에 대하여 실시간 수정이나 조정이 이루어지도록 그라인더(530, 540)의 모터 속도를 조절할 수 있다. 이는 원하는 균일한 프로파일이 얻어지게 한다.

도 14를 참조하면, 타이어를 프로파일링하기 위한 작업 단계를 나타내는 공정 흐름도가 전체적으로 도면부호 600으로 나타나 있는 것을 알 수 있을 것이다. 단계 602에서, 타이어(T)는 공지된 기술 방식으로 몰딩된다. 단계 604에서, 상기 타이어가 몰딩된 후에 바로 라벨이나 다른 식별자가 타이어의 특성, 그의 구성, 상기 타이어를 형성하는데 사용된 몰드, 및 다른 관련 제조 정보를 표시하게 적용된다. 상기 타이어가 다양한 제조 공정을 통해 이동할 때에, 상기 타이어 라벨이 판독될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 라벨은 바 코더 또는 무선 주파수 식별 태그나 상기 타이어와 관련된 정보를 제공하는 임의의 다른 유사한 장치와 같은 전자적으로 판독될 수 있는 다른 타입의 장치의 형태일 수 있다. 선택적으로, 단계 606에서, 상기 타이어의 균일성이 점검될 수 있다. 상기 타이어 균일성 검사는 타이어가 사용에 적합한지 아닌지를 판정할 수 있다. 타이어 균일성 검사 동안에 이루어질 수 있는 측정은 반경방향 런아웃 측정, 측방향 런아웃 측정, 코니시티(conicity) 측정, 및 벌즈(bulge) 측정을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이들의 판독치 중 임의의 하나가 소정의 파라미터나 규정 내에 있지 않으면, 상기 타이어에 적절하게 마킹이 이루어지거나, 소정 라벨이 타이어에 부가되거나, 그 타이어에 관한 정보가 시스템에 업로드되어, 특정 타이어에 대해 바 코드 라벨이 판독될 때에는 언제든지 그 균일성 특성도 역시 알게 되도록 될 수 있다. 그러나, 당업자라면 타이어 균일성 검사 단계가 선택적이며 본 발명의 구현에 필요하지 않다는 점을 역시 알 수 있을 것이다. 어느 경우에든, 단계 608에서, 원하는 프로파일이 타이어와 연관지워 진다. 상기 원하는 프로파일은 CAD 도면과 같은 보관된 도면이거나 프로파일 데이터베이스에 유지된 예시적인 프로파일일 수 있다.

단계 610에서, 특정 프로파일과 관련하여 검사될 타이어의 작동 파라미터가 세팅된다. 이러한 작동 파라미터는 상기 팽창 센서(516)에 의해 결정된 바와 같은 압력, 상기 비드 폭 센서(514)에 의해 결정된 바와 같은 비드 폭, 및 상기 스핀들 드라이브(512)에 의해 설정된 바와 같은 주행 속도를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 작동 파라미터는 통상적으로 제조업자에 의해 미리 결정되고 각각의 특정 타이어와 연관된 타이어 라벨 정보로 옮겨진다.

단계 612에서, 상기 타이어를 팽창시켜 모든 다른 치수 규준 설정으로 원하는 속도로 회전시킨 후, 상기 프로파일 센서(520)는 타이어 프로파일을 측정하기 위하여 필요에 따라 반경방향 및 축방향으로 이동된다. 전술한 바와 같이, 이는 스팟 레이저, 라인 레이저, 또는 회전에 따라 상기 타이어의 치수 특성을 결정하는 다른 장치로 이루어질 수 있고, 상기 치수 특성은 회전 스핀들 조립체의 중심 라인에 대하여 상기 타이어의 크기에 기초한다. 그 결과, 완전한 타이어 프로파일이 프로파일 생성 기계(500)에 수용된 타이어에 대하여 생성된다.

단계 616에서, 상기 제어기(504)는 단계 612에서 결정된 측정 프로파일과 라벨 정보에 기초하여 상기 타이어와 연관된 원하는 프로파일을 비교한다. 대안적으로, 원하는 프로파일이 데이터베이스(524)로부터 선택될 수 있다. 상기 측정된 프로파일이 원하는 프로파일의 치수 한계 내에 있는 것으로 비교에 의해 드러나면, 단계 618에서, 상기 타이어는 타이어 제조 공정의 나머지 단계로 이동된다. 그러나, 단계 616에서 상기 측정된 프로파일이 원하는 프로파일의 치수 한계를 충족하지 않는 것으로 판단되면, 단계 620으로 이어진다.

단계 620에서, 원하는 타이어 프로파일에 대한 정밀한 치수를 얻기 위하여 프로파일 데이터베이스에 접속된다. 이러한 정보에 기초하여, 단계 622에서 상기 원하는 프로파일과 검출된 변형성에 기초한 일련의 프로파일 조정 파라미터가 세팅된다. 다시 말해서, 단계 622에서 상기 타이어를 고려한 다양한 속성이 고려되고, 또한 그 변형성을 어떻게 최적으로 교정할 것인지를 고려한다. 이러한 고려사항은, 타이어 듀로미터; 분당 회전수로 나타낸 원하는 스핀들 속도; 상기 상부 그라인더와 하부 그라인더에 포함된 그라인딩 숫돌을 얼마나 빨리 측방향으로 이동시키고 필요하다면 타이어를 가로질러 반경방향으로 이동시킬지를 결정하는 그라인더 이송 속도; 그라인더가 지나갈 때마다 얼마나 많은 재료를 제거할지를 결정하는 그라인딩 깊이; 그라인더의 통과 횟수; 및 그라인딩 공정시에 절반 미러 프로파일 또는 완전 미러 프로파일이 이용되는지의 여부가 포함된다. 전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 타이어의 폭에 따라 다수의 그라인딩 조립체가 이용될 수 있다. 상기 그라인더(530, 540)의 이동은 원하는 프로파일에 따라 상기 타이어를 성형하도록 조정된다. 상기 상하부 그라인더들은 오프셋될 수 있으며 원하는 프로파일을 얻기 위하여 서로 일렬로 작동될 수 있게 구성된다.

이러한 파라미터가 세팅되면, 이때 상기 프로파일 생성 기계(500)는 단계 624에서 프로파일링 작업을 시작한다. 단계 626에서 상기 그라인딩이나 프로파일링 절차 동안, 상기 다양한 센서가 연속적으로 모니터링되고, 하나가 이상 작동을 검출하면 다른 파라미터가 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 모터 센서(536, 546)는 원하는 속도 내에서 작동하는지를 판단하기 위하여 모터 전류를 모니터링한다. 이러한 일부 이유로 인하여 상기 타이어 몰딩 화합물의 상이한 재료의 사용에 기초하여 타이어 듀로미터의 변경이 검출되면, 상기 제어기는 원하는 프로파일이 얻어지게 하기 위하여 상기 그라인더 이송 속도, 상기 스핀들 속도, 상기 그라인딩 깊이 및/또는 임의의 다른 관련된 작동 파라미터를 조절할 수 있다. 단계 628에서 프로파일링 작동의 완료에 따라, 상기 프로파일 센서(520)가 타이어 프로파일을 재평가할 수 있도록 상기 그라인딩 조립체가 타이어와 함께 작동 위치의 밖으로 이동된다. 단계 630에서 재점검된 타이어가 여전히 작동 파라미터를 충족하지 않으면, 상기 공정은 단계 610에서 628을 반복하도록 단계 610으로 복귀할 수 있다. 상기 타이어가 용인될 수 있으면, 이때 단계 632에서 상기 타이어는 프로파일 생성 기계(500)로부터 분리되어 나머지 제조 공정으로 보내진다. 상기 타이어가 공정을 완료하지 않고 단계 630의 두번째 수행의 완료시에 용인될 수 있다면, 그 타이어는 추가적인 평가를 위해 인정될 수 없도록 플래그(flag)가 단계 630에서 세팅될 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 타이어의 프로파일링의 이점을 나타내게 파형 자료가 제공된다. 도 15는 예시적인 타이어가 회전되는 동안에 상기 트레드의 중심에서 라운드니스(roundness)를 벗어난 양인 중앙 반경방향 런아웃(C. Rad. Rout)을 도시하고 있다. 또한, 타이어 트레드에 대하여 상기 타이어의 중심을 향해 누르는 하중의 양(통상적으로 파운드나 킬로그램)인 반경방향 하중(C. Rad. Load)가 도시되어 있다. 이러한 값은 타이어 균일성 검사 장치에 제공된 바와 같은 로드 휠(load wheel)을 이용하여 검출된다는 것을 알 수 있을 것이다. 임의의 경우에, 부가적인 자료는 분석으로부터 얻어지는 것으로, 상기 타이어의 일 회전에서 최대로부터 최소 양에 이르는 반경방향 하중의 차이인 RPP 값, 반경방향 제1 하모니(RH1), 코니시티 값(CON), 및 중심 반경방향 런아웃(CRRO) 값이 제공된다. 도 16에서 알 수 있는 바와 같이, 이들 값은 제로에 가까운 코니시티 값이 바람직하다는 점을 고려하면 상당히 감소된다. 따라서, 본 발명의 개념에 따른 프로파일링 기계를 이용하는 이점은 도 15 및 도 16으로부터 쉽게 알 수 있다.

상기 프로파일 생성 기계(500) 및 공정 흐름도(600)에 의해 제시된 바와 같은 그 제조 공정에 의해 제공되는 추가적인 이점들은 타이어가 정밀한 성능 사양을 충족하도록 제조될 수 있게 한다. 상기 프로파일링 공정은, 수작업으로 타이어를 그라인딩 기계에 탑재하고 그라인딩될 필요가 있는 영역을 결정하여 그라인딩 작업을 실행하는 데에 15분 이상이 소요되는 것과는 대조적으로 2분 또는 3분에 이루어질 수 있는 방식으로 자동화된다. 게다가, 상기 프로파일 생성 기계(500)의 반복가능한 특성은 원하는 프로파일을 얻는데 요구되는 시간의 양에서 상당한 이점을 제공하고, 종래의 그라인딩 기계보다 효율적이면서 작업상 정확할 수 있다. 또한, 상기 기계는 사용자가 상이한 원하는 프로파일을 선택할 수 있게 하는 데에 있어서 유연성을 제공하는 한편, 그러한 작업을 신속하면서 효율적인 방식으로 행하게 하는 능력을 제공한다. 또한, 상기 프로파일링 생성 기계는 타이어 몰드에 의해 제공되는 기지의 제조 결함을 허용하도록 특정한 프로파일링이 가능하게 한다. 예를 들어, 타이어 몰드가 치수 변형성을 갖는 것으로 알려진 경우, 상기 몰드 및 관련 물품을 폐기하는 대신에 상기 프로파일 생성 기계를 이용하여 쉽게 교정될 수 있다. 상기 프로파일 생성 기계가 타이어 균일성 검사에서 통상적으로 발견되는 대부분의 모든 결함을 교정할 수 있다면, 타이어 균일성 검사 공정을 보조하는데에 상기 프로파일 생성 기계가 사용될 수도 있다.

전술한 바를 고려하면, 본 발명의 개념에 따른 타이어 균일성 검사 장치의 그라인딩 조립체가 종래 기술을 향상시키는 점은 명백하다. 특허 상태에 따르면, 본 발명의 바람직한 실시예만이 첨부된 도면에서 도시되며 본 명세서에서 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예가 전술한 실시예에서 이루어질 수 있음을 알 것이다.

Claims

타이어에서 재료를 제거하기 위한 방법으로서,
회전가능하게 지지된 적어도 하나의 숫돌을 갖는 그라인딩 헤드를 구비하고, 이 그라인딩 헤드가 타이어에 대해 축방향 및 반경방향으로 이동가능하도록 되어 있는 적어도 하나의 그라인딩 조립체를 제공하는 단계;
상기 그라인딩 헤드를 이동시키기 위하여 상기 그라인딩 조립체에 작동가능하게 연결된 액츄에이터를 제공하는 단계;
상기 액츄에이터는 물론 상기 그라인딩 헤드의 작동을 모니터링하는 적어도 하나의 센서와 연통하는 제어기를 제공하는 단계;
상기 타이어에서 재료를 제거하도록 상기 타이어에 숫돌을 접촉시켜, 선택된 프로파일을 형성하도록 상기 숫돌이 타이어와 접촉하는 동안에 상기 숫돌의 위치를 조정함으로써 상기 타이어를 프로파일링하는 단계
를 포함하는 타이어에서의 재료 제거 방법.
제1항에 있어서, 상기 제어기에 저장된 프로파일에 상응하도록 타이어를 그라인딩하는 것을 더 포함하고, 상기 제어기는 선택된 프로파일을 생성하는 일련의 선택된 위치로 상기 그라인딩 헤드를 이동시키기 위하여 상기 액츄에이터로 전송될 신호를 생성하는 데에 상기 저장된 프로파일을 이용하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제2항에 있어서, 복수의 그라인딩 조립체가 제공되고, 상기 타이어에서의 재료 제거 방법,
복수의 그라인딩 조립체를 세트 포인트로 캘리브레이션(calibration)하고, 상기 타이어에서 재료를 제거하기 전에 먼저 상기 그라인딩 조립체들을 세트 포인트로 이동시키는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제1항에 있어서, 상기 타이어의 프로파일을 프로파일 센서로 측정하고;
상기 타이어의 프로파일을 선택된 타이어 프로파일과 비교하고;
상기 타이어가 선택된 프로파일과 실질적으로 상응하도록 상기 프로파일링 단계를 수행하는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제4항에 있어서, 상기 프로파일링 단계시에 상기 적어도 하나의 숫돌을 회전시키기 위하여 상기 적어도 하나의 숫돌에 모터를 결합시키고;
상기 프로파일링 단계시에 상기 타이어에 적용되는 힘을 검출하도록 상기 모터에 모터 센서를 연결하고;
상기 모터 센서로부터 수신된 출력에 기초하여 상기 모터의 작동을 조정하는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제4항에 있어서, 상기 선택된 타이어 프로파일에 대하여 상기 타이어 프로파일을 재점검하고;
상기 타이어가 선택된 타이어 프로파일과 실질적으로 상응하지 않는 경우에 프로파일링 단계를 수행하는 것을 반복하는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제4항에 있어서, 상기 타이어를 선택된 프로파일과 연관지우는 라벨을 상기 타이어에 적용시키고;
상기 타이어 프로파일을 상기 타이어와 연관지우는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제4항에 있어서, 측정된 타이어 프로파일이 선택된 타이어 프로파일과 실질적으로 상응하는 경우에 타이어 제조를 완료하는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제4항에 있어서, 상기 타이어가 스핀들 드라이브에 의해 회전가능하도록 상기 타이어를 프로파일링 기계에 수용하고;
상기 라벨에 제공된 정보에 기초하여 적어도 하나의 비드 폭, 팽창 압력, 및 스핀들 속도를 세팅하는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제9항에 있어서, 비드 폭, 팽창 압력, 스핀들 속도, 측정된 타이어 프로파일, 및 선택된 타이어 프로파일에 기초하여 상기 제어기에 의해 프로파일 조정 파라미터를 세팅하는 것을 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 프로파일 조정 파라미터를 이용하여 적어도 하나의 그라인딩 조립체의 작동을 제어하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.
제10항에 있어서, 적어도 하나의 그라인딩 이송 속도, 그라인딩 깊이, 및 그라인더 통과 횟수에 대하여 프로파일 조정 파라미터를 세팅하는 것을 더 포함하는 것인 타이어에서의 재료 제거 방법.