专利名称：轮胎翻新方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮胎翻新方法及系统。本发明可以用于发挥翻新载重汽车轮胎的优势，这在下面的说明中完全仅示例被涉及到。
背景技术：
已磨损的载重汽车轮胎通常被翻新，S卩，将已磨损的胎面去除并且更换上用新的胎面。翻新载重汽车轮胎包括如下步骤用机械的方式将已磨损的胎面从轮胎上去除， 以露出胎身(casing)；通过绕着胎身卷绕生胶(green rubber)中间胶片(strip)或垫 (cushion)以及胎面胶片而将新的胎面施加到胎身上；以及使胎身固化，以便借助于垫的接合作用使胎面牢固地附着于胎身。在去除已磨损的胎面之后，手动地打磨胎身的外侧面(lateral surface)和/或胎侧(sidewall)以去除存在的任何局部损伤。这将导致在胎身的外侧面上形成孔和/或坑，在打磨完成之后手动地用生胶填充该孔和/或坑。为使生胶牢固地附着于胎身，在填充之前先用包括生胶和正庚烷(或者其他有机溶剂)的液体(称作接合剂)喷射胎身的外侧面，用于防止生胶从胎身上脱离。统计研究表明，每个胎身在填充之前平均被喷射大约500 克的接合剂。施加接合剂具有一些缺点。由于易挥发并且具有潜在的高污染性，接合剂必须在特殊的接合剂喷射室(booth)内施加，这种喷射室体积大、昂贵、并且通常用岩棉隔离(这涉及到特殊的、花费高的处理程序)。此外，接合剂自身存储在筒内，这也涉及到特殊的、花费高的处理程序；存在于胎身和垫之间的接合剂，即存在于两个橡胶层之间的异种材料，可能会削弱翻新轮胎的性能；最后，考虑到接合剂中使用的有机溶剂的高污染性，避免使用有机溶剂基接合剂可以从整体上大大地降低轮胎翻新过程对环境的影响。在这方面，很重要的一点就是要注意欧盟官方颁布的针对挥发性有机化合物(VOC)的13/1999/EC指令号召在2007年将有机溶剂消耗量超过15吨的工业处理中的有机溶剂的使用量减少75%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计成消除上述缺点的轮胎翻新方法及系统，该方法及系统价格低廉且易于实施。根据本发明，提供了一种轮胎翻新方法，所述方法包括如下步骤从所述轮胎去除已磨损的胎面以露出所述轮胎的胎身的外侧面；打磨所述胎身的所述外侧面以去除任何局部损伤，因此导致在所述外侧面中形成孔和/或坑；将接合剂施加到所述胎身的所述外侧面；用生胶填充所述胎身的所述外侧面中的所述孔和/或坑；绕着所述胎身的所述外侧面卷绕生胶垫和胎面胶片；以及使所述轮胎固化；所述方法的特征在于，所述将接合剂施加到所述胎身的所述外侧面的步骤包括如下步骤使用三维扫描器获取所述胎身的所述外侧面的三维轮廓；通过分析所述胎身的所述外侧面的所述三维轮廓来确定所述外侧面中的所
4述孔和/或坑的位置；以及通过将所述孔和/或坑的位置提供给电控制的自动施料器，将接合剂施加到所述胎身的所述外侧面中的所述孔和/或坑。根据上述方法，其中，所述将接合剂施加到所述胎身的所述外侧面的步骤包括如下步骤在打磨之前，使用所述三维扫描器确定所述胎身的所述外侧面的第一三维轮廓； 在打磨之后，使用所述三维扫描器确定所述胎身的所述外侧面的第二三维轮廓；以及通过将所述第二三维轮廓与所述第一三维轮廓进行比较以确定几何不连续性来确定所述胎身的所述外侧面中的所述孔和/或坑的位置。根据上述方法，其中，所述胎身的所述外侧面的每一个三维轮廓均由矩阵来限定， 所述矩阵识别所述外侧面上的每一个点并且提供所述外侧面上的每一个点与所述三维扫描器之间的距离。根据上述方法，其中，还包括如下步骤当打磨后所述胎身的所述外侧面上的点与所述三维扫描器之间的距离增大时，识别出在该点处存在孔和/或坑。根据上述任一方法，其中，所述电控制的自动施料器包括用于喷射所述接合剂的喷射装置；和支撑所述喷射装置的电控制的致动器。根据上述任一方法，其中，所述将接合剂施加到所述胎身的所述外侧面的步骤包括如下步骤将所述胎身安装于用于使所述胎身绕其纵向轴线转动的动力驱动的轮毂，所述轮毂具有用于实时测量所述胎身的角位置的角度编码器；将所述三维扫描器和所述施料器放置在安装于所述轮毂的所述胎身的所述外侧面前方的固定位置；以及使所述胎身转动经过所述三维扫描器和所述施料器以获取所述胎身的所述外侧面的所述三维轮廓，以及施加所述接合剂。本发明还提供了一种用于翻新轮胎的系统，所述系统包括去除站，其用于从所述轮胎去除已磨损的胎面以露出所述轮胎的胎身的外侧面；打磨填充站，其用于打磨所述胎身的所述外侧面以去除任何局部损伤，因此导致在所述外侧面中形成孔和/或坑；用于将接合剂施加到所述胎身的所述外侧面；并且用于随后用生胶填充所述胎身的所述外侧面中的所述孔和/或坑；卷绕站，其用于绕着所述胎身的所述外侧面卷绕生胶垫和胎面胶片；和固化站，其用于使所述轮胎固化；其中，所述打磨填充站包括三维扫描器，其用于获取所述胎身的所述外侧面的三维轮廓；控制单元，其用于通过分析所述胎身的所述外侧面的所述三维轮廓来确定所述外侧面中的所述孔和/或坑的位置；和自动施料器，其由起到定位所述孔和/或坑功能的所述控制单元电控制，以便将接合剂施加到所述胎身的所述外侧面中的所述孔和/或坑。根据上述系统，其中，所述控制单元在打磨之前，使用所述三维扫描器来确定所述胎身的所述外侧面的第一三维轮廓；在打磨之后，使用所述三维扫描器来确定所述胎身的所述外侧面的第二三维轮廓；并且通过将所述第二三维轮廓与所述第一三维轮廓进行比较以确定几何不连续性来确定所述胎身的所述外侧面中的所述孔和/或坑的位置。根据上述系统，其中，所述胎身的所述外侧面的每一个三维轮廓均由矩阵限定，所述矩阵识别所述外侧面上的每一个点并且提供所述外侧面上的每一个点与所述三维扫描器之间的距离。根据上述系统，其中，当打磨后所述胎身的所述外侧面上的点与所述三维扫描器之间的距离增大时，所述控制单元识别出在所述点处存在孔和/或坑。
根据上述任一系统，其中，所述电控制的自动施料器包括用于喷射接合剂的喷射装置；和支撑所述喷射装置的电控制的致动器。根据上述任一系统，其中，所述打磨填充站包括用于使所述胎身绕其纵向轴线转动的动力驱动的轮毂，所述轮毂具有用于实时测量所述胎身的角位置的角度编码器；并且所述三维扫描器和所述施料器被放置在安装于所述轮毂的所述胎身的所述外侧面前方的固定位置。
将参照附图举例说明本发明的非限制性的实施方式，其中图1示出根据本发明的轮胎翻新系统的示意图；图2示出经图1的翻新系统处理过的轮胎的立体示意图；图3示出图1的翻新系统的打磨填充站在为清楚起见而将部分零件去掉之后观察到的示意性前视图。
具体实施例方式图1中的附图标记1表示用于翻新载重汽车轮胎2 (在图2中示出)的整个翻新系统。翻新系统1包括去除站3，在该去除站3中，用机械的方式将已磨损的胎面(未示出)从轮胎2上去除，以露出轮胎2的胎身5的外侧面(lateral surface)4(在图2中示出，略呈环形)。翻新系统1还包括打磨填充站6，在该打磨填充站6中，手动地打磨胎身 (casing) 5的外侧面4，以去除存在的任何局部损伤。打磨导致在胎身5的外侧面4上形成了大小和位置随意地呈现不同的孔和/或坑7(在图2中示意性地示出)，手动地用生胶填充该孔和/或坑7。填充完毕后，将胎身5传送到卷绕站8，在该卷绕站8中，绕着胎身5卷绕生胶中间胶片或垫9以及胎面胶片10 ；并且在固化站11通过固化轮胎2来完成翻新。如图3所示，打磨填充站6包括三维激光扫描器12，该三维激光扫描器12被定位成面向胎身5的外侧面4以获取外侧面4的三维轮廓。在优选的实施方式中，为了使胎身5绕其纵向轴线转动，将胎身5安装于动力驱动的轮毂13，该动力驱动的轮毂13具有用于实时测量胎身5的角位置的角度编码器14。为了获取外侧面4的三维轮廓，控制单元15控制动力驱动的轮毂13使胎身5转一整圈(即， 使胎身转动360° )；并且，以胎身5转动的预定间隔(例如每0.5°、1°或2° )，根据所需的分辨率(resolution)，三维扫描器12从胎肩到胎肩扫描外侧面4，以便沿平行于纵向轴线的线测量三维扫描器12与外侧面4上的每一个点之间的距离。换言之，为了获取胎身5 的外侧面4的三维轮廓，随着通过动力驱动的轮毂13使胎身5逐步地转动，三维扫描器12 发出的激光束从胎肩到胎肩循环地扫过外侧面4。因此，胎身5的外侧面4的三维轮廓由一个矩阵限定，该矩阵识别外侧面4上的每一个点，并且提供三维扫描器12与外侧面4上的每一个点之间的距离。S卩，胎身5的外侧面4的三维轮廓由矩阵d ( α Xi)限定，该矩阵d ( α Xi)给出外侧面4上的第i个点与三维扫描器12之间的距离，其中，外侧面4上的第i个点由坐标α i(表示在第i个点处胎身 5相对于基准角度的转动角度)和Xi (表示第i个点在胎身5的两个胎肩之间的轴向位置) 来识别。在实际使用中，通过分析外侧面4的三维轮廓，控制单元15能够确定胎身5的外侧面4中孔和/或坑7的位置。在优选的实施方式中，三维扫描器12在打磨前确定胎身5 的外侧面4的第一三维轮廓，在打磨后确定胎身5的外侧面4的第二三维轮廓，并且通过将第二三维轮廓与第一三维轮廓进行比较以确定几何非连续性来确定胎身5的外侧面4中的孔和/或坑7的位置。即，当打磨后点与三维扫描器12之间的距离显著增大(即在预定阈值之上)时，识别胎身5的外侧面4上的点处的孔和/或坑7。在数学上，基于如下方程式来查找孔和/或坑7 Ai = Dja ” Xi)-(!“α ” Xi)Δ j > TH ？其中Δ i为打磨后第i个点的距离的改变量；Di为打磨后外侧面4的第二三维轮廓；d,为打磨前外侧面4的第一三维轮廓；TH为阈值。当打磨后第i个点的距离的改变量Ai超过预设的阈值时，在第i个点处识别打磨产生的孔和/或坑7。打磨填充站6包括自动施料器16，该自动施料器16由控制单元15电控制，以将接合剂(cement) 17 (即，生胶和正庚烷或者其他有机溶剂的液体)施加到胎身5的外侧面4。 因为施加到外侧面4的接合剂17的作用是确保用于填充孔和/或坑7的生胶的粘着性，所以控制单元15仅在孔和/或坑7处施加接合剂17。施料器16包括喷射装置18，该喷射装置18由电磁阀控制、转而由控制单元15控制，以便依照命令喷射接合剂17 ；电致动器9，该电致动器9由控制单元15控制并且机械地连接到喷射装置18，以便使喷射装置18沿垂直于胎身5的纵向轴线的方向移动(转动、平移、或者转动加平移)。在实际使用中，控制单元15控制动力驱动的轮毂13以使胎身5转一整圈(S卩，使胎身转动360° )；并且，以胎身5转动的预定间隔(例如，每2°、5°或10° )，根据所需的分辨率，操作施料器16，如果需要，则操作施料器16使得仅在孔和/或坑7处施加接合剂。 很重要的一点就是要注意因为三维扫描器12的分辨率比施料器16的分辨率大很多，所以施加接合剂时胎身5转动的步幅通常比获取外侧面4的三维轮廓时胎身5转动的幅度大很
^^ ο上述翻新方法大大地减少了用于事先填充胎身5的外侧面4中的孔和/或坑7的接合剂17的量。即，与在胎身5的整个外侧面4不加区分地施加接合剂相反，仅在实际需要的地方施加接合剂17，即，仅在待填充生胶的孔和/或坑7处施加接合剂17。理论分析表明，使用上述翻新方法，为填充胎身5的外侧面4时接合剂17的消耗量提供了差不多95% 的减少量，这意味着对于每一个胎身5可以节省大约475克的接合剂17。
权利要求
1.一种用于翻新轮胎O)的方法，所述方法包括如下步骤从所述轮胎⑵去除已磨损的胎面以露出所述轮胎⑵的胎身(5)的外侧面⑷； 打磨所述胎身( 的所述外侧面(4)以去除任何局部损伤，因此导致在所述外侧面中形成孔和/或坑⑵；将接合剂(17)施加到所述胎身(5)的所述外侧面⑷； 用生胶填充所述胎身(5)的所述外侧面⑷中的所述孔和/或坑(7)； 绕着所述胎身(5)的所述外侧面⑷卷绕生胶垫(9)和胎面胶片(10)；以及使所述轮胎⑵固化；所述方法的特征在于，所述将接合剂(17)施加到所述胎身(5)的所述外侧面⑷的步骤包括如下步骤使用三维扫描器(1 获取所述胎身( 的所述外侧面的三维轮廓； 通过分析所述胎身(5)的所述外侧面(4)的所述三维轮廓来确定所述外侧面(4)中的所述孔和/或坑(7)的位置；以及通过将所述孔和/或坑(7)的位置提供给电控制的自动施料器(16)，将接合剂(17)施加到所述胎身(5)的所述外侧面中的所述孔和/或坑(7)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将接合剂(17)施加到所述胎身(5) 的所述外侧面的步骤包括如下步骤在打磨之前，使用所述三维扫描器(1 确定所述胎身( 的所述外侧面(4)的第一三维轮廓；在打磨之后，使用所述三维扫描器(1 确定所述胎身( 的所述外侧面(4)的第二三维轮廓；以及通过将所述第二三维轮廓与所述第一三维轮廓进行比较以确定几何不连续性来确定所述胎身(5)的所述外侧面⑷中的所述孔和/或坑(7)的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述胎身(5)的所述外侧面⑷的每一个三维轮廓均由矩阵来限定，所述矩阵识别所述外侧面(4)上的每一个点并且提供所述外侧面(4)上的每一个点与所述三维扫描器(12)之间的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤当打磨后所述胎身(5) 的所述外侧面(4)上的点与所述三维扫描器(1 之间的距离增大时，识别出在该点处存在孔和/或坑(7)。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述电控制的自动施料器 (16)包括用于喷射所述接合剂(17)的喷射装置(18)；和支撑所述喷射装置(18)的电控制的致动器(19)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述将接合剂(17)施加到所述胎身(5)的所述外侧面的步骤包括如下步骤将所述胎身(5)安装于用于使所述胎身(5)绕其纵向轴线转动的动力驱动的轮毂 (13)，所述轮毂(13)具有用于实时测量所述胎身(5)的角位置的角度编码器(14)；将所述三维扫描器(12)和所述施料器(16)放置在安装于所述轮毂(13)的所述胎身 (5)的所述外侧面(4)前方的固定位置；以及使所述胎身( 转动经过所述三维扫描器(1 和所述施料器(16)以获取所述胎身(5)的所述外侧面(4)的所述三维轮廓，以及施加所述接合剂(17)。
7.一种用于翻新轮胎(2)的系统(1)，所述系统(1)包括去除站(3)，其用于从所述轮胎(2)去除已磨损的胎面以露出所述轮胎(2)的胎身(5) 的外侧面⑷；打磨填充站(6)，其用于打磨所述胎身(5)的所述外侧面(4)以去除任何局部损伤，因此导致在所述外侧面⑷中形成孔和/或坑(7)；用于将接合剂(17)施加到所述胎身(5) 的所述外侧面(4)；并且用于随后用生胶填充所述胎身(5)的所述外侧面(4)中的所述孔和/或坑(7)；卷绕站(8)，其用于绕着所述胎身(5)的所述外侧面⑷卷绕生胶垫(9)和胎面胶片 (10)；和固化站(2)，其用于使所述轮胎(2)固化； 所述系统(1)的特征在于，所述打磨填充站(6)包括 三维扫描器(12)，其用于获取所述胎身(5)的所述外侧面(4)的三维轮廓； 控制单元(15)，其用于通过分析所述胎身(5)的所述外侧面(4)的所述三维轮廓来确定所述外侧面(4)中的所述孔和/或坑(7)的位置；和自动施料器(16)，其由起到定位所述孔和/或坑(7)功能的所述控制单元(15)电控制，以便将接合剂(17)施加到所述胎身(5)的所述外侧面⑷中的所述孔和/或坑(7)。
8.根据权利要求7所述的系统(1)，其特征在于，所述控制单元(15)在打磨之前，使用所述三维扫描器(12)来确定所述胎身(5)的所述外侧面(4)的第一三维轮廓；在打磨之后，使用所述三维扫描器(12)来确定所述胎身(5)的所述外侧面(4)的第二三维轮廓；并且通过将所述第二三维轮廓与所述第一三维轮廓进行比较以确定几何不连续性来确定所述胎身(5)的所述外侧面⑷中的所述孔和/或坑(7)的位置。
9.根据权利要求8所述的系统(1)，其特征在于，所述胎身(5)的所述外侧面⑷的每一个三维轮廓均由矩阵限定，所述矩阵识别所述外侧面(4)上的每一个点并且提供所述外侧面(4)上的每一个点与所述三维扫描器(12)之间的距离。
10.根据权利要求9所述的系统(1)，其特征在于，当打磨后所述胎身(5)的所述外侧面(4)上的点与所述三维扫描器(12)之间的距离增大时，所述控制单元(15)识别出在所述点处存在孔和/或坑(7)。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述电控制的自动施料器(16)包括用于喷射接合剂(17)的喷射装置(18)；和支撑所述喷射装置(18)的电控制的致动器(19)。
12.根据权利要求7至11中的任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述打磨填充站(6)包括用于使所述胎身(5)绕其纵向轴线转动的动力驱动的轮毂(13)，所述轮毂(13)具有用于实时测量所述胎身(5)的角位置的角度编码器(14)；并且所述三维扫描器(12)和所述施料器(16)被放置在安装于所述轮毂(13)的所述胎身(5)的所述外侧面⑷前方的固定位置。
全文摘要
一种用于翻新轮胎(2)的方法及系统(1)，其中从轮胎(2)去除已磨损的胎面以露出胎身(5)的外侧面(4)；打磨胎身(5)的外侧面(4)，因此导致形成孔和/或坑(7)；通过三维扫描器(12)获取外侧面(4)的三维轮廓；通过分析三维轮廓来确定外侧面(4)中的孔和/或坑(7)的位置；通过将孔和/或坑(7)的位置提供给电控制的自动施料器(16)，仅在外侧面中的孔和/或坑(7)施加到接合剂(17)；用生胶填充孔和/或坑(7)；绕着胎身(5)的外侧面(4)卷绕生胶垫(9)和胎面胶片(10)；以及使轮胎(2)固化。
文档编号G01B11/24GK102481743SQ201080038451
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年7月22日
发明者L·雷里奥 申请人:株式会社普利司通
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
