專利名稱：用于由胎冠厚度變化預測和控制輪胎均勻性參數(shù)的方法
技術領域：
本主題總體涉及用于使用胎冠厚度變化測量結果來描述輪胎均勻性性能參數(shù)(例如徑向跳動、不均勻質(zhì)量分布和高速徑向力變化)的不同的諧波分量的特性的技術。對這種輪胎均勻性參數(shù)以及其它的特性描述和預測可以用于隨后對制造的產(chǎn)品進行特性描述或校正并且/或者改進其制造方面。
背景技術：
輪胎非均勻性涉及相對于輪胎旋轉軸線在質(zhì)量、幾何或剛度特性方面的對稱(或不對稱)。傳統(tǒng)的輪胎成型方法遺憾地具有在輪胎中產(chǎn)生非均勻性的多種機會。在輪胎旋轉期間，輪胎結構中存在的非均勻性在輪軸處產(chǎn)生周期性變化的力。當這些力變化作為顯著振動被傳輸?shù)杰囕v和車輛乘員時，輪胎非均勻性是重要的。這些力通過車輛的懸掛被傳輸并且可以在車輛的座椅和方向盤中感受到或者作為乘客室中的噪聲被傳輸。被傳輸?shù)杰囕v乘員的可感知振動的量已經(jīng)被分類成輪胎的“乘坐舒適性”或“舒適性”。即使當輪胎在似乎相同的工藝條件下成型時，多種不同的因素仍然能夠造成輪胎中存在不均勻性。這種因素的例子包括產(chǎn)品起點的位置以及/或者用于多個復雜的輪胎成型產(chǎn)品和/或步驟中的一個或多個的接頭重疊位置。示例性產(chǎn)品包括澆注簾布層、帶束層、鋼絲圈、內(nèi)襯、胎面和其它的橡膠層。涉及這些和其它產(chǎn)品的步驟包括將這些產(chǎn)品應用于模殼(form)或鼓、將所獲得的生胎放置在模具或沖床中并且使生胎經(jīng)受熱和壓力，以使橡膠產(chǎn)品成形和固化并將材料結合成整體單元。輪胎均勻性特性或參數(shù)大體被分類成尺寸或幾何變化(徑向跳動(RRO)和側向跳動(LRO))、質(zhì)量變化或不均勻質(zhì)量分布、和軋制力變化(徑向力變化、側向力變化和切向力變化，有時也被稱為縱向或前后力變化)。在高速下測量上述參數(shù)中的一個或多個提供輪胎的高速均勻性(HSU)特性。均勻性測量機通常通過以定位在輪胎輪轂處或負重輪等中的測力傳感器測量力來計算上述和其它的均勻性特性。汽車工業(yè)中特別感興趣的一種均勻性參數(shù)類型與大體高速(例如超過大約25mph的速度)下的徑向力變化相對應。多個輪胎制造商已經(jīng)開始通過解決高速徑向力變化(HSRFV)來實施或者被迫實施HSU控制。然而，直接測量包括HSRFV在內(nèi)的輪胎HSU參數(shù)是困難和成本相當高的，從而使得工業(yè)控制相當困難。為了避免在工廠設置中與直接高速均勻性測量相關聯(lián)的費用和困難，輪胎工業(yè)中的一些已經(jīng)專注于通過使更易于獲得的低速均勻性(LSU)測量結果與各種HSU屬性相關來預測HSU。這些相關性在本質(zhì)上處于從純現(xiàn)象學到純統(tǒng)計學的連續(xù)范圍中，但是很多相關性僅獲得有限的成功。美國專利N0.5，396，438 (Oblizajek)中公開了在預測輪胎HSU方面的一種已知的努力，其基于多個低速參數(shù)(例如，如在低速均勻性機上獲得的徑向跳動(RRO)、瞬時滾動半徑(IRR)、和徑向力變化(RFV))來預測HSU。美國專利N0.6, 065, 331 (Fukasawa)中可以找到與高速均勻性的方面相關的又一個例子，其基于低速均勻性測量結果來預測高速均勻性的高階分量。
本申請人所擁有的美國專利N0.7,082,816 (Zhu)中公開了預測和控制輪胎HSU的另一種已知的技術。在Zhu ‘816專利中，公開了用于基于通過將輪胎表示成大體圓形柔性環(huán)而推導出的函數(shù)模型來描述輪胎的不均勻質(zhì)量分布和高速均勻性二者的特性的技術。盡管該方法已經(jīng)被證明是有價值的，但是Zhu ‘816專利中所采用的函數(shù)模型有時可能難于在實踐中實施。此外，這種模型并不考慮胎冠變形的某些方面。此外，將輪胎建模成簡單環(huán)無法考慮在跨過輪胎胎冠的側向位置的范圍內(nèi)的輪胎結構和性能的差異。最后，這種模型有時缺乏靈活性和易于實施性，原因是這種模型被鎖定到具有與其相聯(lián)系的各種參數(shù)假設的現(xiàn)象學模型中。盡管用于描述輪胎高速徑向力變化和不均勻質(zhì)量分布的特征并且影響輪胎制造的相關方面的已知技術已得到相應發(fā)展，但是尚未出現(xiàn)大體包括如下文根據(jù)主題技術所提出的所有的期望特性的設計。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到在現(xiàn)有技術中遇到并且通過本主題解決的公認的特征，已經(jīng)提供了用于基于其它的測量值(例如胎冠厚度變化)來電子預測某些輪胎參數(shù)(例如高速徑向力變化和不均勻質(zhì)量分布)的改進的方法。本主題的一個示例性實施例涉及由測量所得的輪胎胎冠厚度變化的水平來電子確定輪胎的均勻性參數(shù)(例如不均勻質(zhì)量分布或徑向跳動)的方法。這種方法可以包括多個步驟，其中包括測量輪胎的胎冠厚度變化、確認與輪胎相關聯(lián)的一個或多個輪胎參數(shù)、以及由測量所得的胎冠厚度變化和已確認的輪胎參數(shù)來電子計算輪胎的一個或多個均勻性參數(shù)(例如，不均勻質(zhì)量分布和/或徑向跳動)。在更具體的實施例中，與輪胎相關聯(lián)的一個或多個輪胎參數(shù)包括輪胎密度(P )、寬度(W)、半徑(Rtl)和剛度系數(shù)(K: ) 當使用測量所得的厚度變化(th)和選定的輪胎參數(shù)來測量一個或多個諧波(h)的不均勻質(zhì)量分布(UMDh)時，能夠使用以下的計算模型:
權利要求
1.一種基于測量所得的胎冠厚度變化來電子確定輪胎的均勻性參數(shù)的方法，所述方法包括: 在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化； 確認與所述輪胎相關聯(lián)的一個或多個輪胎參數(shù)；以及 由測量所得的胎冠厚度變化和已確認的輪胎參數(shù)來電子計算所述輪胎的一個或多個均勻性參數(shù)，其中所述一個或多個均勻性參數(shù)包括所述輪胎的不均勻質(zhì)量分布和所述輪胎的徑向跳動中的一個或多個。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括測量所述輪胎的胎面部分的輪廓表面。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括在胎冠部分被設置在中間成形鼓上之后獲得所述胎冠部分的表面測量結果。
4.根據(jù)權利要求1中所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括獲得輪胎胎體的表面測量結果并且獲得胎體加胎冠的表面測量結果且通過減去已獲得的測量結果來確定所述胎冠厚度變化。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括從在沿周向測量所述輪胎的外部表面的表面位置時所獲得的相應的波形減去在沿周向測量所述輪胎的內(nèi)部表面的表面位置時所獲得的波形。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中與所述輪胎相關聯(lián)的所述一個或多個輪胎參數(shù)包括輪胎密度(P )、寬度(W)和半徑(Rtl )。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述電子計算一個或多個均勻性參數(shù)的步驟包括使用以下模型計算一個或多個諧波(h)的不均勻質(zhì)量分布(UMDh):
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述一個或多個輪胎參數(shù)還包括剛度系數(shù)(K:)，并且其中所述電子計算一個或多個均勻性參數(shù)的步驟包括使用以下模型計算一個或多個諧波(h)的徑向跳動(ARROh):
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述方法還包括基于電子計算出的不均勻質(zhì)量分布或徑向跳動的水平來電子確認與所述輪胎相關聯(lián)的質(zhì)量特性的步驟。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述方法還包括校正步驟，所述校正步驟包括對所述輪胎磨削或增加額外質(zhì)量中的一種或多種以降低在所述輪胎中已確認的不均勻質(zhì)量分布或徑向跳動的水平、或者基于對電子計算出的胎冠厚度變化所致的不均勻質(zhì)量分布或徑向跳動的獲知，成型新的輪胎，來改進不均勻質(zhì)量分布或徑向跳動。
11.一種基于測量所得的胎冠厚度變化來電子確定輪胎的高速徑向力變化的方法，所述方法包括:在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化； 在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的低速徑向力變化； 確認與所述輪胎相關聯(lián)的一個或多個輪胎參數(shù)；以及 由所述測量所得的胎冠厚度變化、測量所得的低速徑向力變化和已確認的輪胎參數(shù)來電子計算所述輪胎的所述高速徑向力變化。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括測量所述輪胎的胎面部分的輪廓表面。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括在胎冠部分被設置在中間成形鼓上之后獲得所述胎冠部分的表面測量結果。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括獲得輪胎胎體的表面測量結果并且獲得胎體加胎冠的表面測量結果且通過減去已獲得的測量結果來確定所述胎冠厚度變化。
15.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述在輪胎測量裝置上測量所述輪胎的所述胎冠厚度變化的步驟包括從在沿周向測量所述輪胎的外部表面的表面位置時所獲得的相應的波形減去在沿周向測量所述輪胎的內(nèi)部表面的表面位置時所獲得的波形。
16.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中與所述輪胎相關聯(lián)的所述一個或多個輪胎參數(shù)包括輪胎密度(P)、寬度(W)、半徑(Rtl)、第一剛度系數(shù)(K)、第二剛度系數(shù)(Kzz)、轉速(ω)、阻尼比U)、和固有頻率(Ω0)。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述電子計算高速徑向力變化(HSRFVh)的步驟包括使用以下模型計算一個 或多個諧波(h)的這種高速徑向力變化:
18.根據(jù)權利要求11所述的方法，所述方法還包括基于電子計算出的高速徑向力變化的水平來電子確認與所述輪胎相關聯(lián)的質(zhì)量特性的步驟。
19.根據(jù)權利要求11所述的方法，所述方法還包括對所述輪胎磨削或增加額外質(zhì)量的步驟，以降低在所述輪胎中已確認的高速徑向力變化的水平。
20.根據(jù)權利要求11所述的方法，所述方法還包括基于對電子的高速徑向力變化的獲知，成型新的輪胎，以改進高速徑向力變化的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供用于利用例如輪胎胎冠厚度變化的其它測量結果來預測例如不均勻質(zhì)量分布、徑向跳動和高速徑向力變化的均勻性參數(shù)的改進的并且易于實施的方法。當計算高速徑向力變化時，也對低速徑向力變化進行測量。能夠根據(jù)所采用的特定的輪胎制造過程來以不同的方式測量輪胎胎冠厚度變化。通過電子確定所導致的均勻性參數(shù)，能夠通過校正以解決均勻性水平來改進輪胎。此外，能夠通過改變相對于輪胎的其它方面和/或輪胎制造過程中所導致的輪胎胎冠厚度變化的位置來改進輪胎制造。
文檔編號G01M17/02GK103238051SQ201080070452
公開日2013年8月7日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者J·M·弗拉芒, V·S·尼克爾森, A·F·托馬斯, J·M·特雷勒 申請人:米其林集團總公司, 米其林研究和技術股份有限公司