CN1695935A - 获得轮胎胎面的方法 - Google Patents

Abstract

获得胎面21的方法，所述胎面包括一个由侧面轴向限定边界的行驶表面、一个沟槽61和一个径向位于行驶表面之下且朝向胎面21的至少一个侧面以及在61沟槽的至少一个侧壁15上开口的通道，所述方法包括以下步骤：(a)模制该胎面21，该通道延伸到沟槽61内，从而使一个平面101与通道开口所在的侧壁15上位于通道径向外侧的部分局部相切，该平面将通道分成两部分115和215；和(b)用一个切割工具按照沟槽61的轮廓切除沟槽61内通道周围模制形成的混合物的至少一部分。

Description

获得轮胎胎面的方法

技术领域

本发明是关于制造轮胎或轮胎胎面的方法。

定义

在本文献里，术语“轴向”和“轴向的”指的是一个大致平行于轮胎旋转轴线的方向。当这些术语应用在一个胎面上时，它们指的是当胎面装配在轮胎上时平行于该轮胎旋转轴线的方向。换句话说，轴向是同时垂直于胎面厚度以及胎面圆周的方向。

术语“径向”和“径向的”指的是一个平行于与轴向相垂直的矢量的方向，且其与轮胎旋转轴线相交。当这些术语应用在一个胎面上时，它们指的是当胎面装配在轮胎上时平行于与轮胎旋转轴线相垂直的矢量的方向并且包含一个位于轮胎旋转轴线上点的方向。换句话说，径向是一个平行于胎面厚度的方向。

术语“圆周”和“圆周的”指的是同时垂直于轴向和径向的方向。

轮胎胎面的“行驶表面”应该被理解成当轮胎滚动时由胎面与地面相接触的点构成的表面。

轮胎胎面的“侧面”表示胎面上从行驶表面的轴向末端延伸到轮胎侧壁上的表面的任意部分。当考虑到一个未安装到轮胎上之前的胎面上时，侧面包含胎面上连接行驶表面轴向边缘之一和被设计成与轮胎胎体相接触的表面之间的表面部分。

“销”应被理解成任意模制元件，其被设计成用来模制一个空腔，该空腔的至少一部分位于模制行驶表面的模制表面之下并且该空腔朝向胎面的至少一个侧面上开口，且不对其几何形状进行限制。

“通道”表示由一个销模制成的空腔。

通道的“内侧面”表示由胎面的点构成的表面，这些点在将销从模具中取出之前与销表面相接触。

“混合物”或“橡胶混合物”表示一含有至少一种弹性体和填料的橡胶组合物。

“沟槽”表示在胎面上模制形成并且由混合物侧壁确定出横向边界的凹陷处，分隔这些侧壁的平均宽度等于至少2mm。

“突起”表示位于胎面的一个沟槽与模制在胎面上的一个通道之间交界处的一定量的混合物，并且在通道开口所在的沟槽侧壁的表面的一部分上形成一个突出部分，位于该通道的径向外侧。

在这里术语“轮胎”表示任意类型的弹性壳体，无论其充气与否以及其是否在使用过程中受到一个内压力。

背景技术

长期以来都知道位于轮胎行驶表面之下并且在胎面侧面上开口的通道可以改善轮胎特性，特别是当轮胎很厚时。这些通道改变了胎面的发展模式，由于随着轮胎的磨损它们将会暴露在胎面的表面上，从而可以在不牺牲新胎面刚度的前提下改善其在湿路面上的抓地力。此外，该通道还有利于冷却轮胎的胎肩部分(通过通风效应)，因而可以提高其耐久性。当该通道不仅仅在胎面侧面上开口并且也在胎面沟槽上开口时会放大这种热效应。

专利申请EP1232852描述了用在一种含有这类通道的胎面上的模具和模制方法。该模具包括可以径向移动的、且带有用来模制沟槽的***的胎冠部分，和可以径向及轴向移动的胎肩部分，其中至少某些部分上具有用来模制轴向通道的销。在一个优选实施方式中，在将销刺入构成胎面的混合物过程中，这些销与该***相接触，以防止所要模塑的混合物产生压力。

这种模制方法已证实了其有效性；然而在使用中，已发现一个混合物薄膜会任意形成在销表面与销所要接触的***之间。这种薄膜的形成主要由模制高压(10bar量级)所产生，该高压会促使混合物流入到销与***间隙的剩余空间中。除了别的因素，该薄膜的尺寸是由于模具组件的制造公差、热条件、使用条件以及模具组件的磨损所产生的。在专利申请EP1232852所描述的模具中，该薄膜在销的轴向抽出过程中不必破裂，在胎冠的径向抽出过程中亦不必。如果该薄膜保持完整或者部分地处于适当的位置上，其会挡住连接该通道与该沟槽的孔；因此，该通道在排水以及降低其周围轮胎部件特别是轮胎胎肩部分工作温度上的作用会被削弱，甚至不起作用。

在其它模具中同样也发现相同的问题。专利EP925907描述了一种用来模制轮胎胎面部件的带有销的模具，该模具包括至少一个被设计用来在胎面上模制出一个凹陷部分的模制元件，该凹陷部分的两个主要壁面具有至少一个连接这些壁面的连接件。该模制元件包括一个第一部分和一个第二部分：该第一部分作为支撑件，该第二部分包括至少一个被设计成与该第一部分组装的销，从而可以形成至少一个孔，以模制出连接该凹陷部分主要壁面的连接件。在支撑件上销定位所需的间隙导致混合物薄膜的产生。由于当销抽出时只有部分的薄膜破裂，其提出在各销通道以及在各销上设有螺纹，从而使各销可以螺紧在其位置上。这显著减少了穿过各通道的混合物的量。此外，当旋开销时施加在各销上的旋转运动会进行剪切，从而使各销与销通道之间的薄膜破裂。这种解决方案的缺点在于其必须使用螺进销和旋出各销的装置，这使得模制和脱模过程过于复杂。这种解决方案的另一个缺点是其限制了各销的几何形状，因为螺纹区域必须是圆柱形的。

专利EP1275527也提到了硫化之前在两个模制元件之间混合物薄膜的形成，并且建议在模制元件的端部上设置尖锐的刀刃，以在其形成时的移动过程中从胎面上去除掉少量的混合物。

发明内容

本发明旨在获得一种径向位于轮胎胎面的行使表面之下且朝向胎面侧面开口并且在胎面至少一个沟槽的至少一个侧壁上开口的通道，并且不会被混合物薄膜挡住。

这样本发明的一个原理就是在一个容易到达的区域上产生一个模制“缺陷”，从而使其可以很容易的被除去。

通过提供这样一种方法来实现该目的：该方法用于获得一种由混合物制成的胎面，所述胎面包括一个由侧面轴向限定边界的行驶表面、至少一个被两侧壁限定边界的沟槽，和至少一个径向位于行驶表面之下且朝向胎面的至少一个侧面开口以及在至少一个沟槽的至少一个侧壁上开口的通道，所述方法包括以下步骤：

—模制该带有至少一个沟槽和至少一个通道的胎面，该通道在所述胎面的至少一个侧面上开口，所述通道以如下方式延伸到沟槽内：其至少一个平面与通道开口所在的至少一个侧壁上位于通道径向外侧的部分部分地相切，该平面将通道分成两部分。

—在硫化过程之后，切除沟槽内通道周围模制形成的混合物的至少一部分。

所述切除步骤是在轮胎或胎面脱模之后进行的；可以通过切削、撕掉、低温处理后的机械力或者通过任意其它已知的方式来完成。优选将所要除去的混合物部分的尺寸限定为所用切除方式的函数。当采用低温处理后进行切除时优选采用较薄的薄膜(厚度小于0.5mm)，当不用这种处理时优选采用较厚的薄膜(厚度大于0.5mm)。

在一个优选实施例中，该通道通过一个突起延伸到沟槽中。优选地，该至少一个平面与通道内表面上最靠近与突起所在侧壁相对的侧壁的点之间的轴向距离大于沟槽平均厚度的20％，其中该平面与构成突出部分的突起所在的侧壁上、通道径向外侧的部分相切。这使得在切除步骤中容易到达该突起。

在另一个优选实施例中，该通道穿过所述沟槽，从而使该通道的第一部分在胎面侧面上和沟槽侧壁上都开口，且该通道的另一部分相对于该第一部分在沟槽对面的侧壁上开口。该实施例的优点在于沟槽内模制在通道周围的混合物部分可在脱模过程中破裂；从而即便在切除工序进行之前就可以初始形成一个开口。

在另一个优选实施例中，在模塑阶段的最后，所述沟槽内通道周围的所有混合物都在切除步骤中除去。这样在切除步骤之后沟槽内通道周围就不存在混合物部分也不会阻挡通道了。

优选地，可以在轮胎旋转时通过伸入沟槽内的刀刃或砂轮，或者通过一个激光束按照沟槽的轮廓来进行切除工序。这是根据本发明方法的主要优点之一：可以通过转动轮胎和在沟槽内伸入一个切除工具来到达整个模塑“缺陷”。现有技术(GB252598)知道在通道内形成毛刺的原理，但是为了切除毛刺，切割装置不得不伸入每个通道内，这使得该方法繁重且昂贵。

根据本发明的方法的效果完全定位在混合物薄膜所在的沟槽内，其中混合物薄膜是在模塑阶段中形成在模制通道的销和模制沟槽的***之间的交界处的。如果该效果是通过一个在径向方向上被模制沟槽的***限制住的销得到的，那么在从模具上抽出的过程中为了可以得到一个准确的效果，就必须在径向抽出胎冠部分之前至少部分地轴向抽出销，其中胎冠部分包含有模制沟槽的***，且销插在其内。

附图说明

本发明将在结合附图的说明中进行更好的理解，附图中：

图1表示处于敞开状态时模具的一部分以及轮胎在模制前的相应部分的径向截面示意图。

图2表示在模具闭合后模具一部分的径向截面示意图，其中一个销完全径向穿入到轮胎胎面内。

图3表示处于局部打开状态模具的一部分的径向截面示意图，其中一个销在轮胎模制阶段后已进行轴向移动。

图4表示处于打开状态时模具一部分的径向截面示意图，其中其胎冠部分已径向移开，以及模制轮胎的相应部分。

图5表示模制轮胎的一部分和一个切割装置的径向截面示意图，该切割装置用于除去挡住轮胎通道的混合物突起。

图6表示切掉挡住轮胎内部通道的突起之后模制轮胎的一部分的径向截面示意图。

图7示意性地表示出了挡住通道开口的突起，其中该通道在胎面沟槽的一个侧壁上开口。

图8示意性地表示出了切割工序之后，开口开在胎面沟槽侧壁上的通道的开口。

图9至13是在脱模之后和切割工序之前胎面的一部分在轴向上的示意性代表图。

具体实施方式

图1表示处于敞开状态时的模具20一部分以及轮胎1在模制前的相应部分的径向截面示意图。在该局部剖面图中可以看到一个模具的胎冠部分30，其带有一个***40，该***用于在轮胎1的胎面2上模制出一个沟槽。该胎冠部分30可以相对于外壳50径向移动，该外壳50可以通过公知的方式来模制出轮胎1的侧壁。模具的胎肩部分60用于模制出胎面2的侧面4，该胎肩部分60带有一个销70，销70用来模制出一个在轮胎行驶面3下方的通道。该胎肩部分60可以相对于胎冠部分30径向和轴向移动。在图示情况中，销70进入胎冠部分30上***40的一个凹陷部分中，但该特征不是根据本发明方法的一个限制性特征，下面将对其进行更清楚地解释。

图2表示在模具闭合后的模具20的一部分以及轮胎1相应部分的径向截面示意图。用来在轮胎的行驶表面3之下模制出一个通道的所述销70和用来模制出胎面2的沟槽的***40都刺入到胎面2的未硫化混合物中。

图3示意性地表示出脱模的第一阶段：壳体50和带有销70的胎肩部分60进行轴向移动(沿箭头所示的方向)，从而将销70从胎冠部分30上***40的凹陷部分中以及从轮胎1的胎面2中拔出。从而可以看到由销70模制出的且朝向胎面2的侧面4上开口的通道5。

图4示出了从模具上抽出的第二阶段之后模具20的一部分以及轮胎1的相应部分：胎冠部分30进行一个径向移动(沿箭头所示方向)，从而将***40从轮胎1胎面2所模制出的沟槽6中抽出。该沟槽6不与通道5相通，因为少量的混合物渗入了销70与***40之间间隙所形成的空间内，从而在沟槽6的侧壁8上构成了一个突起7。

在该代表性情况中，销70必须在抽出胎冠部分30之前至少部分地抽出。该实施例是非限制性的。取决于销70和***40的几何形状，上述模具抽出阶段可以颠倒或者同时进行。

图5示意性地表示出了根据本发明方法的第二阶段。在模制阶段之后，削掉在沟槽6的侧壁8上的突起7，从而形成一个连接沟槽6和通道5的小孔。通过一个绕轴线81转动的砂轮80来进行切削。当然，也可以使用其它的切削工具例如刀刃或者激光束。

图6示意性地表示出了切掉形成沟槽6的侧壁8上的***7(图5)之后的轮胎1的部分。由于除去了***7的端部，从而形成了一个孔9来连接沟槽6和通道5。在该情况中没有切掉整个混合物薄膜；还保留了一个从通道延伸到沟槽6中的壁面10。该实施例是非限制性的：实际上可以优选除去沟槽6内的整个混合物薄膜。

图7和8表示出了图5中沟槽6侧壁8上的突起7的透视图，分别表示在根据本发明方法的切除步骤之前和之后的状态。可以看到从通道5延伸到沟槽6中的壁面10。

图9至13是根据本发明的方法所得到的胎面的示意图，均在该方法的第二阶段之前。

图9表示胎面21含有沟槽61和通道的部分，该通道从位于胎面21侧面上的孔91延伸到沟槽61的内侧。该通道在沟槽61的侧壁15上开口但未穿过该沟槽：其一个端部构成了在沟槽内的突起。可以看到与通道开口所在侧壁上位于通道径向外侧的部分15局部相切的平面101的迹线。该迹线将通道分成两部分115和215。在该情况中平面101与通道内侧面最靠近对面壁面51的点之间的轴向距离大于沟槽平均宽度L的50％。在图示实施例中，在沟槽61内侧的通道周围混合物的厚度是一样的。当然，这不构成对该方法的限制。当混合物未完全填充模制通道的销与模制沟槽61的***之间的全部间隙空间时，该厚度可以是变化的，甚至可以存在连通通道和沟槽的孔。

图10表示包含沟槽62和通道的另一个胎面22的部分，其中通道从位于胎面22侧面上的孔92延伸到沟槽62的内侧。和前面的实施例一样，该通道在沟槽62的侧壁27上开口但未穿过该沟槽：其一个端部构成了在沟槽内的突起。平面102的迹线部分相切于通道开口所在侧壁上位于通道径向外侧的部分27，该迹线将通道分成两部分125和225。该用来制得胎面22的模具具有以下优点：其不用必须在抽出用来模制行驶表面及沟槽62的胎冠部分之前即使是部分地抽出用来模制通道的销。

图11表示包含沟槽63和通道的另一个胎面23的部分，其中通道从位于胎面23侧面上的孔93延伸到沟槽63的内侧。与前两个实施例相反，该通道穿过沟槽63：当混合物填充到模制通道的销与模制沟槽63的***之间间隙的剩余空间时，其形成了一个从侧壁35向相对侧壁53延伸的薄膜73。在抽出模制沟槽63的***过程中，该薄膜73变形然后破裂。如果在模塑过程中，混合物未完全填满模制通道的销与模制沟槽63的***之间间隙的剩余空间时，***的抽出可能不会撕破薄膜73。平面103的迹线与通道径向外侧的部分35局部相切，该迹线将通道分成两个部分135和235。

显然，根据本发明的方法可以在同一个胎面中得到与某些沟槽相交且只在其它沟槽的一个侧壁上开口的通道。图12概略地示出了根据本发明方法得到的胎面25。该胎面25具有三个沟槽65、67、68和一个通道155，该通道155从位于胎面25侧面上的孔95延伸到胎面25的轴向中心。通道155穿过沟槽65并终止在沟槽67内。在将模制沟槽65的***抽出的过程中，沟槽65内的通道155周围的薄膜75变形并然后撕裂。在根据本发明方法的第二阶段中，切掉沟槽65和67内的混合物薄膜75和77。

如图13所示，根据本发明的方法可以得到一个含有通道165的胎面26，该通道165朝向胎面的两个侧面46开口，并且穿过所有的沟槽66。在根据本发明方法的第二阶段中，切掉各沟槽66内的混合物薄膜76。

本领域技术人员可以理解本发明原理可以同样很好地应用在只需要在胎面的一个侧面4上(图1)或者在两个侧面上模制通道的情况中。在相对侧面上的通道可以对称布置或者不对称布置。胎冠部分30可以覆盖胎面的整个宽度或者只覆盖其一部分。

通道5的数目和其精确几何形状由最终胎面所需的最终功能决定。各部分可以具有几个销70，或者相反，某些部分可以根本不要销70。

还可以让带有销70的胎冠部分30具有可以相对于胎冠部分30轴向移动的销70。

通道5可以轴向布置或者沿相对于轮胎轴线倾斜布置。同样，至少一个通道的径向截面可以沿通道的最大尺寸方向变化。

根据本发明的方法允许所得到的胎面是或者不是环形的，为有限长度或者相反为准无限长度，连续的且平的。其不仅可以制造用于轮胎生产或者修补中的胎面，还可以制造橡胶履带。

Claims (8)

1.获得用橡胶混合物制成的轮胎(1)胎面(2；21；22；23；25；26)的方法，所述胎面(2；21；22；23；25；26)包括一个由侧面(4；46)轴向限定边界的行驶表面(3)，至少一个被两侧壁(15，51；27，72；35，53)限定边界的沟槽(6；61；62；63；65；66；67)，和至少一个径向位于行驶表面(3)之下且朝向胎面(2；21；22；23；25；26)的至少一个侧面(4；46)开口并且在至少一个沟槽(6；61；62；63；65；66；67)的至少一个侧壁(15，51；27，72；35，53)上开口的通道，所述方法包括以下步骤：

-模制该带有至少一个沟槽(6；61；62；63；65；66；67)和至少一个通道(5；155；165)的胎面(2；21；22；23；25；26)，该通道朝向所述胎面(2；21；22；23；25；26)的至少一个侧面(4；46)开口，所述通道(5；155；165)以如下方式延伸到沟槽(6；61；62；63；65；66；67)内：至少一个平面将通道(5；155；165)分成两部分(115，215；125，225；135，235)，该平面与通道(5；155；165)开口所在的至少一个侧壁(15，51；27，72；35，53)上的、位于通道(5；155；165)径向外侧的部分部分地相切。

-在硫化过程之后，切除沟槽(6；61；62；63；65；66；67)内侧通道(5；155；165)周围模制形成的混合物的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通道(5；155；165)通过一个突起(7)延伸到沟槽(6；61；62；67)内。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在至少一个平面(101；102；103)与通道(5；155)内表面上最靠近沟槽(6；61；62；67)侧壁(51；72)的点之间的轴向距离(d)大于沟槽(6；61；62；67)平均厚度(L)的20％，其中该平面与构成突出部分的突起(7)所在的侧壁(8；15；27)上、通道(5；155)径向外侧的部分地相切，该侧壁(51；72)与构成突出部分的突起(7)所在的侧壁相对。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该通道(155；165)穿过所述沟槽(63；65；66)，从而使该通道(155；165)的第一部分(135)朝向胎面侧面开口和在沟槽(63；65；66)侧壁(35)开口，而该通道(155；165)的另一部分(235)与该第一部分相反在沟槽的对面侧壁(53)上开口。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，在模塑阶段的最后，围绕所述沟槽(6；61；62；63；65；66；67)内的通道(5；155；165)的所有混合物都在切除步骤中除去。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，切除工序是在轮胎(1)旋转时通过伸入沟槽(6；61；62；63；65；66；67)内的刀刃工具按照沟槽(6；61；62；63；65；66；67)的轮廓来切割来进行的。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，切除工序是在轮胎(1)旋转时通过伸入沟槽(6；61；62；63；65；66；67)内的砂轮(80)按照沟槽(6；61；62；63；65；66；67)的轮廓而进行的。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，切除工序是在轮胎(1)旋转时通过一个激光束按照沟槽(6；61；62；63；65；66；67)的轮廓来进行的。

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