用于改進激進的胎面設計的均勻性和耐久性的方法和輪胎的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種帶有在均勻性方面具有改進的激進的胎面特征的輪胎以及用于制造這種輪胎的方法和裝置，該均勻性方面的改進還能夠改進耐久性。該輪胎及其制造方式能夠?qū)崿F(xiàn)可能在模制大塊胎面花紋塊期間出現(xiàn)的某些非均勻性的減少或消除。減少或去除這些非均勻性能夠改進溫度性能以提供提高的輪胎耐久性。
【專利說明】用于改進激進的胎面設計的均勻性和耐久性的方法和輪胎
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有激進的胎面花紋的輪胎及其制造方法，以改進均勻性并且提高耐久性。
【背景技術】
[0002]總體而言，輪胎典型地通過將多個層建造到輪胎成型鼓上來大規(guī)模制造輪胎。所述層例如可以包括胎體以及提供輪胎結構的其它材料。這些層的側面被翻起以產(chǎn)生呈未固化的輪胎中間體形式的環(huán)。胎面橡膠的層或一部分隨后被增加到輪胎中間體，以產(chǎn)生有時被稱為的所謂生胎。隨后通過在硫化機中增加熱和壓力來固化生胎。
[0003]硫化機的壁典型地包括模具特征，以用于將胎面設計或胎面花紋模制成生胎的胎面部分。這些模具特征可以例如提供各種形狀和構造的胎面花紋塊，所述胎面花紋具有將所述胎面花紋塊彼此分開的一個或多個凹槽。也可以向胎面花紋塊增加各種刀槽花紋或薄片(IamellesX
[0004]通過激進的胎面設計，在上文概述的傳統(tǒng)的制造過程中可能遇到對輪胎均勻性的挑戰(zhàn)。如本文中所使用的，“激進的”特別是指沿輪胎的胎面部分具有深(沿徑向方向)且有時大塊的胎面花紋塊的胎面設計。這種設計通常例如能夠在軍用車輛和越野車輛應用中找至IJ。在制造這種胎面設計的過程中，來自生胎的胎面部分的大量胎面橡膠必須被迫進入模具特征(例如產(chǎn)生胎面花紋塊的腔或孔)中。因此，施加大量的壓力以使該胎面橡膠移位并且模制胎面特征。
[0005]遺憾的是，形成胎面花紋塊所需的胎面部分的移位還能夠造成定位在胎面部分附近的生胎的一層或多層的不期望的移位。例如，胎體和/或其它層也能夠移位，從而產(chǎn)生局部效應，例如波浪、凸塊、起伏、或者使得輪胎沿周向和/或軸向方向非均勻的其它不期望的不規(guī)則部。斷裂帶也能夠使胎面部分的移位扭曲。這種非均勻性能夠產(chǎn)生輪胎的不期望的耐久性問題，例如由于產(chǎn)生可能在輪胎操作期間出現(xiàn)的不期望的溫度升高的區(qū)域并且由此影響輪胎耐久性。
[0006]因此，能夠以能減少或消除某些非均勻性的方式制造的具有激進的胎面花紋的輪胎將是有用的。更具體地，能夠通過能有助于在模制過程期間消除不期望的各個層的移位的方法制成的這種輪胎將是有益的。能夠在耐久性方面提供改進的這種輪胎和制造方法也將是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下文的描述中部分地闡述，或者可以是通過描述顯而易見的，或者可以通過實施本發(fā)明而習得。
[0008]在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供一種用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的機器。該機器限定了機器方向并且包括用于沿機器方向運輸胎面部分的輸送裝置以及懸掛在輸送裝置上方多個模制輪。每一個模制輪都限定了多個孔以用于隨著胎面部分被輸送通過每一個模制輪而將沿胎面部分的預定位置接收在其中。多個孔均具有預定深度和形狀。多個孔的預定深度沿機器方向在模制輪之間增大。孔被構造成用于產(chǎn)生具有至少一個斜坡邊面的胎面花紋塊。
[0009]在另一個示例性方面中，本發(fā)明提供一種用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的方法。該方法包括通過第一模制表面向胎面部分施加第一壓力的步驟，該第一模制表面限定了多個孔，所述多個孔均具有深度Dl并且均具有至少一個斜坡壁，以用于在胎面部分上的預定位置處形成胎面花紋塊中的一個胎面花紋塊上的斜坡邊面。通過第二模制表面向胎面部分施加第二壓力，該第二模制表面限定了多個孔，所述多個孔均具有深度D2并且均具有至少一個斜坡壁，以用于在胎面部分上的預定位置處繼續(xù)形成胎面花紋塊中的一個胎面花紋塊上的斜坡邊面。深度D2大于深度D1。
[0010]參照下文的描述以及所附權利要求，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點將變得更好理解。結合在本說明書中并且構成本說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例并且與描述一起用于對本發(fā)明的原理進行解釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]參照附圖，說明書中闡述了面向本領域普通技術人員的本發(fā)明的完整公開，這種公開使得本領域普通技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，包括本發(fā)明的最佳模式，在附圖中:
[0012]圖1提供了根據(jù)本發(fā)明構建的輪胎中間體的示例性實施例的環(huán)的一部分的透視圖。
[0013]圖2提供了沿圖1中的線2-2截取的本發(fā)明的胎面花紋塊的示例性實施例的橫截面圖。
[0014]圖3提供了如可以用于制造胎面部分的本發(fā)明的示例性方法和裝置的某些方面的透視圖，還示出了該胎面部分的示例性實施例在過程中。
[0015]圖4提供了如可以用于制造胎面部分的本發(fā)明的示例性方法和裝置的某些方面的透視圖，該胎面部分的示例性實施例還被示出包裹在輪胎中間體上。
[0016]圖5提供了被插入到示例性模具壁中的胎面花紋塊的示例性實施例的局部橫截面圖。
[0017]圖6提供了如可以用于制造胎面部分的本發(fā)明的示例性方法和裝置的某些方面的透視圖，還示出了該胎面部分的示例性實施例在過程中。
[0018]圖7示出了如可以與本發(fā)明一起使用的模制輪的示例性實施例。
[0019]圖8提供了如可以用于制造胎面部分的本發(fā)明的示例性方法和裝置的某些方面的透視圖，該胎面部分的示例性實施例也被示出包裹在輪胎中間體上。
[0020]在不同附圖中使用相同或相似的附圖標記表示相同的相似的特征。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提供了帶有在均勻性方面具有改進的激進的胎面特征的輪胎，所述改進還能夠改進耐久性。更具體地，本發(fā)明提供通過能減少或消除可能在模制大塊胎面花紋塊期間出現(xiàn)的某些非均勻性的方法構建的輪胎。減少或去除這些非均勻性能夠改進溫度性能以提供輪胎耐久性的提高。為了描述本發(fā)明的目的，現(xiàn)在將詳細地參照本發(fā)明的實施例和/或方法，其中的一個或多個例子示于附圖中或者通過附圖示出。每個例子都以對發(fā)明進行解釋的方式給出，并不對本發(fā)明構成限制。實際上，對于本領域普通技術人員而言顯而易見的是，能夠在不偏離本發(fā)明的范圍或精神的前提下對本發(fā)明進行多種改型和變型。例如，作為一個實施例的一部分示出或者進行描述的特征能夠用于另一個實施例，從而產(chǎn)生又一個實施例或方法。因此，期望的是，本發(fā)明覆蓋落入所附權利要求及其等同形式的范圍內(nèi)的這種改型和變型。
[0022]如本文中所使用的，“胎面橡膠”指的是如可以用于構建輪胎的各個部分的多種可能的成分——天然的和合成的。
[0023]如本文中所使用的，“輪胎中間體”指的是在使用之前可能需要額外的處理步驟的輪胎構建例如在輪胎硫化機中固化和/或模制。
[0024]圖1提供了根據(jù)本發(fā)明構建的輪胎中間體100的示例性實施例的環(huán)的一部分的透視圖。輪胎中間體100包括沿軸向方向A彼此相對的一對側壁102和104。胎圈部分106和108定位在側壁102和104的端部處。胎面部分110在側壁102與104之間延伸。胎體層105在胎圈部分106和108之間以及胎面部分110下方延伸。
[0025]胎面部分110包括通過沿軸向方向A和周向方向C間隔開的多個胎面花紋塊112的布置產(chǎn)生的胎面花紋。所獲得的胎面花紋能夠被認為是激進的，在于花紋塊112沿徑向方向R (圖2)相對較厚的并且在構成每一個花紋塊112的在表面114上方突起的胎面橡膠的體積方面也相對較大。僅通過舉例的方式示出了特定的胎面花紋。本發(fā)明可以與多種其它構造或花紋的胎面花紋塊一起使用。如圖2中所示，胎面花紋塊112的層118、120、122、和124具有基本相同的厚度T。然而，使用本文中所公開的教導，應當理解，也可以使用在層之間的厚度T上變化。
[0026]現(xiàn)在參照圖1和2，每一個胎面花紋塊112都包括多個胎面橡膠層118、120、122、和124。第一層118定位在基部116之上，該基部116在側壁102與104之間沿周向方向C延伸。盡管僅示出了四個層，但是使用本文中所公開的教導應當理解，可以使用更少或更多的層來構建本發(fā)明的胎面花紋塊并且附圖中所示的實施例僅僅是示例性的。如圖所示，層118、120、122、和124沿徑向方向R堆疊并且在沿徑向方向R向外移動的同時(在圖2中讀者的視角中向上)尺寸連續(xù)減小。例如，層120的沿軸向方向A的寬度小于層118的這種寬度，并且對于其它的層122和124而言也是如此。
[0027]換句話說，層118、120、122、和124的尺寸沿徑向向外方向R減小，使得這些層如圖2中所示地成臺階形。因此，每一層都具有包繞底面的邊面。更具體地，第一層118具有包繞底面128的邊面136 ;第二層120具有包繞底面130的邊面138 ;第三層122具有包繞底面132的邊面140 ;并且第四層124具有包繞底面134的邊面142。代表每一個邊面的表面積沿徑向向外方向在連續(xù)的邊面之間減小。例如,邊面138的表面積小于邊面136的表面積。
[0028]圖3提供了如可以用于制造胎面部分110的本發(fā)明的示例性方法和裝置的某些方面的透視圖。如圖所示，沿機器方向M供給胎面橡膠片200，以用于構造構成胎面花紋塊112的層。切割裝置(例如噴水切割器146)提供處于高壓的水流148，該水流148被引向片200。x-y機器(未示出)或者其它的控制裝置使切割器146移動以將片200切成單獨部分，所述單獨部分的每一個形成構成胎面花紋塊112的層118、120、122、或124中的一層。片200沿機器方向M行進，具有抽吸元件144的機器人臂143或者其它的選擇裝置隨后單獨選擇構成層118、120、122、或124的部分并且將每一層按順序定位到基部116上(如箭頭V和R以及臂143的虛線表示所示)。控制器(未示出)操作機器人臂143以將每一層定位在基部116上的預定位置處并且將層堆疊(較小的層位于較大的層的頂部上)以產(chǎn)生胎面花紋塊112。對于該示例性方法而言，基部116還通過與片200的移動平行的方式沿機器方向M被輸送。
[0029]參照圖4，在已構建每一個胎面花紋塊112之后，胎面部分110例如通過輸送裝置155沿機器方向M行進，該輸送裝置155具有被承載在輥180上的環(huán)形帶176。胎面部分110 (包括基部116和胎面花紋塊112)被進給到不具有胎面的輪胎中間體184并且如圖4中的箭頭C所示地包裹中間體184。所獲得的輪胎中間體110隨后例如能夠被放置到硫化機中，以用于施加熱和壓力。
[0030]在這種固化之后，應當理解，使單個的層118、120、122和124如圖1至4中所示地成臺階形可能不再是清楚可見的。圖5示出了由如能夠是硫化機的部件的模具206的壁204所限定的孔或腔202的橫截面。隨著胎面花紋塊112被壓入模具206中(箭頭P)，層118、120、122、和124首先僅僅在這種層的邊面與底面的交叉處切向地與壁204相接觸。隨著通過模具施加熱和壓力，層118、120、122、和124呈現(xiàn)由模具壁204提供的形狀。此外，第一層118提供額外的胎面橡膠，該額外的胎面橡膠有助于填充孔洞208。通過仔細地預先確定層118、120、122、和124中的每一層的體積，構成最終的固化胎面花紋塊112的胎面橡膠的體積與由層118、120、122、和124的胎面橡膠的總體積基本相同。因此，填充孔洞208所需的額外的胎面橡膠不來自基部116，從而可能造成非均勻性，例如胎體105 (圖1)的局部移位和/或定位在輪胎的胎冠區(qū)域中的胎體的徑向向外處的斷裂帶。相反，基本所有的胎面橡膠由層118、120、122、和124來提供避免了導致非均勻性的局部效應。
[0031]圖6提供了如可以用于制造示例性未固化胎面部分212的本發(fā)明的示例性方法和模制裝置210的某些方面的透視圖，該示例性未固化胎面部分212被示出在過程中。裝置210包括輸送裝置158,以用于沿機器方向M運輸未模制胎面部分156。輸送裝置158包括被承載于輥162上的環(huán)形帶160并且使帶160沿方向B返回。多個模制輪150、152、和154懸掛在輸送裝置156上方。更具體地，第一模制輪150、第二模制輪152、和第三模制輪154均在這樣的高度處懸掛在輸送裝置155上方:所述高度均小于未模制胎面部分156的總體厚度T。隨著未模制胎面部分156沿機器方向M行進，每一個模制輪都如箭頭R所示地旋轉并且被擠壓在模制輪150、152、154與輸送裝置158之間。
[0032]第一模制輪150包括定位在第一模制表面192上方的多個孔166。類似地,第二模制輪152包括定位在第二模制表面194上方的多個孔168。第三模制輪154具有定位在第三模制表面196上方的多個孔170。通過舉例的方式，圖7提供了第三模制輪154的特寫。沿周向方向C和軸向方向A,第三模制輪154包括用于模制胎面部分156的多個孔170。每一個孔170都包括斜坡壁188以用于成型未固化胎面部分156。每一個孔170都具有為產(chǎn)生胎面花紋并且在胎面部分156上成型胎面花紋塊所需的特定的形狀和預定位置。圖7中所示的構造僅僅是通過舉例的方式并且也可以使用其它的構造。
[0033]再次參照圖6，每一個模制輪150、152、154的孔都被設置在預定深度處，該預定深度沿機器方向M從輪到輪增大。例如，第一模制輪150包括在深度Dl處具有斜坡表面198的孔166。類似地，第二模制輪152包括具有深度D2的孔168，并且第三模制輪154具有位于深度D3處的孔。深度沿機器方向增大，是的D3>D2并且D2>D1。
[0034]因此，隨著未固化胎面部分156通過輸送裝置158沿機器方向M行進，第一模制表面192向胎面部分156施加產(chǎn)生中間胎面花紋塊169——即，最終胎面花紋塊172的形狀的前身的第一壓力。隨著部分156進一步沿機器方向M行進，第二模制表面194向胎面花紋塊169施加第二壓力，以產(chǎn)生中間胎面花紋塊171。最后，隨著部分156在第三模制輪154下方行進，第三模制表面196向胎面部分156施加第三模制壓力，以由中間胎面花紋塊171產(chǎn)生胎面花紋塊172。胎面花紋塊172具有斜坡邊面174并且是最終胎面部分212的一部分。
[0035]接著，每一個模制表面192、194、和196都迫使來自部分156的額外的胎面橡膠進入孔中以便形成胎面花紋塊172。通過使輪150、152、和154相對于彼此連續(xù)地降低或者通過使輪直徑沿機器方向M從輪到輪增大而將模制表面192、194、和196連續(xù)地定位成更靠近輸送裝置158的運輸表面190。模制輪150、152、和154中的每一個模制輪上的孔的相對位置從輪到輪相同并且輪的旋轉R是同步的，以在產(chǎn)生胎面花紋塊的過程中正確地定位從輪到輪的模制壓力的施加。
[0036]參照圖8，在已構建每一個胎面花紋塊172之后，胎面部分212例如通過輸送裝置159沿機器方向M行進，該輸送裝置159具有被承載于輥182上的環(huán)形帶178。胎面部分212被進給至不具有胎面的輪胎中間件186并且如圖8中的箭頭C所示地包裹中間件186。所獲的輪胎中間件186隨后能夠被放置在硫化機中以用于施加熱和壓力。此外，由于胎面花紋塊172在硫化機中額外的模制和固化之前整體或部分地形成，因此已提供了用于產(chǎn)生胎面花紋塊172的橡膠而不是通過施加熱和壓力而從基部214抽取這種橡膠。此外，這種構造和過程有助于避免或消除可能在定位于基部214的徑向向內(nèi)處的輪胎中間件186的層隨著從基部214抽取橡膠而移動或運動時可能產(chǎn)生的非均勻性。
[0037]圖9提供輪胎300的另一個例子，該輪胎300具有激進的胎面花紋塊302。輪胎300的橫截面示于圖10中。輪胎300包括胎體304、第一帶304、第二帶308、和第三帶310。表I提供了對能夠在通過傳統(tǒng)的輪胎模制和固化提供胎面特征(例如激進的胎面花紋塊302)時與在傳統(tǒng)的固化步驟之前產(chǎn)生這種特征相比所實現(xiàn)的溫度差異的評價結果。
[0038]表1
[0039]
【權利要求】
1.一種用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的機器，所述機器限定了機器方向，所述機器包括: 輸送裝置，所述輸送裝置用于沿機器方向運輸胎面部分；以及多個模制輪，所述多個模制輪懸掛在所述輸送裝置上方，每一個所述模制輪都限定了多個孔以用于隨著所述胎面部分被輸送通過每一個所述模制輪而將沿所述胎面部分的預定位置接收在其中，所述多個孔具有預定深度和形狀，所述多個孔的預定深度沿機器方向在所述模制輪之間增大并且均被構造成產(chǎn)生具有至少一個斜坡邊面的胎面花紋塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的機器，其中所述孔中的每一個孔都由至少一個斜坡壁限定，以用于產(chǎn)生所述胎面花紋塊的至少一個斜坡邊面。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的機器，其中所述機器限定了機器方向并且所述模制輪沿機器方向連續(xù)布置。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的機器，其中所述模制輪在小于所述胎面部分的總體厚度的高度處懸掛于所述輸送裝置的運輸表面上方。
5.一種用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的方法，所述方法包括以下步驟: 通過第一模制表面向所述胎面部分施加第一壓力，所述第一模制表面限定了多個孔，所述多個孔均具有深度Dl并且均具有至少一個斜坡壁，以用于在所述胎面部分上的預定位置處形成所述胎面花紋塊中的一個胎面花紋塊上的斜坡邊面；以及 通過第二模制表面向所述胎面部分施加第二壓力，所述第二模制表面限定了多個孔，所述多個孔均具有深度D2并且均具有至少一個斜坡壁，以用于在所述胎面部分上的預定位置處繼續(xù)形成所述胎面花紋塊中的一個胎面花紋塊上的斜坡邊面； 其中深度D2大于深度D1。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的方法，還包括以下步驟: 通過第三模制表面向所述胎面部分施加第三壓力，所述第三模制表面限定了多個孔，所述多個孔均具有深度D3并且均具有至少一個斜坡壁，以用于在所述胎面部分上的預定位置處繼續(xù)形成所述胎面花紋塊中的一個胎面花紋塊上的斜坡邊面； 其中深度D3大于深度D2。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于制造具有胎面花紋塊的胎面部分的方法，所述方法還包括在所述施加第一壓力的步驟以及所述施加第二壓力的步驟期間輸送所述胎面部分通過所述第一模制表面和所述第二模制表面的步驟。
【文檔編號】B60C11/03GK103648802SQ201180072074
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2011年7月14日 優(yōu)先權日:2011年7月14日
【發(fā)明者】P·A·梅尼 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