專利名稱：輪胎胎面等混入硬顆粒的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將硬顆粒混入輪胎胎體及各種橡膠帶和胎面坯料中的方法和設(shè)備，借此，橡膠坯料被擠壓成適當(dāng)形狀的胎面帶，在(回轉(zhuǎn))循環(huán)工序中在受控下，使其以適當(dāng)?shù)暮穸群蛯訑?shù)，滾壓到接著進(jìn)行壓花和硫化處理的預(yù)處理輪胎或其它材料(物體)上。
概括地說，車輛輪胎包括一個(gè)形成輪胎內(nèi)層的纖維加強(qiáng)的輪胎胎體(粘以金屬絲或繩索)，與一個(gè)由硫化橡膠或類似的材料制造，并在加強(qiáng)的輪胎胎體上壓花成形的外圈磨損層。
按以上規(guī)范制造輪胎，而輪胎的翻新同樣是一種慣用的工藝方法。當(dāng)抗磨表面(胎面)的壓花已磨損到失去作用時(shí)，將抗磨表面的剩余部分磨光，并在纖維加強(qiáng)的輪胎胎體上鋪設(shè)新的胎面。可行的一種方法是用一種被擠壓成適當(dāng)厚度的橡膠胎面帶，重復(fù)輪胎胎體的回轉(zhuǎn)循環(huán)工序，然后壓制成新花紋和進(jìn)行硫化處理。
輪胎外層的作用是相對(duì)車輛行駛面形成附著力和抗磨面。已知許多方法可用以增加輪胎附著力，并減小車輛在諸如冰雪地上等光滑路面上的打滑。特別一提的應(yīng)當(dāng)是在常規(guī)制造后的輪胎上嵌入道釘和雪鏈。發(fā)明背境近數(shù)十年來，業(yè)已提出了在輪胎的抗磨表面內(nèi)或表面上，混合和/或粘結(jié)各種材料的設(shè)想。
為了增加車輛輪胎在光滑路面特別是在雪地和冰上行駛的附著力，眾所周知的方法是在輪胎的胎體中混入硬顆粒。美國(guó)1948年的專利No.2、672、910描述了輪胎生產(chǎn)，其中將所涂的硬顆粒與用以生產(chǎn)輪胎的生橡膠相混合。通過敷撤顆粒改善了與橡膠胎體的粘合。
此外，業(yè)已開發(fā)出一些輪胎翻新的方法。為在已磨損的輪胎上滾壓新的胎面而要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理(磨光)。按照輪胎回轉(zhuǎn)循環(huán)工序纏繞新的橡膠層，然后壓成花紋，參看德國(guó)專利DE 4 025459 Al，它涉及舊輪胎的全面翻新。
歐洲專利申請(qǐng)EP 0454.025Al和EP 442.155Al也描述了輪胎生產(chǎn)和/或其翻新方法，借此，在熱壓前，將所涂硬顆粒混入生橡膠，并滾壓在預(yù)處理輪胎上。
上述專利描述了胎面和輪胎的生產(chǎn)方法和設(shè)備。它們描述了將硬顆?；烊胼喬ヌンw中，以便增加輪胎對(duì)行駛路面的附著力并減少車輛在冰雪路面上的滑動(dòng)。
但由于這些方法在生產(chǎn)工藝過程中存在的缺點(diǎn)，使上述用以混合硬顆粒的方法或設(shè)備沒有一項(xiàng)獲得廣泛地認(rèn)可。
這些方法的缺點(diǎn)一直是由于包括設(shè)備的嚴(yán)重磨損等原因，而使在擠壓前將硬顆?；烊胂鹉z體的成本較高。
假如將硬顆粒與整個(gè)原材料本體相混合，則必然認(rèn)為所需的硬顆?？偭刻?。而且也沒有證明能控制硬顆粒在輪胎的抗磨表面的精確位置，這同樣必然被認(rèn)為是一個(gè)缺點(diǎn)。
還有另一個(gè)缺點(diǎn)是，因?yàn)轭w粒顯示一種削弱輪胎胎體與抗磨表面之間粘結(jié)的傾向，而使纖維加強(qiáng)的輪胎胎體與含顆粒的胎面之間產(chǎn)生的粘結(jié)不充分。此外，認(rèn)為將顆粒混入整個(gè)橡膠體會(huì)減小輪胎胎體的柔性。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是提供一種立即可簡(jiǎn)單地使用和生產(chǎn)，并能經(jīng)濟(jì)地操作的方法和設(shè)備，還能在混合過程中保持控制，并能控制硬顆粒在輪胎抗磨表面的位置。本專利所申請(qǐng)的方法的主要優(yōu)點(diǎn)之一是翻新輪胎無須過多的工時(shí)。
通過用硬顆粒混合物生產(chǎn)輪胎和其它胎面，達(dá)到如下目的·增加車輛在光滑路面的附著力。
·與使用制有釘子的輪胎相比減少了道路磨損；·與使用制有釘輪胎或雪地鏈相比，提高總的駕駛性能。
這些性能已由瑞士的VTI(Swedish Public RoadsAdministration)和德國(guó)的BAST(德國(guó)公共道路管理局或聯(lián)邦道路所)(German Public Roads Administration或Bundesanstalt fürStassenwesen)、得到試驗(yàn)驗(yàn)證。
這些目的是通過本發(fā)明的顯著特點(diǎn)而達(dá)到的，即使用專用設(shè)備，將第二層以回轉(zhuǎn)循環(huán)工序滾壓到預(yù)處理的輪胎前，按預(yù)定的外形，將硬顆粒分配到擠壓橡膠胎面帶的至少部分表面上，從而在定型和硫化后，顆粒使被混入輪胎的花紋抗磨表面內(nèi)。
本發(fā)明的另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是按預(yù)定的外形將硬顆粒分配到擠壓橡膠胎面帶的至少部分表面上，從而能使胎面帶覆蓋硬顆粒的范圍受到控制，顆粒分配到壓花和硫化輪胎的預(yù)定部分同樣也受到控制。
本發(fā)明的又一個(gè)顯著的特點(diǎn)是在每平方厘米覆蓋有硬顆粒的橡膠胎面帶上，分配0.01到0.1克硬顆粒，而每個(gè)顆粒的直徑范圍為1～3毫米，特別是1.5～2.0毫米。
此外，本發(fā)明的再一個(gè)顯著特點(diǎn)是將硬顆粒按預(yù)定的外形分配到擠壓橡膠胎面帶的部分表面上，在將其滾壓到預(yù)處理的輪胎胎體表面后，該表面即形成硫化和壓花輪胎的外表面；該顆粒分配設(shè)備被置于生產(chǎn)工藝過程中的擠壓機(jī)后面，在擠壓橡膠胎面帶的上方，輪胎的正前方，在將顆粒分配到橡膠胎面帶上后，再將其滾壓到輪胎上。
本設(shè)備是獨(dú)特的，因?yàn)樗ㄒ粋€(gè)漏斗，在分配前將硬顆料注入其中，還包括一個(gè)進(jìn)料器(旋轉(zhuǎn)的包覆橡膠的圓筒)，它將適量的顆粒從漏斗輸送到導(dǎo)向裝置，以便控制輸送到橡膠胎面帶上的顆粒供給量，而且，該分配裝置(導(dǎo)向裝置)可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制顆粒輸送到擠壓橡膠胎面帶上的方向和速度，并盡可能與該帶本身的方向和速度相匹配，從漏斗輸入和分配的顆粒數(shù)量通過進(jìn)料器門和圓筒轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，從而控制顆粒以適當(dāng)?shù)拿芏裙潭ㄓ谔ッ鎺稀?br> 對(duì)用上述新方法生產(chǎn)的輪胎的性能已進(jìn)行了許多研究。由德國(guó)BAST所作的很全面的試驗(yàn)有力的證明，混有硬顆粒的輪胎所引起的道路磨損大于由“冬季輪胎”引起的磨損，但明顯的小于由9種裝有釘子的輪胎引起的平均道路磨損。BAST所作的試驗(yàn)表明，若將由嵌釘子輪胎引起的道路磨損設(shè)定為100％參考點(diǎn)，則由上述硬顆粒輪胎引起的磨損測(cè)量為7％，而由冬季輪胎引起的磨損為2％。
由Linkping的瑞典公共道路管理局(Swedish Pubic RoadsAdministration)所作的試驗(yàn)表明，硬顆粒輪胎清楚顯示在路面光滑的狀態(tài)下，比不含硬顆粒的同類輪胎具有更好的直線行駛性(Road-holding)。該試驗(yàn)同樣表明，當(dāng)硬顆粒輪胎沿路面滾動(dòng)時(shí)通常顯示比裝有釘子的輪胎具有較好的直線行駛性。例如，在彎道和防制動(dòng)系統(tǒng)防止輪子完全鎖住的場(chǎng)合，這是一種特殊的優(yōu)點(diǎn)。
多半，許多種硬顆?？捎糜诨旌?。已作的試驗(yàn)采用了Sic(碳化硅，“金剛砂”)及Al2O3(氧化鋁)，并且普通的粘結(jié)材料和/或粘結(jié)劑進(jìn)行敷撤。
附圖簡(jiǎn)述參考各附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說明如下

圖1是表示用于輪胎翻新和將硬顆粒混入胎面的設(shè)備的側(cè)視圖；圖2是表示用于輪胎翻新和將硬顆粒混入胎面的設(shè)備的頂視圖；圖3表示用以將硬顆?；烊牒头峙涞教ッ娴脑O(shè)備的細(xì)部；圖4a和4b表示控制硬顆粒到橡膠胎面帶上的導(dǎo)向裝置的細(xì)部；圖5表示有硬顆粒混入胎面最外層的輪胎的橫截面；圖6是表示圖5的輪胎花紋的頂視圖；圖7表示輪胎胎面加工工藝過程中橡膠胎面帶滾壓的細(xì)部；圖8表示輪胎胎面加工工藝過程中橡膠胎面帶(6)的滾壓及橡膠胎面帶各層之間硬顆粒(25)的位置的細(xì)部；圖1和2表示以加工輪胎胎面的常規(guī)設(shè)備。圖1表示該設(shè)備的側(cè)視圖，而圖2為其頂視圖。該設(shè)備已增加了將硬顆粒混入胎面體的附加裝置。該設(shè)備包括一套將橡膠坯料(5)制成薄的合成橡膠帶(6)的擠壓機(jī)。橡膠坯料以厚帶(4)的形式被拉入擠壓機(jī)(2)，在此將其加工并通過成型頭(3)擠壓成相當(dāng)薄的擠壓橡膠胎面帶(6)的形式。該胎面帶沿控制輪(16)的上、下被向前拉伸再沿第二對(duì)控制輪(15)的上、下向前直到最終被滾動(dòng)到預(yù)處理輪胎(9、17)上。部分控制輪的結(jié)構(gòu)(15)或可由許多薄盤組裝而成，像將橡膠胎面帶(6)壓到輪胎上的壓力滾輪(8)那樣。輪胎被固定到一個(gè)裝置上，一方面在胎面帶以回轉(zhuǎn)循環(huán)工序被滾壓到輪胎上的同時(shí)，該裝置使輪胎繞其軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，而另一方面，又繞垂直軸線作小小轉(zhuǎn)動(dòng)，以使預(yù)處理輪胎相對(duì)滾壓裝置(13)的對(duì)中略有偏移。這樣就能在整個(gè)輪胎(18)的回轉(zhuǎn)工序中，使橡膠胎面帶(6)滾壓成許多疊層。在擠壓機(jī)(2)與輪胎(9)之間，安裝一臺(tái)用以混合硬顆粒和/或?qū)⑺鼈兎蟪返教ッ鎺系难b置(1)。該裝置(1)連于從同一擠壓機(jī)伸出的(臂14)上，其上還裝有幾個(gè)控制輪(15)和壓力滾輪(8)。當(dāng)然，該裝置也可單獨(dú)豎立。其功能是在胎面帶被滾壓到輪胎上之前，或在下一層胎面帶被滾壓到頂層前的任何階段，將硬顆粒分配到胎面帶上(見圖7和8)。
圖3表示其功能為將硬顆粒敷撤或混合于橡膠胎面帶(6)內(nèi)或其上的裝置(1)。該裝置包括一個(gè)漏斗(20)，用以在分配前將硬顆粒輸入其內(nèi)，還包括一個(gè)進(jìn)料置(21，22)，用以從漏斗有控制地輸送適量的硬顆粒。作為最簡(jiǎn)單的形式，進(jìn)料器是一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓筒(22)正好處在漏斗(20)下方，并在門(21)的作用下，從漏斗吸出最低位的粒子，或者進(jìn)料是一種控制輸送量的類似裝置。該圓筒運(yùn)送粒子直到它們落入控制導(dǎo)向裝置(7)，該導(dǎo)向裝置彎向胎面帶(6)然后在該導(dǎo)向裝置末端彎成控制將硬顆粒敷撤到胎面帶上的分配器頭(23)。
圖4a和4b表示將顆粒敷撤到胎面帶的放大圖。胎面帶(6)縱向(36)移動(dòng)，同時(shí)顆粒(25)以盡可能與橡膠胎面帶(26)同步的速度從導(dǎo)向裝置(7)的分配頭(23)中流出。分配頭(23)的尺寸(寬度)與實(shí)際位置控制著顆粒的敷撒，從而可將顆粒敷撒到如圖所示的胎面的一部分(37)或全部胎面帶。
圖5表示硫化和壓花輪胎(35)的橫截面與硬顆粒(25)在胎面(27)上的位置。顆粒被嵌入橡膠覆蓋層的最外部分(28)。
圖6表示顆粒(25)是怎樣位于輪胎(35)的花紋(28)中的。
圖7表示橡膠胎面帶(18)是如何被滾壓成許多層(6’，6”，6)并如何被落壓到預(yù)處理輪胎胎體(26)上的。取決于在輪胎回轉(zhuǎn)工序中滾壓胎面帶的方法，使每一層都與下一層部分重疊。
圖8表示滾壓橡膠胎面帶(18)的細(xì)部，其中每一層都部分地與下一層(6’，6”，6，6””)重疊，并且表示硬顆粒敷撒在胎面帶各層(25’，25”……)之間。
以上所述的本發(fā)明并不完全限于被規(guī)定的細(xì)節(jié)，而只要不違背中心思想均可用許多方法精心制作。
權(quán)利要求
1.將硬顆?；烊胼喬ヌンw與各種橡膠帶和胎面中的方法，借此，橡膠坯料被擠壓成適當(dāng)形狀的胎面帶(6)，在回轉(zhuǎn)工序中在控制下將胎面帶以適當(dāng)?shù)暮穸群蛯訑?shù)，滾壓到隨后被壓花和硫化的預(yù)處理輪胎(9)或其它材料上，其特征在于，用專門的設(shè)備(1)，在將下一層胎面帶滾壓到預(yù)處理輪胎(9)前，按預(yù)定的外形，將硬顆粒(25)分配到擠壓橡膠胎面帶(6)的表面上，從而在成形和硫化后，將顆粒(25)混入壓花的抗磨表面(35)。
2.按權(quán)利要求1將硬顆?；烊胼喬ヌンw的方法，其特征在于按預(yù)定外形將硬顆粒(25)分配到擠壓胎面帶(6)的至少部分表面(37)上，從而能使胎面帶敷撤硬顆粒的范圍得以控制，而且還可控制顆粒分配到壓花和硫化輪胎的抗磨表面的預(yù)定部分。
3.按權(quán)利要求1和2將硬顆粒混入輪胎胎體的方法，其特征在于每平方厘米覆蓋有硬顆粒的橡膠胎面帶分配0.01到0.1克的硬顆粒。
4.按權(quán)利要求1，2和3將硬顆?；烊胼喬ヌンw的方法，其特征在于每個(gè)粒子的直徑范圍為1～3毫米，特別是1.5～2.0毫米。
5.按權(quán)利要求1-4將硬顆?；烊胼喬ヌンw的方法，其特征在于按預(yù)定外形，將硬顆粒分配到擠壓橡膠胎面帶(6)的部分表面上，在將其滾壓到預(yù)處理輪胎胎體后，構(gòu)成壓花和硫化輪胎的最外層(26)。
6.將硬顆?；烊胼喬ヌンw及各種橡膠帶和胎面的設(shè)備，借此，橡膠坯料(4)在擠壓機(jī)(2)中混合并成形為胎面帶(6)，并在回轉(zhuǎn)工序中以適當(dāng)?shù)暮穸群托螤罴皩訑?shù)，以受控方式被滾壓到隨后經(jīng)壓花和硫化處理的預(yù)處理輪胎(9)或其它材料上，從而隨著輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)，該胎面帶被滾壓到輪胎胎體上，其特征在于將設(shè)備(1)設(shè)置在生產(chǎn)工藝過程中的擠壓機(jī)(2)之后及正被它擠出的橡膠胎面帶(6)的上方。
7.按權(quán)利要求6將硬顆粒混入輪胎胎體的設(shè)備，其特征在于將設(shè)備(1)設(shè)置在生產(chǎn)工藝過程中的擠壓機(jī)(2)之后和輪胎(9)之正前面，在橡膠胎面帶被滾壓到輪胎之前。
8.按權(quán)利要求6和7將硬顆?；烊胼喬ヌンw的設(shè)備，其特征在于設(shè)備(1)包括一個(gè)漏斗(20)，硬顆粒(25)在被分配前輸入其中；一個(gè)進(jìn)料器(旋轉(zhuǎn)圓筒和一個(gè)門)(21，22)，從漏斗將適量的顆粒輸送到導(dǎo)向裝置(7，23)以控制顆粒敷撒到橡膠胎面帶(6)上。
9.按權(quán)利要求6，7和8將硬顆?；烊胼喬ヌンw的設(shè)備，其特征在于分配裝置(7，23)可被調(diào)節(jié)，以便使顆粒流入橡膠胎面帶的方向和速度與胎面帶本身的運(yùn)行方向和速度盡可能相匹配，從而控制顆粒(25)在胎面帶(6)上的分配。
10.按權(quán)利要求6-9將硬顆?；烊胼喬ヌンw的設(shè)備，其特征在于旋轉(zhuǎn)圓筒(22)包有橡膠表面，以便輸送和分配來自門下方的漏斗(20)的顆粒。
11.用按權(quán)利要求1～10的方法和設(shè)備生產(chǎn)的混有硬顆粒的輪胎的使用。
12.用按權(quán)利要求1～11的方法和設(shè)備生產(chǎn)的混有硬顆粒的輪胎。
全文摘要
本發(fā)明涉及將硬顆?；烊胼喬ヌンw,此外還混入各種橡膠條帶和胎面坯料的方法與設(shè)備,借以,橡膠坯料(5)被擠壓成具有適當(dāng)形狀的胎面帶(6),該帶在(回轉(zhuǎn))循環(huán)工序中以適當(dāng)厚度和層數(shù)在受控下被滾壓在預(yù)處理輪胎(9,17)或隨后經(jīng)加花和硫化處理的其它材料(物體)上。本發(fā)明的顯著特點(diǎn)為,在回轉(zhuǎn)循環(huán)工序中將下一層流壓到預(yù)處理輪胎(9,17)之前,采用專用設(shè)備(1)將硬顆粒按預(yù)定外形分配到擠壓橡膠胎面帶(6)的至少部分表面上,從而在成形和流化處理后,便將這些顆?；烊胼喬サ膲夯鼓ケ砻嬷?。
文檔編號(hào)B60C11/14GK1198712SQ96197412
公開日1998年11月11日 申請(qǐng)日期1996年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月16日
發(fā)明者奧拉夫·瓊森, 赫爾基·蓋爾哈德森 申請(qǐng)人:奧拉夫·瓊森, 赫爾基·蓋爾哈德森