本發(fā)明的標的物大體上涉及用于生產輪胎胎面的方法，且更確切地說，涉及用于更快速地生產輪胎胎面的方法。

背景技術：

輪胎胎面常規(guī)上是通過將未固化橡膠材料組合物擠制為一層來生產，所述層形成胎面或在與其它組分組合時成為胎面的部分。不同未固化橡膠材料組合物可以用以產生擠制胎面的不同層或部分。所得胎面層可以接著卷繞到線軸上以供稍后使用，或可以直接施加到輪胎中間產品(例如，輪胎胎體)上。舉例來說，胎面層可以繞輪胎胎體纏繞，且切割到適當長度以提供胎面的單個層。所得輪胎中間產品可以接著放置到模具中，在模具處，施加熱和壓力以例如用來固化中間產品的材料、在側壁和/或胎面上形成特征，且提供所得成品輪胎。

不同輪胎類型、大小和/或型號還可能需要擠制不同大小和形狀的胎面。另外，不同橡膠組合物還可以用于不同輪胎。舉例來說，取決于輪胎的所欲應用，不同橡膠組合物提供磨損、牽引的不同性能性質以及其它性質。這些不同胎面可能需要不同工具和模具，所述工具和模具對于制造和保存來說是昂貴的，針對每一胎面層都必須提供。

通常，如剛剛所描述的，需要多件昂貴設備來通過擠制產生胎面。此外，可以理解，此類設備經設計用于提供許多輪胎的大批次生產的胎面，如典型制造過程所需要的。結果，不管單個生產批次或周期需要多少給定胎面層，僅在啟動以加載設備以及開始擠制胎面層時就會消耗相當大量的昂貴橡膠材料。在調整機器以產生所需胎面層時，這種初始材料中的一些在啟動期間可能變?yōu)閺U品。一旦完成一個批次，一定量的橡膠材料可能再次變?yōu)閺U品，因為在準備制造例如具有不同形狀和/或組合物的另一胎面層時，必須從設備移除所述橡膠材料。盡管已花費相當大的精力來回收這些廢品橡膠材料，但典型制造設施僅能夠回收有限量。結果，大量廢品可能被丟棄或需要存放。

令人遺憾的是，用于擠制胎面層的上述設備對于用于研究和測試或僅需要生產相對較少數目輪胎的制造而言是低效的。舉例來說，在意欲測試新胎面的情況下，生產少于例如150個輪胎或甚至少于10個輪胎對于測試目的可能已足夠。然而，擠制此類新胎面可能需要對于胎面擠制設備設計和制造與用來產生例如500,000個輪胎的大制造批次相同的昂貴工具和模具。此外，盡管對于產生測試輪胎可能僅需要有限量的胎面，但胎面擠制要求的啟動、操作和關閉可能需要擠制比實際上需要的胎面多于十倍量的胎面并且產生不希望有的廢品。

此外，即使在僅需要少量胎面時，也需要大量時間來產生必需模具和工具以及安裝和操作擠制設備。這后一方面在需要相同設備生產其它胎面的情況下可能尤其不合宜。舉例來說，在輪胎制造商僅具有有限量的擠制設備的情況下，制造用于測試或小批次的胎面可能需要使用原本用來擠制大得多的批次的胎面(將用在已經上市的產品上)的設備。

因此，用于生產輪胎的胎面的方法將為有用的。更確切地說，可以用以更快速地生產輪胎胎面而不使用常規(guī)擠制設備的方法將有用的。還可以用來生產相對較小量的胎面而不產生大量廢品的此類方法將尤其有益。還可以用來從多種橡膠材料有效地產生供用于例如測試、研究和/或相對較小批次的不同類型或形狀的胎面的此類方法也將是有用的。還可以用來產生在胎面內具有不同層和/或組分的胎面的此類方法也將是有用的。

技術實現要素：

本發(fā)明提供一種制造輪胎的胎面而不一定擠制胎面輪廓的方法。由從未固化橡膠材料薄片切割的多個離散部分產生所述胎面。將所述部分接合在一起以產生所述胎面，所述胎面可以施加到輪胎中間產品且經固化以形成輪胎?？梢援a生由不同橡膠組合物形成的不同胎面。還可以按改變的形狀和長度產生所述胎面，其中不同橡膠組合物用于所述胎面的不同部分中。一個或多個胎面片段可以施加到相同或不同輪胎中間產品，此舉可以利于同時測試不同胎面設計。由此，本發(fā)明允許比經由常規(guī)擠制技術可以獲得的胎面更快速地產生、測試和使用胎面，同時允許制造商避免產生通常與常規(guī)擠制技術相關聯(lián)的模具、工具和大量廢品。本發(fā)明的額外目標和優(yōu)點將部分在以下描述中進行闡述，或可以從所述描述中顯而易見，或可以通過實踐本發(fā)明來習得。

在一個示范性方面中，本發(fā)明提供一種用于產生輪胎的胎面的方法。所述方法包含以下步驟：從包括未固化橡膠的薄片切割出多個離散區(qū)部，其中每一區(qū)部具有一對對置面；通過將所述區(qū)部接合在一起以使得一個區(qū)部的所述面與鄰近區(qū)部的對置面接合而產生胎面層；以及將所述胎面層施加到輪胎中間產品以形成所述輪胎。

參考以下描述以及所附權利要求書將更好地理解本發(fā)明的這些以及其它特征、方面和優(yōu)點。并入在本說明書中并且構成本說明書的一部分的附圖說明本發(fā)明的實施例，并且與所述描述一起用以解釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

本說明書中闡述本發(fā)明的針對所屬領域的一般技術人員的完整且啟發(fā)性揭示內容(包含其最佳模式)，說明書參考附圖，在所述附圖中：

圖1說明可以通過本發(fā)明的示范性方法制造的示范性胎面的透視圖。

圖2說明本發(fā)明的示范性切割步驟的透視圖。

圖3說明本發(fā)明的示范性接合步驟的透視圖，其中切割區(qū)部被接合在一起。

圖4提供本發(fā)明的另一示范性接合步驟的透視圖，其中切割子部分經接合以產生如圖5中所說明的示范性中間產品區(qū)部。

圖6為通過由各個子部分形成的接合區(qū)部產生的本發(fā)明的示范性胎面的透視圖。

圖7為本發(fā)明的另一示范性中間產品區(qū)部的透視圖。

圖8為本發(fā)明的另一示范性中間產品區(qū)部的側視圖。

圖9為可以用于研究和測試多個原型胎面的示范性輪胎的側視圖。

具體實施方式

出于描述本發(fā)明的目的，現在將詳細地參考包含本發(fā)明的示范性裝置和示范性方法的示范性實施例，其一個或多個實例在圖式中加以說明。每一實施例是作為本發(fā)明的闡釋而非本發(fā)明的限制而提供。實際上，所屬領域的技術人員將顯而易見，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可以在本發(fā)明中進行各種修改和變化。舉例來說，說明或描述為一個實施例的部分的特征或步驟可以與另一實施例一起使用以產生再一實施例。因此，希望本發(fā)明涵蓋這類修改以及改變，所述修改以及改變處于所附權利要求書以及其等效物的范圍內。

圖1提供可以通過本發(fā)明的示范性方法產生的示范性胎面層100的透視圖。胎面層100的制造可以合乎需要地用于測試目的。舉例來說，胎面層100可以包含需要在輪胎上進行性能測試的一個或多個新特征。胎面層100可以從包含橡膠和需要進行性能測試的潛在其它材料的新組合物或調配物產生。或者，可能需要制造長度(沿著周向方向C測量)小于常規(guī)擠制工藝通?？梢蕴峁┑拈L度的胎面層100。舉例來說，可能需要小批次，即，生產相對較少數目的輪胎。胎面層100可以具有對應于輪胎測試和/或生產所需要的量的長度，或還可以按隨后切割以提供特定應用所需的精確長度的長度來加以制造。

參考圖1和圖9，如本文所使用，周向方向C(也稱為縱向方向)為對應于輪胎98的外圍的方向，且由輪胎在正常操作期間的旋轉方向定義。輪胎98繞平行于軸向方向A(圖1)的旋轉軸滾動。輪胎的子午面(例如，圖9中的MP)是指輪胎的旋轉軸所處于的平面。甚至在胎面可能僅因為其尚未施加到輪胎中間產品而被描繪為線性時，周向方向C有時在本文中用來表示沿著胎面或胎面層的方向。

由此，參考圖1，胎面層100沿著周向方向C在對置末端102、104之間縱向延伸，所述對置末端各自具有相應對置面106、108。胎面層100沿著軸向方向A在凸肩部分110與112之間具有寬度。胎面層100界定與底表面154對置的地面接觸表面118，其在制造過程期間可能放置在輪胎中間產品(例如，輪胎胎體)的表面上。面106和108可能與底表面154正交，或可能以傾斜或成角定向提供以促進接合末端102、104。

對于此示范性實施例，胎面層100包含多個凹槽114和肋條116。在后續(xù)固化操作中，可以將額外特征形成或模制到凹槽114和/或肋條116中。本發(fā)明不限于所示出的帶肋條胎面層100。如將理解，使用本文揭示的教示，還可以使用具有例如不同形狀和寬度的不同數目個肋條和凹槽的多個其它形狀。還可以使用胎面砌塊。胎面層100的相對厚度還可以不同于圖1中所示出的厚度。

圖2說明本發(fā)明的示范性切割步驟。具有厚度T的未固化橡膠的薄片120相對于切割裝置122以平面或相對平坦定向提供。薄片120可以按不同于圖2中所示的形狀提供，并且可以例如從一種或多種未固化橡膠材料擠制。對于此示范性處理，切割裝置122為水噴射裝置(water jet device)，其將水加壓到相對較高壓力，所述相對較高壓力在水退出噴嘴126之后即刻轉換為高速射流124。舉例來說，50,000到90,000磅/平方英寸(psi)的壓力可用以在退出噴嘴126時提供處于或高于900英里每小時的速度。還可以使用其它類型的切割裝置。

如圖所示，射流124朝向薄片120。在作為射流124行進的水的速度足夠高時，射流124將完全切穿薄片120。通過調整例如射流124的直徑和速度等變量，所得切面(kerf)160可用以從薄片120切割多個離散區(qū)部130。更確切地說，使用定位器(未示出)來沿著x和y方向移動水噴射切割裝置122以控制射流124的位置和從薄片120完全切割出的區(qū)部130的所得形狀。在本發(fā)明的一個示范性方面中，在約0.1mm到約0.5mm的范圍內或約0.2mm的射流124可用于射流124。還可以使用其它直徑。

在切割多個離散區(qū)部130之后，通過將區(qū)部130接合在一起而產生胎面層100。如圖3中所示，區(qū)部130具有沿著周向方向C檢視時彼此相同的對應輪廓或形狀。另外，每一區(qū)部130的子午面MP中的橫截面也與沿著所需胎面層100的子午面的橫截面相同。

每一區(qū)部130具有一對對置面130a和130b。歸因于對應輪廓，可通過沿著周向方向C以鄰近方式將一個區(qū)部130的對置面130a和130b接合(箭頭J)到另一區(qū)部130的對置面130a或130b來將區(qū)部130組合在一起。在本發(fā)明的一個示范性方面中，用來建構區(qū)部130的未固化橡膠材料可以具有足夠粘性以在后續(xù)處理步驟(例如，放置在輪胎胎體上以及固化)期間將區(qū)部130保持在一起。因此，對于此示范性方面，區(qū)部130以將對應輪廓如例如圖3中所示匹配在一起的方式接合在一起，并且可以施加沿著周向方向C的輕微壓力。

在本發(fā)明的另一示范性方面中，在將溶解液(dissolution)施加到未固化橡膠區(qū)部130的一個或兩個對置面130a和130b以提供足夠粘性用于與另一未固化橡膠區(qū)部130接合之后而組合鄰近區(qū)部130?？梢岳缤ㄟ^將橡膠化合物混合到例如庚烷、己烷、輕礦油精或其混合物等輕溶劑中來制作合適溶解液。不意欲限制本發(fā)明的合適橡膠化合物的實例包含天然橡膠和硫化系統(tǒng)(例如ZnO(氧化鋅)、硫和一個或多個硫化加速器)，且可以進一步包含如所屬領域的技術人員所知的其它材料，例如加工助劑、塑化劑、填充劑、抗氧化劑、抗降解劑等。此類橡膠組合物和其制作方法是眾所周知的。與溶劑混合的橡膠組合物可與其施加到以提供粘性的橡膠組合物表面130a或130b相同或不同。

作為進一步實例，可以通過混合橡膠化合物與溶劑以形成包含例如在3重量百分比與12重量百分比的橡膠化合物之間的溶解液來制造溶解液。橡膠化合物至少部分地溶解于溶劑中以形成溶解液，且所述溶解液可以通過刷凃、擦抹、噴灑或其它合適工藝而施加到表面130a和/或130b。溶解液通常在施加到表面之前攪拌，以使可能已沉淀到容器底部的任何顆粒懸浮在溶解液中。在將溶解液施加到表面之后，允許溶劑汽化大約一分鐘的時間，且留下適合于將未固化橡膠區(qū)部130保持在一起直到其稍后固化的粘性表面。另外，在允許汽化時間之后，可以在接合區(qū)部130以產生胎面層100時施加沿著周向方向C的壓力。

區(qū)部130的組合產生具有所需特征(例如，肋條114和凹槽116)的胎面層100。胎面層100可以接著施加到例如輪胎胎體等輪胎中間產品，所述輪胎中間產品可以接著經受例如固化等額外處理步驟以形成成品輪胎。或者，可以將胎面層100切割(具有正交或傾斜末端102、104，如先前所描述)到所需長度，且接著施加到輪胎中間產品。在固化步驟中，施加熱和壓力以用來固化用于區(qū)部130和輪胎中間產品的先前未固化橡膠材料，且還可沿著地面接觸表面118將額外特征施加到胎面層100。在固化之后，肉眼可能不再容易地看到離散區(qū)部130，使得胎面層100看起來均一，如圖1中所描繪。

通過確定每一區(qū)部130的厚度T和所接合的區(qū)部130的數目，可以容易地確定沿著周向方向C的胎面層100的所得長度，且按所需長度提供。由此，可以有效地提供一個或多個胎面層100用于生產單個輪胎、少量輪胎或相對較大量的輪胎。盡管這些胎面層100可以切割到所需長度，但所產生的廢品的總量可以相對于擠制胎面輪廓的常規(guī)工藝實質上最小化。

在一個示范性實施例中，厚度T可以處于3mm到100mm的范圍內。還可以使用厚度T的其它值。一般來說，增大厚度T可以減小產生胎面層100需要的總長度所需的區(qū)部130的數目。

因此，與常規(guī)胎面擠制工藝相比，本發(fā)明的這一示范性方法可以提供顯著的時間和材料節(jié)省。舉例來說，可以避免產生擠制胎面輪廓所需的昂貴模具和其它工具?？梢詼p少或消除在例如擠制工藝中使用的機器的啟動和關閉期間所產生的相對較大量廢品。另外，可以更謹慎地確定沿著周向方向C的胎面層100的所需長度，而不產生比所需長度實質上更長的長度。具體地說，可以僅最小量(從適合于輪胎的長度消減)提供具有的長度例如足以覆蓋僅一個輪胎的一部分或整個周界的胎面層100。相比而言，常規(guī)輪胎擠制工藝中所可能的最小批次仍可能足以用所得胎面層覆蓋150個或更多的輪胎。由此，可以使用本發(fā)明實現的節(jié)省是實質性的。還可以使用不同未固化橡膠組合物的不同薄片120，以使得可以測試不同組合物的胎面層100。通過改變區(qū)部130的輪廓，還可以測試不同胎面形狀或輪廓。

圖4、5和6說明本發(fā)明的另一示范性方法的某些方面。更確切地說，對于此示范性方面，以與參考圖2所描述的方式類似的方式由從未固化橡膠薄片切割的多個離散子部分產生每一離散區(qū)部130。參考圖4，從多個子部分建構區(qū)部130，所述子部分包含基底子部分132和134、凸肩子部分136和152，以及肋片子部分138、140、142、148和150。肋片子部分142包含此處示出為指形件144的互鎖特征，所述指形件適配于基底子部分132與134之間的溝槽或狹槽146中。指形件144僅是作為實例而提供，還可以使用其它互鎖特征。

如所示的多個子部分的使用允許對于胎面層的各個組件使用不同橡膠組合物制造胎面層100。舉例來說，可以從具有第一未固化橡膠組合物的薄片切割肋片子部分138、140、142、148和/或150，可以從具有第二未固化橡膠組合物的薄片切割凸肩子部分136和152，并且可以從具有第三橡膠組合物的薄片切割基底子部分132和134。不同橡膠組合物對于例如將不同性能性質賦予所得胎面層100的不同部分可能是合乎需要的。

如圖5中所示，組合各個子部分以產生區(qū)部130。所述子部分可以具有足夠粘性以保持在一起，或可以按如先前對于組合區(qū)部130所描述的方式施加溶解液。對于此示范性實施例，子部分136、138、140、142、148、150和152沿著徑向方向R堆疊到子部分132和134上。如圖6中所示，所得區(qū)部130可以按如先前參考圖3所描述的方式沿著周向方向C以鄰近方式接合。

本發(fā)明不限于圖4、5和6中示出的子部分的特定形狀、互鎖特征和數目。如使用本文揭示的教示將理解的，還可以使用其它配置。作為實例，可以產生具有腔體或開口的子部分，其它子部分收納在所述腔體或開口中，使得可以提供一種橡膠組合物封入或圍封在另一橡膠組合物內的胎面。

圖7提供可與本發(fā)明一起使用的區(qū)部130的另一示范性實施例。更確切地說，對于此實施例，從沿著徑向方向R堆疊到下部子部分158上的上部子部分156建構區(qū)部130。上部子部分156包含提供例如通過胎面凹槽114分離的胎面肋條116的特征。類似于圖4、5和6的實施例，第一未固化橡膠組合物可用于上部子部分156，并且第二未固化橡膠組合物可用于下部子部分158。舉例來說，第一未固化橡膠組合物在胎面磨損早期可能為優(yōu)選的，并且第二未固化橡膠組合物在胎面磨損后期可能為優(yōu)選的?；蛘?，可以出于測試具有此類不同橡膠組合物的胎面的目的而產生區(qū)部130。

圖8提供本發(fā)明的另一示范性區(qū)部130的側視圖。不同于圖中所描繪的先前實施例，圖8的示范性實施例具有相對于底表面154傾斜，即以非零角度α提供的對置面130a和130b。面130a和130b的傾斜可以通過射流124相對于薄片130(圖2)的角度來提供，并且對于例如增大可用于沿著周向方向C接合鄰近區(qū)部130的面130a和130b的表面積可能是合乎需要的。在本發(fā)明的另一示范性實施例中，面130a或130b中的僅一者可以傾斜，而對置面與底部154正交，即角度α約為零。

圖9說明從多個胎面層區(qū)段100a、100b、100c和100d建構的示范性輪胎98。每一胎面層區(qū)段可以具有通過具有例如不同組合物、胎面特征和/或輪廓而不同于其它胎面層區(qū)段的設計。通過將這些不同胎面層區(qū)段放置在相同輪胎上，可以同時并且在相同條件下測試多個不同設計，這在研究和開發(fā)中可以是高度有利的。此外，本發(fā)明允許快速制造不同胎面層區(qū)段100a、100b、100c和100d，而沒有常規(guī)胎面層擠制技術所伴隨的浪費和消耗。

盡管已關于本發(fā)明的具體示范性實施例和其方法詳細地描述本發(fā)明，但是應了解，在獲得對前述內容的理解之后，所屬領域的技術人員可以容易地產生對此類實施例的改變、變體及等效物。因此，本發(fā)明的范圍是作為舉例而非作為限制，并且本發(fā)明并不排除包含所屬領域的技術人員使用本文所揭示的教示將容易明白的對本發(fā)明的此類修改、變化和/或添加。