CN101229668A - 制造轮胎胎面凹槽或表面花纹的柔性成型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供制造轮胎胎面凹槽或表面花纹的柔性成型装置。其中提供了一种轮胎模具和用于在轮胎上形成凹槽的成型装置。所述成型装置包括一个或多个连接到柔性元件上的刚性元件。所述柔性元件由柔性材料制造，优选由超级合金或超弹性材料制造。成型装置可进一步包括磁体。柔性元件的一部分设置为与模具的胎纹成型元件的第一表面接触，刚性元件设有与胎纹成型元件的第二表面配套接触的匹配表面。模具进一步包括靠近第一胎纹成型元件定位的第二胎纹成型元件，其中刚性元件进一步包括与所述第二胎纹成型元件的表面配套接触的外表面。

Description

制造轮胎胎面凹槽或表面花纹的柔性成型装置
本申请要求2006年12月21日提交的美国临时专利申请No.60/876210的益处，通过引用将其内容包含在此。
技术领域
本发明涉及轮胎成型，特别涉及轮胎胎面的成型。
背景技术
轮胎胎面上胎纹内的胎面元件(例如宽槽、胎面花纹块和凹槽)在横向和圆周两个方向上对轮胎与路面之间的牵引和抓地都起着至关重要的作用。当在湿滑和有雪的路面上行进时，牵引力特别关键。在湿滑条件下，凹槽用作存水以及排水的通道，以便使胎面花纹块与路面接触。另外，当轮胎是新的时候，表面花纹非常有利，有助于确保良好的操作性能。
随着轮胎磨损，由于与路面的摩擦接触，胎面体积逐渐减小。随着轮胎磨损，轮胎凹槽的体积减小。随着轮胎磨损，可以期望花纹也随之磨损，由于胎面花纹块高度减小，不再需要花纹。最终将需要更换轮胎。
已知的是现有技术中试图利用凹槽来解决逐渐恶化的胎面条件。由于制造工艺的限制，凹槽通常朝着与路肩垂直的方向。成型元件通常用于形成凹槽，一旦轮胎经过硫化，它们常常难以从轮胎上除去。为了制作凹槽，成型元件需要足够刚硬以便能够穿透未处理或粗制生胶的胎面，但是又要足够柔软以便在不损坏轮胎的前提下从硫化后的轮胎上拨出。另一个要求是凹槽要足够大并且足够厚从而很高效，但这将导致成型元件过硬，以致于它的拨出将损坏轮胎胎面，或者元件本身由于疲劳断裂而失效。由此希望有一种不具备上述缺点的形成凹槽和表面花纹的方法和设备。
发明内容
提供了一种在轮胎胎面上形成凹槽或表面花纹的模具和成型装置。所述成型装置包括一个或多个连接到柔性元件上的刚性元件。所述柔性元件由柔性材料制造，优选由超级合金或超弹性材料制造。成型装置可进一步包括磁体。柔性元件的一部分设置为与模具的胎纹成型元件的第一表面接触，刚性元件设有与胎纹成型元件的第二表面配套接触的匹配表面。模具进一步包括靠近第一胎纹成型元件定位的第二胎纹成型元件，其中刚性元件进一步包括与所述第二胎纹成型元件的表面配套接触的外表面。
附图说明
通过实施例以及通过参考附图来对本发明做进一步描述，附图中：
图1是用于成型凹槽和表面花纹的成型装置的示意性侧视图；
图2是与轮胎模具一起使用的图1中成型装置的侧视图；
图3是图2成型装置从轮胎模具上拨出过程中的示意性侧视图；
图4是成型装置的第二实施例的示意性侧视图；
图5A和5B所示的是在未处理轮胎的硫化过程中在轮胎模具的一部分内与其一起使用的图4的成型装置的侧视图；
图6A和6B显示了从硫化后的轮胎胎面的一部分拔出的成型装置；
图7A和8A显示了新的轮胎胎面，其中圆形部分显示了凸出的花纹的不同方位；
图8A和8B显示了磨损的胎面，其中圆形部分显示了由于磨损现已露出的凹槽；
图9是成型装置的第三实施例；和
图10是模具和成型装置的第四实施例。
具体实施方式
图1显示了适合于在轮胎胎面上的形成凹槽或表面花纹的成型装置10的第一实施例。凹槽是设置在轮胎的新胎面表层下方的细长中空区域，轮胎是新的时候它是不可见的，随着使用过程中轮胎胎面逐渐磨损，凹槽露出来。凹槽可设置在表面花纹的下方，当表面花纹磨掉后，凹槽露出来。
成型装置10包括具有末端11、可选择的中段13和设置在第二端14的一个或多个成型元件12的柔性元件5。末端11可以任意预期方位安装到轮胎模具的部分12上用以形成凹槽。元件12可以是任意期望的尺寸，但是例如可以是大约1-10mm长、优选大约4-10mm；大约1-4mm高、优选2-4mm；大约5-8mm深、优选6-8mm。元件12可以具有任意预期的横剖面形状，例如正方形或矩形块12。然而，元件12不限于块状，可以是弯曲的或者具有圆形横剖面。元件12的深度和厚度可变化。另外，成型装置10的纵向轴线不一定是线性的，可以是非线性的，例如形状是曲线式的或者是任何其它预期形状。
元件12由刚性材料制造，例如：钢、铝或者任意其它合适的材料。元件12还可由刚性聚合体或烧结材料制造。
柔性元件5可以由金属或者由本领域技术人员熟知的适合用于模具的任意合适的柔性材料制造。柔性元件5的全部或者仅一部分包括弹性、非常高弹性、超弹性或者高弹性材料制造，例如形状记忆合金，包括但不限于镍-钛合金、CuZnAl、CuAlNi和CuAlBe。优选柔性元件5具有大于或等于大约5％的延展率的弹性极限，并且优选大于或等于10％。
如上所述，成型装置10可通过将分开的元件5、12装配在一起来形成，或者例如通过电蚀切割形成一体单元。元件5、12可连接在一起或者经由中间元件连接。元件12可涂敷低摩擦材料或者具有覆盖元件12的可选择的低摩擦保护层。
图2显示了成型装置10的一个实施例，图示的是与轮胎模具2的上部一起使用。成型装置10在硫化之前嵌入到未处理的轮胎胎面3。成型装置10可以任意希望的方向安装到轮胎模具2上，因此例如凹槽可以按周向、轴向进行定位或者是任意其它希望的造型。成型装置可对应于胎面的顶部安装在模具的分段上，或者对应于侧壁设置在模具的部分。轮胎模具2具有内表面22，其上设有用于形成轮胎胎面上的各个凹槽34的胎纹元件24。成型装置10优选靠近胎纹元件24安装，以容许成型装置10从凹槽拔出。优选，成型元件12靠近并接触胎纹元件24设置，以便在硫化之前当它进入未处理的轮胎时为成型装置10提供结构支承。优选柔性元件设有与胎纹元件24的外形匹配的预制带13。当成型装置从硫化后的胎面3上拨出时，形成表面花纹36和凹槽部分38。
图4是成型装置40的第二实施例，除了柔性元件5是直的以外，它与成型装置10相同。图5A显示了安装到胎纹元件24的下表面42的成型装置40，其中胎纹元件24的侧壁44与成型元件12的侧壁接触。在硫化之前插入到未处理的轮胎的过程中，胎纹元件为成型装置提供结构支承。除了优选采用了另外的胎纹元件24以外，图5B是与图5A相同的示图，由此成型元件12的两个侧壁与胎纹元件24A和24B的相对壁接合。图6A和6B分别显示了从未处理的轮胎上拨出之后的图5A和5B中示出的成型装置40。当成型装置从硫化后的轮胎上取走时，表面花纹36和下部的凹槽38形成。图7A和8A显示了全新的轮胎胎面，其中圆形部分显示了表面花纹36，其可朝着圆周方向或轴向。图7B和8B显示了磨损的轮胎胎面，其中圆形部分显示了露出新凹槽38的胎面部分，其可朝着圆周方向或者轴向。
图9显示了成型装置10、40的第三实施例，其中除了成型装置具有两个或多个柔性元件5外，成型装置10跟上面所述的一样。
图10显示了成型装置10/40的第四实施例，其中模具2的上部设有两个相互靠近设置的凹槽成型元件24A和24B。成型装置10/40设置为：成型元件12设有邻接凹槽成型元件24A和24B的相对壁46、48的端壁45、44。优选，成型元件端壁44形状是圆锥形的，以便与凹槽成型元件24b互锁。进一步优选，成型元件12设有磁体，用于确保与凹槽成型元件24B之间的接触。可选择的是，磁体可设置在凹槽成型元件24B内。
在此处所提供说明的启示下，对本发明的变动是可能的。虽然为了展示主题发明，已经示出了特定代表性实施例和细节，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是不偏离本发明的范围的情况下可进行多种变形和修改。因此，应当理解的是修改变形可在所述特定实施例中进行，落入由下述附带的权利要求所限定的本发明的全部预期范围内。

Claims (10)

1.一种用于形成轮胎上的凹槽的成型装置，所述成型装置的特征在于一个或多个刚性元件、和柔性元件，其中所述一个或多个刚性元件连接到所述柔性元件，柔性元件由具有大于或等于5％延展率的弹性极限的材料制成。
2.根据权利要求1所述的成型装置，其特征在于：所述柔性元件由具有大于或等于10％延展率的弹性极限的材料制成。
3.一种用于注塑成型轮胎触地胎面的模具，所述触地胎面由弹性体化合物制造，所述模具的特征在于：用于成型所述胎面的成型表面，以及从所述模具表面突出的成型装置，以便嵌入到所要注塑成型的弹性化合物内，其中成型装置包括刚性元件和柔性元件，其中刚性元件连接到柔性元件，并且其中模具具有胎纹成型元件，且其中柔性元件的一部分设置为与胎纹成型元件的第一表面接触，刚性元件设有与胎纹成型元件的第二表面匹配接触的匹配表面。
4.根据权利要求3所述的模具，其特征在于：所述柔性元件由具有大于或等于5％延展率的弹性极限的材料制成。
5.根据权利要求3所述的模具，其特征在于：所述柔性元件由具有大于或等于10％延展率的弹性极限的材料制成。
6.根据权利要求3所述的模具，其特征在于：成型装置包括多个安装到所述柔性元件上的刚性元件。
7.根据权利要求3所述的模具，其特征在于：模具进一步包括靠近所述第一胎纹成型元件设置的第二胎纹成型元件，其中刚性元件包括与所述第二胎纹成型元件的表面匹配接触的外表面。
8.根据权利要求3所述的模具，其特征在于：所述成型装置进一步包括磁体。
9.根据权利要求3所述的模具，其特征在于：刚性元件的外表面形状是圆锥形的，以便与所述第二胎纹成型元件的表面互锁。
10.根据权利要求3所述的模具，其特征在于：所述第二胎纹成型元件的表面设有与成型装置接合的磁体。
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