CN101528433A - 改进的翻新轮胎耐久性的方法 - Google Patents

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CN101528433A CN200680056203A CN200680056203A CN101528433A CN 101528433 A CN101528433 A CN 101528433A CN 200680056203 A CN200680056203 A CN 200680056203A CN 200680056203 A CN200680056203 A CN 200680056203A CN 101528433 A CN101528433 A CN 101528433A
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P·A·迈尼
N·J·潘尼宁
J-P·加莱戈
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Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
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Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
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    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
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    • B29D30/54—Retreading
    • B29D30/56—Retreading with prevulcanised tread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及一种翻新轮胎的方法和由这种方法生产的翻新轮胎(10)。这种方法包括提供具有胎面侧(44)和底面侧(46)的胎面层(40)的步骤，其中底面侧(46)的表面包括例如刀槽花纹和/或凹槽或其它凹部的多个胎面单元(48)。每个胎面单元(48)在胎面层(40)的底面侧(46)的表面具有第一边缘(64)和第二边缘(66)。形成第一边缘(64)和第二边缘(66)中的至少一者从而获得例如0.4mm或更大的圆角边缘或倒角边缘的断裂的边缘(84)。断裂的边缘(84)移除锋利的角部并且提供了翻新轮胎(10)的增强的耐久性。

Description

改进的翻新轮胎耐久性的方法
技术领域
[0001]本发明涉及翻新过的轮胎的领域。
背景技术
[0002]当轮胎变得磨蚀时，能够用新的胎面修复轮胎。作为常规轮胎管理程序的一部分，典型地对大卡车的轮胎进行翻新。卡车轮胎的胎体(carcass)预期能持续使用几十万英里，并且可以多次修复而获得附着到该胎体的新胎面。新的卡车轮胎非常昂贵，因此购买时预期通过胎体长期的服务寿命以及比较低的翻新成本弥补轮胎的高初始成本。
[0003]多个程序和不同类型的设备可用于翻新胎面或翻新有气胎的轮胎。翻新磨蚀轮胎的一个初始步骤是通过被称为抛光的砂纸打磨程序从轮胎胎体上移除已有的胎面材料。接着，被称为“缓冲胶”的层被覆加于胎体上。这个挤压形成的未硫化橡胶的层可以被缝合或者黏附地粘接到胎体。接着，胎面层被覆加于缓冲胶的层上面。在冷翻新胎面工艺中，胎面层是硫化橡胶，并且具有已经压入它的外表面里的轮胎花纹。然后，轮胎被放置在高压釜里，并在压力下加热合适的时间，从而使所述胶层硫化，并且使所述胶层粘接到胎面层的内部或底面侧以及粘接到胎体上。术语“硫化”涉及在橡胶化合物中弹性体分子之间的交键的形成。还要注意，粘接胎面层到胎体有不同方法，例如使用胶粘剂、粘接剂、缓冲胶等，并且当涉及术语“粘接交界部位”时，包括本领域所有已知的方法。
[0004]包括翻新轮胎的轮胎的共同问题是，随着轮胎磨蚀，附着摩擦力提供单元也磨蚀，直到最终所述单元基本上被磨掉。结果可能是磨蚀轮胎的附着摩擦力显著降低。人们目前已经致力于研发一种胎面层，该胎面层具有切入胎面层的底面侧(与胎面侧相对的侧)的胎面单元。术语“胎面单元”涉及刀槽花纹、横向凹槽，和/或纵向凹槽或者在胎面上形成的任何其它凹部。模塑进入胎面层的底面侧的胎面单元随着轮胎磨蚀而露出，在翻新轮胎的使用中提供了改进的磨蚀附着摩擦力并且使轮胎能够在使用寿命晚期免予维修。在这些先前的努力中所认识到的一个问题是，在胎面单元的交界部位/粘接交界部位的锋利的边缘产生压力升高部，其具有使得胎面从轮胎胎体剥离的裂纹产生点。
发明内容
[0005]本发明的具体实施例包括一种翻新轮胎的胎面，其包括：胎面主体，其具有胎面侧和底面侧；多个胎面单元，其在胎面主体的底面侧中形成，并且在位于胎面单元与胎面的底面侧的表面的交界部位处，至少具有所述的多个胎面单元中的每一个胎面单元的相对的侧面上的一个第一边缘和一个第二边缘；其中第一边缘和第二边缘中的至少一者是至少0.4mm的断裂的边缘。
[0006]本发明的另一个具体实施例包括一种胎面的模具，其包括：形成胎面花纹的胎面压痕侧；形成胎面的底面侧的底面侧，其中底面侧包括从底面侧的表面延伸的多个凸起；其中在底面侧与多个凸起的每一个者的交界部位形成圆角或倒角。
[0007]本发明的另一个具体实施例包括一种翻新轮胎，其包括：轮胎胎体；具有胎面侧和底面侧的胎面层；多个胎面单元，其在胎面主体的底面侧中形成，并且在位于胎面单元与胎面的底面侧的表面的交界部位处，至少具有所述的多个胎面单元中的每一个胎面单元的相对的侧面上的一个第一边缘和一个第二边缘；其中第一边缘和第二边缘中的至少一者是至少0.4mm的断裂的边缘；粘接交界部位将胎面的底面侧表面粘接到轮胎胎体上。
[0008]本发明的另一个具体实施例包括一种翻新轮胎的方法，其包括步骤：提供具有胎面侧和底面侧的胎面层，其中底面侧的表面包括多个胎面单元，多个胎面单元中的每一者在胎面单元与胎面层的底面侧的表面的交界部位中具有第一边缘和第二边缘；形成每个胎面单元的第一和第二边缘中的至少一个从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘。
[0009]这些以及其它优点将通过阅读本发明的具体实施方式部分而明朗。
附图说明
[0010]图1示出了根据本发明一个实施例的具有在胎面层的底面侧形成的胎面单元的翻新轮胎的局部横截面视图；
[0011]图2示出了用于形成胎面层的底面侧中的胎面单元的胎面层模具的局部横截面视图；
[0012]图3示出了具有在其中形成的多个胎面单元的图2的胎面层的底面侧的局部透视图；
[0013]图4示出了根据本发明实施例的形成具有胎面层的底面侧中的倒圆角或倒角边缘的胎面单元的胎面层模具的局部横截面视图；
[0014]图5示出了具有胎面单元的边缘上的断裂边缘的翻新轮胎的胎面层/缓冲层交界部位的局部横截面视图；
[0015]图6示出了图5的局部横截面图，进一步示出了边缘的参数限制；
[0016]图7示出了对胎面层的底面侧上的胎面单元的至少一个边缘倒圆角的一个实施例的横截面图；
[0017]图8示出了通过图7的操作而在胎面层的底面侧的胎面单元上形成的圆角的边缘的细节透视图；
[0018]图9示出了翻新轮胎的胎面层/缓冲层交界部位的局部横截面视图，该翻新轮胎具有胎面层的底面侧的胎面单元的一个边缘上的断裂边缘；以及
[0019]图10示出了用于对胎面层的底面侧的胎面单元的两个边缘倒圆角的实施例的横截面视图；以及
[0020]图11示出了胎面层的底面侧的胎面单元上形成的圆角的边缘的详细立体图。
具体实施方式
[0021]现参考图1，图中示出了翻新轮胎10的局部分解轴向横截面，其包括根据本发明的第一实施例的轮胎胎体20、缓冲层30以及胎面层40。胎面层40包括具有形成于其外表面44上的胎面花纹42的一条硫化橡胶。图中还示出了形成于胎面层40的内表面46或底面侧表面中的多个胎面单元48。缓冲层30位于准备翻新的轮胎胎体20和胎面层40之间。当这些单元按照普通翻新程序组装时，轮胎10接着被放置在高压釜里，并且在适当的时间内在压力下被加热从而导致缓冲层30的硫化，以及缓冲层30与胎面层40的底面侧表面46和轮胎胎体20的粘接。注意，在本文中描述的实例中，缓冲层30在胎体20与胎面层40之间使用。这仅仅是举例而并不意欲限制本发明。预期任何类型的粘接交界部位都能够在胎面层40和轮胎胎体20之间使用；例如，胶粘剂。
[0022]胎面层40的生产在图2中示出。模具50具有用于形成胎面层40的外表面44中的胎面花纹42的胎面压痕侧52和用于形成胎面层40的底面侧46的内部侧54。内部侧54包括用于形成胎面层40的底面侧46中的胎面单元48的肋片56。
[0023]当胎面层40如图3所示地从模具50移除时，胎面单元48在底面侧表面46上是可见的。回头参考图2，注意的是肋片56可垂直于底面侧表面46并且锋利的角部60在底面侧表面46与胎面单元48的交界部位形成。肋片56也可以横向于底面侧表面46，然而，仍然将形成锋利的角部。本文中的术语“锋利的角部”或者“锋利的边缘”是指在两个相交的表面之间形成的角部，其中每个表面从表面的投影的相交点延伸大约0.2mm或者更小，或者如果该锋利的角部存在圆角，其半径大约是0.2mm或者更小。
[0024]锋利的边缘具有对翻新轮胎10的耐用性的损害效果。锋利的边缘担当在该锋利的边缘中造成应力集中的增强的压力升高部，该锋利的边缘使得裂纹能够沿着缓冲层和胎面层的粘接交界部位产生。为了改进翻新轮胎10的耐用性，应该避免或者移除胎面层的底面侧和胎面单元中的任何锋利的边缘。
[0025]在本发明的一个实施例中，如图4所示，模具50’用来以不形成锋利的边缘的方式形成胎面单元48’。模具50’包括用来在胎面层40’的底面侧46’里形成胎面单元48’的肋片56’、56”。肋片56’具有在肋片56’与模具50’的上部或者内部侧54’的交界部位处形成的圆角57。肋片56”具有在肋片56”与模具50’的上部或者内部侧54’的交界部位处形成的倒角57’。因此，胎面单元48’的边缘在从模具50’被移除时在断裂的边缘或者圆角的边缘处形成。
[0026]现参考图5，图中示出了翻新轮胎的胎面层/缓冲层交界部位的横截面视图，其中胎面层40的底面侧的边缘已经被倒圆角。本文中术语“圆角的边缘”、“破裂的边缘”或者“断裂的边缘”是指在两个相交表面之间形成的角部，其中每个表面距离表面的投影的相交点0.4mm或者更大而终止，或者如果断裂的边缘存在圆角，其半径是0.4mm或者更大。这个最小值是指“0.4mm的断裂边缘”。在缓冲层30和胎面层40之间示出了粘接边界80。如图所示，胎面单元48的第一边缘64和第二边缘66均在粘接边界80处与硫化缓冲层30形成了更加圆的边缘84。圆角边缘84已经被示出，从而显著改进了翻新轮胎10的耐久性。
[0027]如果锋利的边缘的倒圆角通过模塑而完成，边缘将典型性地表现为圆角的形式或倒角的形式。也可以使用对锋利的边缘倒圆角的其它方法，例如切割、烧蚀、磨蚀等。当使用这些其它方法时，所述边缘可能较不均匀。例如，在磨蚀工艺中，边缘可能在工艺过程中被撕裂。在这种情况下，如图5的边界80所示，裂缝的延伸将是不规则的。虽然圆角的角部已经在上文中被描述为断裂的边缘，但是申请人已经进行了测试，该测试能够被用于使用近似值而更好地限定不规则表面，从而将角部限定为圆角或者倒角或者这两者的结合。现参考图6，图6与图5相似，但是其现在包括与锋利的边缘倒圆角有关的参数。所示出的参数为：
r：圆角边缘特征的半径，不论它是被模塑撕裂或者被切割
h：胎面层的底面侧的表面与胎面单元的壁表面的末端之间的径向高度
θ：相对于胎面层的底面侧的表面移除材料的角
w：胎面单元的宽度
申请人已经进行了测试并且发现了这些参数的一般准则，其中w的值一般在0.1mm到10mm之间；r的值一般在0.5mm和10mm之间；h的值一般在0.4mm和8mm之间；并且θ的角度一般在5°到85°之间。更特别地，申请人发现当参数在下面的范围内时翻新轮胎的耐久性最长：w一般在0.4mm到5mm之间；r的值一般在1mm和5mm之间；h的值一般在1mm到5mm之间；并且θ的角度一般在15°到55°之间。
[0028]现参考图7，图中示出了在胎面层40的底面侧46上对胎面单元48的边缘倒圆角的本发明的另一个实施例。所示的旋转磨蚀系统70可包括例如砂轮或者钢丝刷。胎面层40沿单一的方向72移动而从固定的磨蚀系统70旁边通过。磨蚀系统70对第一边缘64和第二边缘66中的至少一者倒圆角。如图7所示，胎面单元48的第一边缘64推离磨蚀系统70，而胎面单元48的第二边缘66从胎面层40中被移走(在组成部分74处标出)，产生断裂的边缘84。
[0029]这个结果最佳地在图8中示出，图8示出了通过图7的磨蚀系统的操作而形成的与胎面层40的底面侧的胎面单元48相邻的磨蚀的表面76的详细立体图。如图8所示，胎面单元48的第二边缘66被磨蚀系统70磨蚀从而形成断裂的边缘84，而胎面单元48的第一边缘64没有被磨蚀系统70磨蚀从而仍然是锋利的角部82。还要注意，胎面单元48的第一边缘64还可覆盖有脱模剂。
[0030]现参考图9，图中示出了翻新轮胎的胎面层/缓冲层交界部位的横截面视图，其中胎面层40的底面侧被图7中所示的磨蚀系统70加工形成。缓冲层30和胎面层40之间示出了边界80。如图所示，胎面单元48的第一边缘64与硫化缓冲层30在边界80中形成锋利的边缘82。胎面单元48的第二边缘66与硫化缓冲层30形成更加圆的或者破裂的边缘84。
[0031]现参考图10，图中示出了对胎面层40的底面侧46上的胎面单元48的边缘倒圆角的本发明的另一个实施例。旋转磨蚀系统70现在与胎面层40一起示出，胎面层40已经如图7和8中所示而被加工。胎面层40被倒转，从而其沿第二有效方向72移动而在固定的磨蚀系统70旁边经过。磨蚀系统70现在对第二边缘66倒圆角，产生断裂的边缘84。
[0032]这个结果在图11中最佳地示出，图11示出了通过图10的磨蚀系统的操作而形成的与胎面层40的底面侧的胎面单元48相邻的磨蚀的表面76的详细立体图。如图11所示，胎面单元48的第一边缘64和第二边缘66都被磨蚀系统70磨蚀，从而在胎面单元48的每侧形成断裂的边缘84。还要注意，磨蚀的表面76通过磨蚀系统70变粗糙或者变得有纹理，这也有助于产生胎面层40的更强的粘接。为了获得这个表面形状的磨蚀工艺修正是进给量、垂直压力、用于磨蚀的工具(例如钢丝刷或者砂轮)以及胎面层的材料附着力的函数。通过使用模具50’而获得胎面单元48的圆角边缘84，其它表面工艺可能是合适的，例如但是不限制于离子束冲击、喷砂、二氧化碳冲击、切割、激光烧蚀或者水喷射。
[0033]虽然本发明已经通过参考其优选的实施例进行了描述，应了解的是，该描述意在阐述而非意在限制。因此，本发明的保护范围和内容仅由所附权利要求的条款所限定。

Claims (30)

1、一种翻新轮胎的胎面，包括：
胎面主体，其具有胎面侧和底面侧；以及
多个胎面单元，其在胎面主体的底面侧中形成，并且在位于胎面单元与胎面的底面侧的表面的交界部位处，至少具有所述的多个胎面单元中的每一个胎面单元的相对的侧面上的一个第一边缘和一个第二边缘；
其中所述第一边缘和第二边缘的至少一者是至少0.4mm的断裂的边缘。
2、如权利要求1所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘中的至少一者至少部分地形成圆角，该圆角的半径r一般在0.5mm到10mm之间。
3、如权利要求1所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘中的至少一者至少部分地形成为倒角，该倒角的高度h一般在0.4mm到8mm之间，该倒角的角度θ在5°到85°之间。
4、如权利要求1所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘中的至少一者至少部分地形成为圆角，该圆角的半径r一般在1mm到5mm之间。
5、如权利要求1所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘中的至少一者至少部分地形成为倒角，该倒角的高度h一般在1mm到5mm之间，该倒角的角度θ在15°到55°之间。
6、如权利要求1所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘均具有至少0.4mm的断裂的边缘。
7、如权利要求6所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成圆角，该圆角的半径r一般在0.5mm到10mm之间。
8、如权利要求6所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成为倒角，该倒角的高度h一般在0.4mm到8mm之间，该倒角的角度θ在5°到85°之间。
9、如权利要求6所述的胎面，其中，所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成圆角，该圆角的半径r一般在1mm到5mm之间。
10、如权利要求6所述的胎面，其中，所述胎面单元具有0.4mm至5mm的横截面的宽度w，并且所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成为倒角，该倒角的高度h一般在1mm到5mm之间，该倒角的角度θ在15°到55°之间。
11、一种胎面的模具包括：
形成胎面花纹的胎面压痕侧；
形成胎面的底面侧的底面侧，其中，所述底面侧包括一般从底面侧的表面延伸的多个凸起；
其中在底面侧与所述多个凸起的每一者的交界部位中形成圆角或倒角。
12、如权利要求11所述的模具，其中，在所述底面侧与所述多个凸起的每一者的交界部位形成圆角，该圆角的半径一般在1mm到5mm之间。
13、如权利要求11所述的模具，其中，在所述底面侧与所述多个凸起中的每一者的交界部位形成倒角，该倒角的高度h一般在1mm到5mm之间，该倒角的角度θ在15°到55°之间。
14、一种翻新轮胎包括：
轮胎胎体；
具有胎面侧和底面侧的胎面层；
多个胎面单元，其在胎面主体的底面侧中形成，并且在位于胎面单元与胎面的底面侧的表面的交界部位处，至少具有所述的多个胎面单元中的每一个胎面单元的相对的侧面上的一个第一边缘和一个第二边缘；
其中所述第一边缘和第二边缘中的至少一者是至少0.4mm的断裂的边缘；
粘接交界部位，其将所述胎面的底面侧表面粘接到所述轮胎胎体上。
15、如权利要求14所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘的至少一者至少部分地形成圆角，该圆角的半径r一般在0.5mm到10mm之间。
16、如权利要求14所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘中的至少一者至少部分地形成倒角，该倒角的高度h一般在0.4mm到8mm之间，该倒角的角度θ在5°到85°之间。
17、如权利要求14所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘中的至少一者至少部分地形成圆角，该圆角的半径r一般在1mm到5mm之间。
18、如权利要求14所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘中的至少一者至少部分地形成倒角，该倒角的高度h一般在1mm到5mm之间，该倒角的角度θ在15°到55°之间。
19、如权利要求14所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘均具有至少0.4mm的断裂的边缘。
20、如权利要求19所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成圆角，该圆角的半径r一般在0.5mm到10mm之间。
21、如权利要求19所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成倒角，该倒角的高度h一般在0.4mm到8mm之间，该倒角的角度θ在5°到85°之间。
22、如权利要求19所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成圆角，该圆角的半径r一般在1mm到5mm之间。
23、如权利要求19所述的翻新轮胎，其中，所述第一边缘和第二边缘中的每一者至少部分地形成为倒角，该倒角的高度h一般在1mm到5mm之间，该倒角的角度θ在15°到55°之间。
24、一种翻新轮胎的方法，包括步骤：
模塑具有胎面侧和底面侧的胎面层，其中所述底面侧的表面包括多个胎面单元，所述的多个胎面单元中的每一者在胎面单元与所述胎面层的底面侧的表面的交界部位具有第一边缘和第二边缘；
形成每个胎面单元的所述第一和第二边缘中的至少一者从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘。
25、如权利要求24所述的方法，其中，形成每个胎面单元的所述第一和第二边缘中的至少一者从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘的步骤通过以下步骤实现：
当最初模塑胎面层时，将第一边缘和第二边缘中的至少一者模塑为圆角或者倒角。
25、如权利要求24所述的方法，其中，形成每个胎面单元的所述第一和第二边缘中的至少一者从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘的步骤通过以下步骤实现：
当最初模塑胎面层时，将第一边缘和第二边缘均模塑为圆角或者倒角。
26、如权利要求24所述的方法，其中，形成每个胎面单元的所述第一和第二边缘中的至少一者从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘的步骤通过以下步骤实现：
切割第一边缘和第二边缘中的至少一者。
27、如权利要求24所述的方法，其中，形成每个胎面单元的所述第一和第二边缘中的至少一者从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘的步骤通过以下步骤实现：
切割第一边缘和第二边缘。
28、如权利要求24所述的方法，其中，形成每个胎面单元的所述第一和第二边缘中的至少一者从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘的步骤通过以下步骤实现：
磨蚀第一边缘和第二边缘中的至少一者。
28、如权利要求24所述的方法，其中，形成每个胎面单元的所述第一和第二边缘中的至少一者从而获得0.4mm或者更大的断裂的边缘的步骤通过以下步骤实现：
磨蚀第一边缘和第二边缘。
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