CN102341230A - 在未硫化的胎面中形成一端封闭的凹槽的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对具有胎面的轮胎进行制造的方法，多个一端封闭的径向凹槽以形成了胎面花纹的胎面块的形式形成在该胎面当中，所述方法包括：在用以覆盖所述轮胎的胎坯的未硫化的胎面(3)当中形成所述凹槽(33)的步骤，所述步骤的特征在于，其包括将一个或多个刀片(22)的温度加热到高于所述胎面(3)材料的硫化温度，接着将该一个或多个刀片(22)插入所述胎面(3)的径向内表面(32)并插入足够长的时间，以对与所述刀片(22)进行接触的凹槽的壁进行表面硫化，从而一旦所述刀片从凹槽中收回的时候防止多个面重新粘合在一起。

Description

在未硫化的胎面中形成一端封闭的凹槽的方法和设备
本发明的领域是轮胎制造领域，更加具体而言是胎面条带的制造领域。
众所周知，轮胎的胎面条带在它们的径向外表面上包括雕刻的花纹(sculpted patterns)，其目的是提高轮胎在不同特性表面上的路面保持力。因此一般来说，胎面花纹具有在圆周方向上导向的凹槽、横向凹槽和包括有切口的胎面花纹块。这些切口的目的之一是为轮胎在潮湿地面上提供更好的抓地力。
通过将对应的刀槽花纹刀片(siping blades)阵列布置在硫化模具中而获得了切口阵列。这些具有给定深度的切口被称为外部切口或者末端开口的切口，这些切口是在模制操作中产生的，并且从胎面条带的径向外表面朝胎面条带的内侧径向延伸。
然而，已经发现，随着轮胎的胎面块的磨损，由于所述外部切口的深度相对减小，导致外部切口的效力降低。
此外，已经提出了制造从胎面条带的径向内表面径向延伸了给定高度的切口，并且该切口布置成与橡胶块相吻合。这些内部切口的高度被确定为使得当轮胎并未磨损的时候，所述内部切口或者一端封闭的切口并不与胎面条带的径向外表面连通。当胎面块达到一定磨损级别的时候，外部切口显现于胎面条带的表面，从而给予轮胎额外的抓地力，直到胎面条带完全磨损的时刻为止。
通过实例，公开文献EP 335 694描述了一种胎面条带，该胎面条带包括从胎面条带的内表面径向形成的内部切口。
大量的公开文献报导了如何制造这些内部切口。
公开文献JP 11 147 403提出了使用由抗磨损性劣于胎面条带材料的材料制成的插入件，且该插入件在局部磨损之后开口到胎面条带的径向外表面。
公开文献JP 04 113 905提出了在预硫化的胎面条带中制造内部切口。这样改进的胎面条带通常在胎面翻新操作后，接着被应用到轮胎的径向外表面。
公开文献DE 10 2006 036 509描述了在未硫化胎面条带当中制造内部切口的方法。非粘性材料引入到切口当中，以防止所述切口在硫化操作期间被封闭住。
因此，当要在未硫化胎面条带中将要制造内部切口，并且在轮胎构建的最后阶段期间未硫化的胎面条带要接着待被应用至胎坯的时候，就产生了问题，所产生的问题分为两种：正如以上看到的那样，第一种问题是在轮胎硫化期间，防止切口的多个面再次回到自身结合在一起的状态。第二种问题在于内部切口的定位以使得它们与胎面花纹块相吻合，因为采取了多个步骤来防止内部切口开口到周向凹槽的底部当中或横向凹槽的底部当中。
本发明的目的在于提供这两种问题的解决方案。
根据本发明，一种对包括胎面条带的轮胎进行制造的方法，多个一端封闭的径向切口以形成了胎面花纹的橡胶块的形式布置在该胎面条带当中，所述方法包括：在用以覆盖所述胎坯的未硫化的胎面条带当中形成所述切口的步骤。
该步骤的特征在于，将一个或多个刀片的温度升高到高于制成所述胎面条带的材料的硫化温度，从而使该一个或多个刀片穿入所述胎面条带的径向内表面并穿入足够长的时间，该一个或多个刀片对与所述刀片进行接触的切口的壁进行表面硫化，从而一旦所述刀片从切口中收回的时候防止多个表面重新粘合在一起。
通过对刀片温度和刀片穿入切口的持续时间进行合适的调整，可以确保每个内部切口的两个面经受表面硫化，从而防止这些面重新粘合在一起。
因此已经发现，在对胎面条带进行硫化和模制的步骤期间，与胎面花纹块相吻合地定位的切口具有多个面，该多个面不会再次返回到结合在一起的状态，并且与凹槽或外部切口相吻合地定位的切口消失了。
这种现象是由于以下事实导致的：胎面条带上的与用来产生外部切口的凹槽或者刀槽花纹相吻合地定位的多个区域，是模制阶段期间材料承受显著移动水平的区域。这引起了切口的多个面脱位，其结果是在硫化期间重新形成了橡胶粘结。
相比之下，与胎面块相吻合地定位的切口并不经受这种干扰，并且这意味着能够制造包括多个内部切口的轮胎，该内部切口的多个面并未被硫化，并且该内部切口从胎面条带的根部朝着轮胎的径向外表面径向延伸，而并不与所述径向外表面平齐。
将会注意到，在揭示上述现象当中，加热刀片的温度选择以及所述加热刀片穿入胎面条带的持续时间是非常关键和重要的。具体而言，切口的多个面的预硫化需要大致为表面的，而不影响与切口的所述多个面相距一定距离的材料层。
本发明的另一个目的是提出一种适合于实施根据本发明的方法的设备。
用于在连续的条带中制造切口的设备是广泛熟知的，并且一般而言，所述设备包括第一装置和第二装置，该第一装置具有用于支撑胎面条带的径向外表面的第一表面，该第二装置具有用来与所述胎面条带的径向内表面相接触的第二表面，且该第二表面上布置有刀片阵列，该刀片阵列被定位成面向所述第一表面并且用来穿入所述胎面条带。该第一表面和第二表面能够进行合作，以使得当所述设备工作的时候，所述刀片穿入所述胎面条带。
以公知的方式，这些设备包括使得刀片被加热的装置，其加热方式使得提高了刀片穿入到形成胎面条带的橡胶材料的穿透性。这些装置一般而言由设置为与刀片的底部相接触的电阻性元件构成。
然而，应当采取步骤来避免加热设备以不希望的方式与胎面条带的其他部分发生干扰。特别而言，应当采取步骤来确保与胎面条带的根部相接触的第二表面并未被升高温度到可能引起所述根部发生硫化。将会注意到，传统的装置还具有将所述第二表面的温度过度升高的效果。
本发明的目的是对该第二种问题提供解决方案。
为此，根据本发明的用来制造切口的设备包括由具有铁磁属性的材料制成的刀片以及感应设备，该感应设备仅仅在穿入切口的刀片上产生效力。
因此，可以通过调节感应器的精确度来精确地控制热能的应用，并且定位在感应器影响场外侧的刀片冷却下来。
通过对制造第二装置的材料进行合适的选择，例如非磁性的且弱导热性的材料，可以避免第二表面的温度升高。
此外，当第二表面是圆柱形的时候，第二表面的圆周的仅仅一部分与胎面条带的根部相接触。接下来所需要的是设计一种仅仅作用在该部分上感应器，从而将只有穿入胎面条带的刀片被提高温度。定位在圆周的互补位置上的刀片不再经受感应器的作用，并且因此能够被冷却。
以下的描述涉及本发明的优选实施例并涉及图1。然而，将会从以下看到，各种等价形式的实施例也使得如上所述的本发明的一般性原理得以实施。
根据本发明的且描绘在图1中的设备包括总体为圆柱形的第一装置1，其绕轴线XX′旋转。
第二装置2也是由圆柱形成，并绕它的轴线YY′旋转。
每个圆柱的径向外表面分别形成第一表面11和第二表面21。第二表面21包括大致在径向方向上延伸的刀片22阵列。圆柱1和圆柱2的周向速度相同并且方向相反。第一表面和第二表面形成了辊隙4，当所述设备工作的时候，胎面条带3穿过该辊隙4。
在本发明的这个优选实施例当中，加热装置23由与圆柱2的一部分圆周相吻合的一组感应线圈构成，且加热装置23布置在辊隙4的下游。刀片由铁磁性材料制成。相比之下，形成圆柱2的本体和第二表面21的材料不具有铁磁属性并且将优选地为对热的弱导体。
在辊隙4处，胎面条带的径向外表面31与第一表面11相接触，并且胎面条带的径向内表面32与第二表面21相接触。这意味着刀片22穿入胎面条带3的径向内表面32。
接着执行多个步骤来保持胎面条带在辊隙4的下游的圆柱2的部分圆周上与第二表面21相接触。为此，设置了导向杆装置(图中未示)来在根据本发明的设备的上游和下游对胎面条带进行导向。
通过调节圆柱2的周向速度和刀片22保持嵌入到胎面条带所跨越的部分圆周的长度，可以确定出刀片22和与所述刀片直接接触的切口33的多个面之间的接触时间。
将刀片22的温度升高至高于制成胎面条带3的材料的硫化温度，且该温度介于大致170℃和250℃之间。过低的刀片温度则导致长的接触时间。相反地，过高的温度能够对材料进行破坏并导致与所述刀片相接触的切口的多个面的提前硫化阶段，这正如以上所陈述的那样，对与肋(ribs)和刀槽花纹刀片相吻合的复合物的再构成(recomposition)是有害的，所述肋和刀槽花纹刀片用来分别在胎面条带中模制凹槽和外部切口。
从实验来说，对于用于轿车的胎面条带而言，通过包括有第二装置的设备而获得了良好的效果，该第二装置形成了直径为1.5m的辊子2，辊子2以3米/分钟的周向速度旋转，并且该设备包括升高到220℃温度的多个刀片。在该构型当中，当胎面条带缠绕了圆柱形辊子2的半个圆周的时候，刀片保持与切口的多面接触大约30秒的时间。
当刀片温度降低到180℃的时候，有必要将辊子2的周向速度减小到0.4米/分钟。接着，刀片保持与切口的多个面接触3分钟的时间。
在实践中，刀片的穿入时间介于0.3分钟和5分钟之间，并且温度越高，该时间越短。
如上所述的本发明的实施例能够以产生等效结果的大量的方式进行变化。
因此，所述第二装置可以采用在两个辊子之间运行的传送带的形式。在该实施例当中，第一装置可以具有如上所述的圆柱形辊子的形式，或者是面向形成第二装置的传送带的传送带的形式。
另一种形式的实施例需要大量的感应器，该实施例涉及了在包括有刀片阵列的固定的第二表面上布置一部分胎面条带。所述刀片利用诸如辊子的第一装置而嵌入到胎面条带的径向内表面。

Claims (13)

1.一种对包括有胎面条带的轮胎进行制造的方法，多个一端封闭的径向切口以形成了胎面花纹的橡胶块的形式布置在该胎面条带当中，所述方法包括：在用以覆盖胎坯的未硫化的胎面条带(3)当中形成所述切口(33)的步骤，该步骤的特征在于，将一个或多个刀片(22)的温度升高到高于制成所述胎面条带(3)的材料的硫化温度，从而使该一个或多个刀片(22)穿入所述胎面条带(3)的径向内表面(32)并穿入足够长的时间，该一个或多个刀片对与所述刀片(22)进行接触的切口的壁进行表面硫化，从而一旦所述刀片已经从切口中收回的时候防止多个表面重新粘合在一起。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热的刀片(22)温度介于170℃和250℃之间。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述刀片穿入到未硫化的胎面条带的持续时间介于0.3分钟和5分钟之间。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中所述加热的刀片(22)在大致径向方向上穿入未硫化的胎面条带(3)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述刀片(22)穿入所述胎面条带(3)的深度小于所述未硫化的胎面条带的总厚度。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其中所述胎坯在硫化压力机中进行硫化。
7.一种在未硫化的胎面条带当中形成内部切口(32)的设备，包括第一装置(1)和第二装置(2)，该第一装置(1)具有用于支撑胎面条带(3)的径向外表面(31)的第一表面(11)，该第二装置(2)具有用来与所述胎面条带(3)的径向内表面(32)相接触的第二表面(21)，且该第二表面(21)上布置有刀片(22)阵列，该刀片(22)阵列被定位成面向所述第一表面(11)并且用来穿入所述胎面条带(3)，该第一表面(11)和第二表面(21)能够进行合作，以使得当所述设备工作的时候，所述刀片(22)穿入所述胎面条带的径向内表面(32)，其特征在于，所述刀片(22)由具有铁磁属性的材料制成，且该刀片(22)通过感应设备(23)而被升高到给定温度。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述刀片(22)被布置成大致垂直于所述第二表面(21)。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述刀片(22)由高导热性材料制成。
10.根据权利要求7至9中的一项所述的设备，其中所述第二装置(2)的第二表面(21)由非磁性的且为热的弱导体的材料制成。
11.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一装置(1)和第二装置(2)由多个具有平行轴线的圆柱形辊子形成，所述胎面条带(3)穿过该等圆柱形辊子之间。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述感应设备布置在形成所述第二装置的圆柱形棍子的部分圆周上。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，使得所述胎面条带(3)保持与形成所述第二装置(2)的圆柱的第二表面(21)相接触的装置，被设置在形成所述第二装置的所述圆柱形辊子(2)的圆周的给定部分上。
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