CN104918801A - 包括加热步骤的用于翻新外胎的方法和车轮外胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于翻新外胎的包括加热步骤的方法。在用于翻新车轮外胎的方法中：-感应加热车轮外胎从而软化位于外胎胎面(8)和外胎胎体(4)之间的可热塑层(14)，-从所述胎体除去所述胎面，以及-向所述胎体施加另一个胎面。本发明还涉及车轮外胎。

Description

包括加热步骤的用于翻新外胎的方法和车轮外胎

技术领域

本发明涉及车辆轮胎的翻新。

背景技术

翻新操作通常在于从外胎除去磨损胎面从而使用新胎面进行更换。

文献WO2009139449公开了提供具有热熔层或更普遍而言具有可热塑层的轮胎，所述热熔层或可热塑层使胎面结合至胎体。为了翻新的目的，通过辐射或通过接触加热该层从而使其软化，因此使得可以容易地除去胎面。然后可以将新胎面安装在胎体上。

然而，已经发现热熔层的软化需要较长时间并且需要大量能量。此外，该加热造成外胎或部分外胎的过度固化或再固化，因此破坏轮胎的机械性质。

发明内容

本发明的目的是避免这些缺点。

为此目的，根据本发明提供一种用于翻新车轮外胎的方法，其中：

-感应加热车轮外胎从而软化位于外胎胎面和外胎胎体之间的可热塑层，

-从胎体除去胎面，和

-向胎体施加另一个胎面。

因此，感应加热使得有可能直接加热外胎内的元件。因此，更迅速地加热热熔层并且减少为此目的所需的能量的量。此外，在多数情况下，本发明使得有可能避免加热整个外胎。因此更容易保护外胎的对温度升高敏感的那些部件。

优选地，通过包括单匝线圈的感应器来进行加热。

在一个实施方案中，感应器(16)被设置成使得感应器的主平面局部地垂直于包括在外胎(2)中的金属元件(15、24)，选择所述金属元件从而以优选方式加热可热塑层(14)。

因此，更精确地瞄准外胎的待感应加热的区域。此外，通过选择感应器的定向，根据元件的定向，某些元件的加热比其它元件的加热更为有利。

在一个实施方案中，可热塑层在径向上介于胎面和胎冠增强带束层之间，所述胎冠增强带束层由一个或多个相互平行的金属丝线层形成，所述金属丝线覆盖有橡胶配混物并且与轮胎的周向方向形成一定角度，并且感应器被设置成使得感应器的主平面局部地垂直于在增强带束层的径向外层中的金属丝线的定向。

在另一个实施方案中，所述层在径向上介于胎面和胎冠增强带束层之间，所述胎冠增强带束层由一个或多个相互平行的金属丝线层形成，所述金属丝线覆盖有橡胶配混物并且与轮胎的周向方向形成一定角度，并且感应器被设置成使得感应器的主平面局部地平行于在增强带束层的径向内层中的金属丝线的定向。

特别地，感应器的定向使得有可能选择外胎的希望首先和最先加热的元件，特别是金属加强件。因此，感应器和元件之间的角度越大，元件的透磁率增加越多并且越多的场线可以循环通过元件。因此，当感应器垂直于元件时，场线平行于元件。元件的透磁率因此尽可能高并且场线在该元件中回环最好。相反地，当感应器平行于元件时，由于场线必须循环通过元件和周围橡胶或其它周围元件，因此获得最小的透磁率。因此，在该情况下，在该位置下促进不平行于感应器的元件的加热。当两个元件彼此之间形成一定角度时，只需要将感应器设置在平行于最不希望加热的元件的位置。另一个元件则与感应器形成一定角度并且以比平行于感应器的元件更大程度地加热。

优选地，层的元件或与层接触的元件直接被感应加热。

在该情况下，因此在待软化的层内或层上直接造成加热。以这种方式避免了加热或过度加热外胎的其它部件。

有利地，至少一些元件在局部不平行于外胎的金属加强件的方向上为细长的。

因此有可能定向感应器从而以比金属加强件更大程度加热这些元件。

例如，至少一些元件在径向平面中相对于外胎的主轴线延伸。

该定向是有利的，因为外胎的金属加强件最常见地在相对于外胎轴线非径向的平面中延伸。

在一个实施方案中，至少一些元件形成分散在层中的颗粒。

根据本发明还提供车轮外胎，所述车轮外胎包括：

-胎体，

-胎面，和

-位于胎体和胎面之间的层，所述层包括能够在胎体和胎面不软化的温度下软化的材料，

所述外胎包括能够直接感应加热并且包括在所述层中或与所述层接触的元件。

根据一个实施方案，能够加热的元件为包括在所述层中的金属元件或包括在与所述层接触的加热层中的金属元件。

所述外胎因此还可以具有至少任一个如下特征：

-至少一些元件为细长的；

-当外胎还包括能够加热并且包括在增强帘布层中的金属加强件时，至少一些元件在局部不平行于外胎的金属加强件的方向上为细长的；

-至少一些元件在径向平面中相对于外胎的主轴线延伸；和

-至少一些元件形成分散在层中的颗粒。

在一个实施方案中，外胎不具有任何远离所述层的金属加强件。

根据一个实施方案，能够加热的元件为包括在增强帘布层中的金属加强件。

附图说明

现在将参考附图介绍本发明的一个实施方案，在附图中：

-图1为旨在通过本发明的方法翻新的外胎的一部分的局部剖面立体图；

-图2为本发明的方法中使用的感应器的正视图；

-图3至5为在实施本发明的方法的过程中感应器和外胎的图；

-图6至9显示了在实施所述方法的过程中感应器相对于外胎的元件的四种不同的定向；和

-图10至14为显示在实施本发明的方法的不同模式的过程中外胎中的温度随时间升高的曲线。

具体实施方式

将参考图1至9描述本发明的方法的一个实施方案。该方法应用于车轮外胎2。车轮可以为轻型车辆、多用途车辆、重型货物车辆或土木工程车辆的车轮。

外胎2包括胎体4，所述胎体4的形状基本上为环形并且具有胎冠3和两个侧面的胎侧6，所述胎冠3的形状与圆柱体相似。外胎还包括胎面8，所述胎面8设置在胎冠的径向外部。胎面起初在其外表面12上具有胎面花纹，但是根据胎面的磨损程度，这些胎面花纹可能部分或全部消失。

以本身已知的方式，通过由一个或多个相互平行的金属丝线15的层形成的带束层保证胎冠的稳定性，所述金属丝线15覆盖有橡胶配混物并且与轮胎的周向方向形成一定角度。胎冠增强带束层的丝线15可以与周向方向形成零角度(在该情况下被称为环箍帘布层或零度帘布层)，或者形成通常在15°和35°之间的角度。

外胎包括界面层14，所述界面层14在径向方向上相对于轴线10介于胎体4和胎面8之间。在该情况下，所述层为由热塑性和热熔材料(亦即当经受加热直至达到作为该材料的特征的预定温度时能够软化或熔融的材料)制成的层。该温度使得胎体的橡胶和胎面的橡胶在该温度下不软化。

为了实施本发明的方法，使用优选包括由导电金属制成的单匝扁平线圈18的感应器16。此外，该线圈的中间部分具有矩形形状，线圈的端部在矩形的同一个纵向侧面上从中间部分露出。

在本示例中，感应器16还包括两个由小板形成的铁素体20，所述小板覆盖线圈的两个分别相对的主表面从而将线圈夹在铁素体之间。铁素体使得有可能引导磁场线22，所述磁场线22显示在一些附图中。这些线的每一者形成穿过线圈18并垂直于其平面的闭合回路并且经由各个铁素体的端部离开感应器。

为了实施本发明的方法，感应器16朝着希望翻新的外胎2移动。如图3至5中所示，向感应器供应电流，感应器朝着外胎移动从而局部感应加热至少一些金属丝线15。感应器被设置成使得其主平面在局部上不与胎面相切。根据感应器的定向，由此进行至少一些丝线15的直接感应加热。丝线15中由焦耳效应产生的热通过传导传递至外胎的周围部分并且特别传递至中间层14，因此所述中间层14可以软化。轮胎然后相对于感应器移动从而局部加热相同层14的其它区域。当层14软化了足够的面积(例如贯穿围绕轴线10的一整圈)时，例如可以通过剥离除去胎面8。之后，在除去了胎面的胎体上沉积结合层，然后沉积新胎面。新胎面可以由未加工橡胶制成，然后固化外胎从而硫化胎面的橡胶。

已经发现，由感应器的平面与丝线形成的角度越接近90°，感应器越好地加热丝线。

因此，参考图6，感应器相对于每一组平行加强件倾斜，所述加强件本身相对于彼此倾斜。在该示例中，感应器被设置成使得其平面相对于轴线10为径向的。因此在两组加强件15中直接产生热。两个增强帘布层以同样的方式感应加热。

然而，考虑到对形成胎冠增强带束层的帘布层过度加热不利于轮胎的强度，这种设置不一定是有利的，从而避免破坏弹性体基质和丝线之间的物理化学结合。

因此，感应器被定向成优选加热在径向上局部地与可热塑层14直接接触的丝线。在第一种构造中，因此以优选方式加热带束层的径向外帘布层，或者感应器被定向成避免加热所述带束层的径向内帘布层。

还有可能设想在胎冠带束层和可热塑层14之间直接设置加热帘布层。

最后，在最终构造中，金属丝线可以直接设置在可热塑层14中从而避免加热增强带束层的帘布层。

在图7的示例中，改变感应器的定向使得其平面平行于两组之一的加强件15，所述组对应于在径向上朝着内部设置的胎冠带束层的增强丝线层。因此该组相对于在径向上更朝向外部设置的另一组的加强件保持倾斜。由于该操作明显并且接近垂线，其在带束层的径向外帘布层的增强丝线中产生特别高的热，而在位于带束层的径向最内部中的其它加强件中产生的热相比极低。如上所述，相对于感应器高度倾斜的加强件特别能透过磁场线，而平行于感应器的加强件的透磁率特别低。

在图8的示例中，感应器被定向成使得其平面垂直于优选形成胎冠带束层的径向外帘布层的其中一组的加强件15，并且相对于另一组的加强件略微倾斜。该定向因此有利于加热第一组的加强件。如上所述，另一组的加强件的加热相比较差。

在图9所示的另一个实施方案中，可以提供具有金属元件24的层14，所述金属元件24例如由相互平行的丝线形成，所述丝线在径向平面中相对于轴线10延伸。此外，这些丝线相对于所讨论的外胎部分中的加强件15倾斜。相反地，如果感应器被设置成使得其平面垂直于轴线10，有可能以最佳方式感应加热丝线24，同时适度地感应加热加强件15。由于丝线24在层14本身中延伸，产生的热直接传达至层14使得甚至在大量所述的热通过传导传递至外胎的其它部分之前，所述层14软化。该实施方案因此使得能够避免过度加热增强元件和将增强元件过度暴露于磁场，并且还保护外胎的接近磁场的组成部分免于明显的温度升高。此外，由于元件24在外胎中不具有机械增强功能，当制造外胎时，可以将元件24设置在最有利的位置处，亦即在进行翻新方法的过程中应当首先和最先造成加热的位置处。

可以为丝线24提供不同于图9中所示的构造和定向。然而，这些丝线优选局部地不平行于加强件15使得这些丝线可以被直接感应加热而不会过度加热位于外胎相同部分中的加强件15。还可以提供与层14邻近但是不包括在层14中的元件24。

最后，合适的是保证层14中存在的丝线的密度足以获得大于或甚至远大于源自增强帘布层的丝线的热密度的热量。特别地，如上所述，由感应器产生的热量与感应器的倾斜度成比例，但是也与每单位面积的金属丝线的数目成比例。可以通过减小两根丝线之间的捻距或者通过增加形成帘线的每根丝线中存在的线股的数目从而增加该密度。因此合适的是使用连续测试来调节插入可热塑层中的丝线的最优密度，所述可热塑层旨在接收源自感应器的最大部分的磁通量，从而最小化将加热胎冠带束层的增强帘布层的丝线的通量部分。

因此可见感应器相对于外胎的定向的选择使得有可能选择将要首先和最先感应加热的元件。

图10显示了在实施所述方法的过程中外胎的不同层中的温度随X轴上所示的时间的变化。如标注所示，外胎被认为是以从底部至顶部的顺序特别包括如下堆叠：金属加强件15a、金属加强件15b、由元件24形成的加热层、层14和最后的胎面8，这些不同的层彼此邻近。

由于感应器起初关闭，这些不同层的温度为接近20°的环境温度。然后通过供应电流来发动感应器。可见层14和24中的温度增加大于层15a和15b中的温度增加。特别地，测量值和曲线的广义梯度均较高。在该示例中，在感应器关闭之前，层15a和15b未达到110°的温度，而层14和24已经达到150°的温度。在感应器关闭之后，所有层的温度再次降低从而以均匀方式稳定在70°的范围内。当感应器再次打开时(包括当感应器间歇启动时)，出现与之前相同的现象。在该示例中，加强件15a和15b相对于轮胎的垂直于轴线10的中平面分别形成25°和-25°的角度。

图11中显示了相同类型的曲线，改变了供应至感应器的电流功率水平和感应器相对于外胎的距离。获得的温度和梯度不同，但是发现与图10情况相同的整体行为。特别地，在层14和24中获得的温度比在加强件15a和15b的层中获得的温度更高。

图12中显示了相似的曲线。此次，外胎包括三个增强元件15a、15b和15c的层，所述增强元件15a、15b和15c的层以该顺序从外胎的内部至外部设置，层15c与层14邻近。层15a、15b如上所述。层15c包括金属增强元件，所述金属增强元件在垂直于轴线10的平面中延伸或者以0°的定向(亦即沿周向)延伸。由于感应器相对于轴线在径向平面中延伸，相比于其它两个层，在层15c中和因此在14层中造成更大和更迅速的温度升高，正如之前那样包括间歇加热。

通过改变温度升高的时间，金属加强件的帘布层和层14及其加热元件24之间的温度偏差因此变化。特别地，在存在较差热导体(例如形成橡胶材料的天然橡胶)的情况下，有可能非常迅速地局部增加被直接感应加热的元件的区域中的温度而周围材料没有时间升温。相反地，供应的功率越高，供应的能量越低并且加热元件附近的材料的温度增加越少。有可能考虑到此从而更好地达到目标温度。

图13以更大比例显示了图11的曲线的开始的图，强调了该延迟效果。曲线显示了温度升高的延迟，测量点离加热区域越远，所述延迟越大。

为了更好的形象化该现象，在图14中对这些曲线进行外推。在分别通过实线和虚线显示的两种情况下，曲线30显示了加热层的温度而曲线32显示了离加热层一定距离并且通过感应加热的层的温度。可见温度增加速度越大，曲线之间的温度偏差本身越大。因此有可能利用曲线的倾斜度和温度增加的时间在待加热的结合层14的区域中更好地达到目标温度，而不会过度加热其它层。在所述方法的一个变体形式中，在除去胎面之后有可能通过感应加热外胎从而更容易在层14上将新胎面粘合至胎体。

当然，可以对本发明进行各种修改而不偏离本发明的范围。

Claims (15)

1.用于翻新车轮外胎(2)的方法，其特征在于：

-感应加热车轮外胎从而软化位于外胎胎面(8)和外胎胎体(4)之间的可热塑层(14)，

-从所述胎体除去所述胎面，以及

-向所述胎体施加另一个胎面。

2.根据前一权利要求所述的方法，其中通过包括单匝线圈(18)的感应器(16)来进行加热。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中感应器(16)被设置成使得所述感应器的主平面局部地垂直于包括在所述外胎(2)中的金属元件(15、24)，所述金属元件被选择从而以优选方式加热所述可热塑层(14)。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中所述可热塑层(14)在径向上介于胎面和胎冠增强带束层之间，所述胎冠增强带束层由一个或多个相互平行的金属丝线层形成，所述金属丝线覆盖有橡胶配混物并且与轮胎的周向方向形成一定角度，并且其中感应器(16)被设置成使得所述感应器的主平面局部地垂直于在所述增强带束层的径向外层中的金属丝线的定向。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中所述层(14)在径向上介于胎面和胎冠增强带束层之间，所述胎冠增强带束层由一个或多个相互平行的金属丝线层形成，所述金属丝线覆盖有橡胶配混物并且与轮胎的周向方向形成一定角度，并且其中感应器被设置成使得所述感应器的主平面局部地平行于在所述增强带束层的径向内层中的金属丝线(15)的定向。

6.根据前述权利要求至少任一项所述的方法，其中所述层的元件(24)或与所述层接触的元件(24)通过感应直接加热。

7.根据前一权利要求所述的方法，其中至少一些元件(24)在局部不平行于所述外胎的金属加强件的方向上为细长的。

8.根据权利要求6和7至少任一项所述的方法，其中至少一些元件(24)在径向平面中相对于所述外胎的主轴线延伸。

9.车轮外胎(2)，其特征在于，其包括：

-胎体(4)，

-胎面(8)，和

-位于所述胎体和所述胎面之间的层(14)，所述层(14)包括能够在所述胎体和所述胎面不软化的温度下软化的材料，

所述外胎包括能够直接感应加热并且包括在所述层中或与所述层接触的元件(24、15)。

10.根据权利要求9所述的外胎(2)，其中能够加热的元件为包括在所述层(14)中的金属元件(24)或包括在与所述层(14)接触的加热层中的金属元件(24)。

11.根据前一权利要求所述的外胎，其中至少一些元件(24)为细长的。

12.根据权利要求10和11至少任一项所述的外胎，其中至少一些元件(24)在径向平面中相对于所述外胎的主轴线延伸。

13.根据权利要求10至12至少任一项所述的外胎，所述外胎不具有任何远离所述层的金属加强件。

14.根据权利要求10至12任一项所述的外胎(2)，所述外胎(2)还包括金属加强件(15)，所述金属加强件(15)能够加热并且包括在增强帘布层中，并且其中至少一些元件(24)在局部不平行于所述外胎的金属加强件(15)的方向上为细长的。

15.根据权利要求9所述的外胎(2)，其中能够加热的元件为包括在增强帘布层中的金属加强件(15)。