CN110293701A - 使用平背胎面形成翻新轮胎的系统和方法 - Google Patents

使用平背胎面形成翻新轮胎的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了翻新轮胎及其制造方法。使用经过预硫化的胎面胶对轮胎进行翻新，所述经过预硫化的胎面胶具有光滑的背面和正面上的具有合规的沟道基部胶厚的一道或多道胎面沟槽。所述经过预硫化的胎面胶上的所述沟槽与胎体中的沟槽对齐，并且在硫化时适形于所述胎体沟槽的形状。所述轮胎胎面深度大于所述经过预硫化的胎面胶的所述原始轮胎胎面深度，从而增加所述轮胎胎面的所述磨损体积。

Description

使用平背胎面形成翻新轮胎的系统和方法
本申请为申请号为201480073117.0，名称为“使用平背胎面形成翻新轮胎的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
本公开整体涉及轮胎的胎面翻新，并且更具体地讲，涉及用于翻新轮胎和制造翻新轮胎的系统和方法。
当轮胎受到磨损时，磨损的胎面可使用被称为胎面翻新的方法进行替换。这种胎面翻新方法可包括从胎体去除磨损轮胎胎面的机械打磨过程。该打磨过程允许人们将胎体打磨成所需尺寸、形状和纹理。然后可将轮胎胎面应用到经打磨的胎体。例如，可将外表面上具有所需胎面设计的经过预硫化的轮胎胎面应用或定位到经打磨的胎体上。可将粘合剂层(诸如未硫化的橡胶化合物)施加到胎面和胎体之间，以促进胎面和胎体之间的粘合。然后，包括胎体和胎面的总成可在硫化室(诸如高压釜)中硫化或硬化。从而可制得翻新轮胎。
胎面翻新方法涉及将胎面粘结到被打磨平或具有连续拱形轮廓的胎体。胎面包括接触地面并提供牵引的正面，以及可粘结到胎体的背面。作为胎面设计的一部分，可在胎面的正面提供沟槽。
要生产具有足够的胎面沟槽深度的翻新轮胎，所需的轮胎胎面的体积所耗不菲。因此，希望减少轮胎胎面所需的材料体积，同时维持或者甚至改善轮胎胎面的磨损体积(例如，可被磨损直至暴露的胎面沟槽的深度减少到轮胎需要报废并丢弃或抛弃的程度的胎面材料的有用体积)。因此，希望提供具有最佳胎面磨损体积和合规的胎面沟槽深度的翻新轮胎，以及用于制造具有最佳胎面磨损体积和合规的胎面沟槽深度的翻新轮胎的系统和方法。
发明内容
本公开整体涉及轮胎的胎面翻新，并且更具体地讲，涉及用于翻新轮胎和制造翻新轮胎的系统和方法。例如，在某些实施例中，提供了使用经过预硫化的胎面胶翻新轮胎系统和方法，所述胎面胶具有基本上光滑的背面和位于正面上的一道或多道胎面沟槽。所述经过预硫化的胎面胶中的沟槽与胎体中的沟槽对齐，并且在硫化过程中，基本上光滑的背面可适形于胎体沟槽的形状，从而形成协同作用的新沟槽。翻新轮胎有利地具有合规的沟道基部胶厚，并且其轮胎胎面深度大于经过预硫化的胎面胶的原始轮胎胎面深度，从而增加轮胎胎面的磨损体积。
根据一个方面，提供了翻新轮胎的方法。该方法可包括提供胎体，所述胎体的胎体轮廓具有至少一道胎体沟槽，所述至少一道胎体沟槽具有胎体沟槽深度和胎体沟槽形状；并且该方法包括提供轮胎胎面，所述轮胎胎面的背侧具有基本上光滑的轮廓并且正侧具有至少一道胎面沟槽，所述至少一道胎面沟槽具有初始胎面沟槽深度。该方法还可包括将轮胎胎面对齐到胎体上，以生产轮胎总成，其中所述轮胎胎面背侧上的基本上光滑的轮廓面向胎体，并且其中所述轮胎胎面正侧上的所述至少一道胎面沟槽与至少一道胎体沟槽对齐；并且该方法包括在压力下硫化轮胎总成，使得所述轮胎胎面的背侧适形于胎体轮廓的至少一部分，其中所述至少一道胎面沟槽适形于胎体沟槽深度和胎体沟槽形状，使得所述胎面沟槽的最终深度大于初始胎面沟槽深度。
根据一个方面，提供了翻新轮胎的方法。该方法可包括提供胎体，所述胎体的胎体轮廓具有至少一道胎体沟槽，所述至少一道胎体沟槽具有胎体沟槽深度和胎体沟槽形状；并且该方法包括提供轮胎胎面，所述轮胎胎面的正侧具有至少一道胎面沟槽，所述至少一道胎面沟槽具有初始胎面沟槽深度，其背侧在接近所述至少一道胎面沟槽的底部的区域中具有基本上光滑的轮廓。该方法还可包括将轮胎胎面对齐到胎体上，以生产轮胎总成，其中所述轮胎胎面背侧上的基本上光滑的轮廓面向胎体，并且其中所述轮胎胎面正侧上的所述至少一道胎面沟槽与至少一道胎体沟槽对齐；并且该方法包括在压力下硫化轮胎总成，使得所述轮胎胎面的背侧适形于胎体轮廓的至少一部分，其中所述至少一道胎面沟槽适形于胎体沟槽深度和胎体沟槽形状，使得所述胎面沟槽的最终深度大于初始胎面沟槽深度。
根据另一个方面，提供了翻新轮胎。翻新轮胎可包括具有侧壁的胎体，以及硫化到胎体的轮胎胎面，所述轮胎胎面的最终胎面沟槽深度大于初始轮胎胎面沟槽深度，其中所述轮胎胎面已通过在高压和高温下硫化轮胎总成而连接到胎体。硫化时，所述总成可包括至少一个胎体部件和轮胎胎面部件，所述轮胎胎面部件的背侧上具有基本上光滑的轮廓，并且正侧上具有至少一道胎面沟槽，所述至少一道胎面沟槽具有初始轮胎胎面沟槽深度，并且所述胎体部件的胎体轮廓具有至少一道胎体沟槽，所述胎体沟槽具有胎体沟槽深度，并且其中所述轮胎胎面部件的基本上光滑的背侧面向胎体部件，并且其中所述至少一道胎面沟槽与所述至少一道胎体沟槽对齐。
根据又另一个方面，提供了用于翻新胎体的系统。该系统可包括容器、可操作以增加容器内压力的压力源、可操作以增加容器内温度的热源，以及轮胎总成。轮胎总成可包括具有轮胎胎面和胎体，所述轮胎胎面具有基本上光滑的背侧和正侧上的具有初始胎面沟槽深度的至少一道胎面沟槽；所述胎体的胎体轮廓具有至少一道胎体沟槽，所述至少一道胎体沟槽具有胎体沟槽深度。操作中，轮胎胎面可被定位到胎体上，使得所述轮胎胎面的基本上光滑的背侧面向胎体，并且其中所述至少一道胎面沟槽与所述至少一道胎体沟槽对齐。轮胎胎面可被构造成使得当经过预硫化的轮胎总成被提供到容器中并且压力和温度均增加时，胎面背侧将以使得胎面沟槽的最终深度大于初始胎面沟槽深度的方式适形于胎体轮廓和胎体沟槽形状。
参考本说明书的剩余部分，包括附图和权利要求，人们将认识到本公开的其他特征和优势。本公开的另外的特征和优势，以及本公开的各个实施例的结构和操作均在下文中参照附图予以详细描述。在附图中，类似的参考标号表示相同或功能相似的元件。
附图说明
图1示出了根据一个实施例的轮胎总成的分离部件的局部剖面图。
图2示出了根据一个实施例的轮胎总成在硫化前的局部剖面图。
图3示出了根据一个实施例，图2的轮胎总成在硫化后所得的翻新轮胎的局部剖面图。
图4示出了根据一个实施例的翻新轮胎的方法。
具体实施方式
本文描述了翻新轮胎和形成翻新轮胎的方法。根据某些示例性实施例，使用胎面胶翻新轮胎，该胎面胶具有基本上光滑的背面和正面上的具有合规的沟道基部胶厚的一道或多道胎面沟槽。胎面胶上的沟槽能够被操纵以与胎体中的沟槽对齐，并且在硫化时可适形于胎体沟槽的形状。翻新轮胎有利地可具有合规的沟道基部胶厚，并且其沟槽深度大于所述胎面胶的原始沟槽深度，从而增加轮胎胎面的磨损体积。在某些方面，所述胎面胶可以是经过预硫化的，而在其他方面，所述胎面胶可以是未硫化的。一般来讲，本公开适用于任何类型的胎面翻新方法。
图1示出了根据一个实施例的轮胎总成10的分离部件的局部剖面图。轮胎总成10包括胎面20和胎体30。胎体30包括经打磨的正面34，其具有一道或多道预形成的沟槽35。沟槽35可包括胎体中已有的沟槽，或者它们可形成于打磨过程期间。虽然所示出的沟槽具有弯曲轮廓，但应当理解，其他轮廓也是可用的，例如矩形、三角形、多边形等。胎体30通常还包括钢丝环，该钢丝环包括嵌入胎体中的一根或多根钢丝或带33。轮胎胎面20具有基本上光滑的背面22，以及正面24上的一道或多道胎面沟槽25。应当理解，当讨论轮胎部件(例如轮胎胎面)时，术语“面”和“侧”在本文中可互换使用。每道胎面沟槽25均具有包括初始胎面沟槽深度di的胎面轮廓。类似于胎体沟槽，虽然所示出的胎面沟槽具有弯曲轮廓，但应当理解，其他轮廓也是可用的，例如矩形、三角形、多边形等。此外，虽然沟槽轮廓显示为相重合的(例如两者均是弯曲的)，但沟槽也可以是其他互相对齐的轮廓组合。如图所示(未按比例绘制)，初始胎面沟槽深度di小于胎面胶深度或厚度dt，其中dt-di的差值通常在接近1/32"的范围内。
当存在不止一道胎面沟槽时，每道沟槽可具有相同的轮廓(剖面形状和初始胎面沟槽深度)，或者一些或所有胎面沟槽可具有不同的轮廓。在某些方面，所述一道或多道胎面沟槽为周向沟槽，例如走向平行于轮胎中心线的周向沟槽。所述一道或多道胎面沟槽可包括横向胎面沟槽，例如相对于轮胎中心线具有介于约1°至90°(完全垂直于中心线)之间角度的方向分量的沟槽。应当理解，具体的胎面沟槽的轮廓可沿着沟槽的长度发生变化。
图2示出了根据一个实施例的轮胎总成10在硫化前的局部剖面图。如图所示，胎面20被定位于胎体30上，使得胎面20的基本上光滑的背面22面向胎体30暴露的正面，并且一道或多道胎面沟槽25与经打磨的胎体30中的一道或多道胎体沟槽35对齐。例如，具有对称轮廓的沟槽的中心线与对称的胎体沟槽的中心线基本上对齐，如图所示(虚线)。可在轮胎胎面20和胎体30之间提供粘结层(未示出)。如人们所熟知的，粘结层可包含橡胶化合物或促进胎面粘结到胎体的胶水层。用于粘结层的可用材料的例子包括未硫化的橡胶化合物及其混合物。如图2所示，当胎面20被定位和对齐时，背面22和胎面20与沟槽35之间存在一个或多个由胎体沟槽限定的间隙或空间。
基本上光滑的背面包括具有一定粗糙度或粒度的背面表面，该粗糙度或粒度是由所用的橡胶化合物、用于形成胎面胶的挤出工艺以及任何预总成加工等所确定的。一般来讲，当定位于平坦表面上时，整个背侧22可以是平的(例如，与包括沟槽的胎体比较而言)，然而，由于通常所用的橡胶材料具有柔性，该基本上光滑的背侧将变弯以适应弯曲表面，例如弯曲的胎体轮廓。基本上光滑的背侧通常在整个胎面轮廓上，或在接近至少一道胎面沟槽的底部的区域中具有光滑且连续的表面外型。基本上光滑的区域优选地不含从背侧延伸出的凸起，例如背侧上接近胎面沟槽之处的预成型形状或不连续表面特征。应当理解，基本上光滑的背面不排除背面中不妨碍胎面沟槽和胎体沟槽对齐的刻意凸起或沟槽，例如，可存在于远离沟槽对齐区域之处的对齐特征或凸起，该对齐特征或凸起自背面22向外或向内延伸，并且可被定位成通过紧密结合胎体上的互补沟槽或特征而促进轮胎胎面附接或对齐到胎体上。类似地，除了与胎体中沟槽对齐的部分，可提供其他外型，例如美国专利No.5,277,727中所述的那种，该专利以引用方式并入本文。因此，胎面背侧基本上光滑的轮廓可包括基本上平坦且无间断处的表面外型，并且它可包括无间断处的弯曲表面，或者它可包括在远离胎面沟槽适形于胎体沟槽的区域中具有间断处的平坦或弯曲的表面外型。
如下文将详细描述的，图2中示出的胎体总成10会经受硫化处理。图3示出了根据一个实施例，图2的轮胎总成10在硫化后所得的翻新轮胎100的局部剖面图。翻新轮胎100包括具有最终胎面沟槽深度df的胎面沟槽，该胎面沟槽深度大于轮胎胎面20的初始沟槽深度di
在硫化处理期间，胎面沟槽22的底部部分适形于胎体沟槽35的轮廓。由于在硫化期间压力增加，因此胎面沟槽的底部部分经历了负向变形或扭曲，并且向下移动到胎体沟槽中，使胎面沟槽深度增加；厚度为dt-di的胎面沟槽底部的橡胶材料，有时在达到泊松比之后还可变得更薄到一定程度，使得胎面沟槽深度进一步增加。
胎体沟槽深度可以是给定的特定应用可实行的任何深度。在某些方面，例如，所需胎体沟槽深度小于约5/32"，例如对于标准卡车轮胎，介于约2/32"至约5/32"之间。最优地，胎体沟槽深度为约3/32"。取决于胎体沟槽的深度di，最终胎面沟槽深度将相对于初始胎面沟槽深度增加。例如，当胎体沟槽深度为约3/32"深时，胎面沟槽深度可增加约2/32"或更多，这部分地取决于各种系统参数，例如轮胎胎面的橡胶部件的机械性能和轮胎总成硫化时的压力和温度。例如，约14/32"的初始胎面沟槽深度可增加至约16/32"。在胎体沟槽深度为约3/32"的情况下，具有介于约9/32"至约26/32"之间的初始深度的胎面沟槽可增加至介于约11/32"至约28/32"之间。
多个实施例使得轮胎胎面的磨损体积增加。例如，当平背轮胎胎面被硫化至平坦胎体轮廓时，最终胎面沟槽深度将与初始胎面沟槽深度基本上相同。如图3中所示，根据一个实施例，最终胎面深度df可延伸到胎体表面24以下。因此，胎面的整个体积成为用于最终用户的磨损体积的一部分，即磨损体积可以更有效。由于轮胎胎面在使用期间会发生磨损，因此更有效的磨损体积会延长轮胎胎面的使用寿命，并且事实上，当胎面完全磨损掉、剩下沟道基部胶厚时，胎体橡胶可用作磨损体积的一部分。以这种方式，当与使用具有更多胎面体积，但具有相同的初始和最终胎面沟槽深度的胎面产品的现有工艺相比时，可使用胎面体积减少的基本上光滑的背胎面产品(例如平背胎面产品)来生产具有相同或更深的胎面沟槽深度的翻新轮胎，这使得在胎面翻新方法中打磨掉更少的胎体，从而节约了材料。这样一来，在翻新轮胎中形成所需可用的胎面沟槽深度的所需材料体积得以减少，继而可节约成本。
图4示出了根据一个实施例的翻新轮胎的方法400。步骤410中提供了胎体。所提供的胎体可被预打磨为所需形状，或它可经打磨去除任何磨损胎面并具有所需形状。例如，胎体可经打磨，以生产具有至少一道胎体沟槽的胎体轮廓，该胎体沟槽具有指定的沟槽深度和胎体沟槽形状。步骤420中提供了轮胎胎面，该轮胎胎面具有背侧上的基本上光滑的轮廓和正侧上的具有至少一道胎面沟槽的胎面沟槽花纹。所述至少一道胎面沟槽具有初始胎面沟槽深度di。
在步骤430中，轮胎胎面被放置或定位到胎体上，使得所述轮胎胎面背侧上的基本上光滑的轮廓面向胎体，并且所述轮胎胎面正侧上的所述至少一道胎面沟槽与所述至少一道胎体沟槽对齐。对齐步骤430产生出轮胎总成。可在硫化之前，例如在对齐步骤430之前执行在胎体和轮胎胎面之间施加或放置粘结材料的步骤。粘结材料有利于轮胎胎面在硫化处理期间附接或粘结到胎体。在步骤440中，轮胎总成被硫化。例如，轮胎总成在室或容器(诸如高压釜)中，在压力下被硫化。室或容器可具有可操作以调节容器内压力的压力源，以及可操作以调节容器内温度的热源。硫化通常包括增加硫化室或容器内的压力和温度。在硫化工艺的联合作用下，轮胎胎面的背侧适形于胎体轮廓。例如，所述至少一道胎面沟槽适形于胎体沟槽深度和胎体沟槽形状，使得胎面沟槽的最终深度df大于初始胎面沟槽深度di。
本文引用的包括出版物、专利申请和专利在内的所有参考文献据此以引用方式并入，其引用程度如同每一参考文献单独又具体地指出以引用方式并入且全文在本文中陈述。
在描述实施例的语境中(特别是在以下权利要求的上下文中)，所使用的术语“一个”、“一种”、“该”和“至少一个(种)”等指代词应被解释为既涵盖单数也涵盖复数，除非在本文中另外指明或者与上下文明显冲突。所使用的术语“至少一种”后跟一个或多个条目的列表(例如，“A和B中的至少一种”)应被解释为意指选自所列条目的一个条目(A或B)或所列条目中的两种或更多种的任何组合(A和B)，除非在本文中另外指明或者与上下文明显冲突。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语(即意指“包括但不限于”)，除非另有说明。除非在本文中另外指明，否则本文提及的数值范围仅用作分别指代落在该范围内的每个单独的值的简略表示方法，并且每个单独的值就如同被单独记载在本文中一样被引入本说明书中。本文所述的所有方法或工艺步骤可以任何合适的顺序进行，除非在本文中另外指明或者与上下文明显冲突。除非另外要求保护，否则本文提供的任何和所有实例或示例性的语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地举例说明各种实施例，而未对各种实施例的范围施加限制。本说明书中任何语言均不应被解释为表示任何未要求保护的要素对实施各种实施例必不可少。
本文描述了示例性实施例，包括本发明人已知的最佳模式。在阅读上述说明书后，这些实施例的变型形式对于本领域普通技术人员可变得显而易见。本发明人预期技术人员能适当地采用此类变型形式，并且本发明人意欲使得这些实施例以与本文具体描述不同的方式实施。因此，如适用的法律所允许的，本文包括所附权利要求书中所述的主题的所有修改形式和等同形式。此外，在其所有可能变化中的上述要素的任意组合都包括在本文中，除非在本文中另外指明或者与上下文明显冲突。

Claims (11)

1.一种翻新轮胎，包括：
包括侧壁的胎体；
被硫化至所述胎体的轮胎胎面，所述轮胎胎面具有大于初始胎面沟槽深度的最终胎面沟槽深度，最终胎面沟槽材料厚度比初始轮胎胎面沟槽厚度薄,
其中所述轮胎胎面通过在压力下硫化轮胎总成而连接到所述胎体，所述总成包括至少一个胎体部件和轮胎胎面部件，所述轮胎胎面部件的背侧具有轮廓，并且正侧具有至少一道胎面沟槽，所述至少一道胎面沟槽具有初始轮胎胎面沟槽深度，背侧上的所述轮廓在胎面轮廓上具有连续的表面外型并且无间断，并且所述胎体部件的胎体轮廓具有至少一道胎体沟槽，所述胎体沟槽具有胎体沟槽深度，并且其中所述轮胎胎面部件的背侧面向所述胎体部件，并且其中所述至少一道胎面沟槽与所述至少一道胎体沟槽对齐。
2.根据权利要求1所述的翻新轮胎，其中所述轮胎总成在压力下被硫化，其中所述胎面背侧适形于所述胎体轮廓，由此使得所述至少一道胎面沟槽适形于所述胎体沟槽的形状，使得所述最终胎面沟槽深度大于所述初始胎面沟槽深度。
3.根据权利要求1所述的翻新轮胎，其中当所述轮胎总成在压力下被硫化时，所述轮胎总成在所述轮胎胎面和所述胎体之间包括粘结材料。
4.根据权利要求1所述的翻新轮胎，其中所述胎体沟槽深度小于5/32"，其中所述初始胎面沟槽深度介于9/32"至26/32"之间，并且其中所述最终胎面沟槽深度介于11/32"至28/32"之间。
5.根据权利要求1所述的翻新轮胎，其中所述初始胎面沟槽深度为14/32"，并且其中所述最终胎面沟槽深度为16/32"。
6.根据权利要求1所述的翻新轮胎，其中所述至少一道胎体沟槽和所述至少一道胎面沟槽为周向沟槽，并且其中所述轮胎胎面包括至少一道横向沟槽。
7.一种翻新轮胎的系统，所述系统包括：
容器；
可操作以增加所述容器内压力的压力源；
可操作以增加所述容器内温度的热源；以及
轮胎总成，其包括：
轮胎胎面，所述轮胎胎面具有背侧上的轮廓和正侧上的至少一道胎面沟槽，所述至少一道胎面沟槽具有初始胎面沟槽深度，最终胎面沟槽材料厚度比初始轮胎胎面沟槽厚度薄，背侧上的所述轮廓在胎面轮廓上具有连续的表面外型并且无间断，以及
胎体，所述胎体的胎体轮廓具有至少一道胎体沟槽，所述至少一道胎体沟槽具有胎体沟槽深度，并且
其中所述轮胎胎面能够被操纵以定位到所述胎体上，使得所述轮胎胎面的背侧面向所述胎体，并且所述至少一道胎面沟槽与所述至少一道胎体沟槽对齐；并且
其中所述轮胎胎面被构造成使得当所述轮胎总成被提供到所述容器中并且压力和温度均增加时，所述胎面背侧能够被操纵，并以使得所述胎面沟槽的最终深度大于所述初始胎面沟槽深度的方式适形于所述胎体轮廓和所述胎体沟槽的形状。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述容器为高压釜。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述胎体沟槽深度小于5/32"，其中所述初始胎面沟槽深度介于9/32"至26/32"之间，并且其中所述胎面沟槽的所述最终深度介于11/32"至28/32"之间。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述初始胎面沟槽深度为14/32"，并且其中所述胎面沟槽的所述最终深度为16/32"。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述至少一道胎体沟槽和所述至少一道胎面沟槽为周向沟槽，并且其中所述轮胎胎面包括至少一道横向沟槽。
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