CN1153702A - 轮胎翻新用的预先硫化的胎面带条 - Google Patents
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Abstract
预先硫化的胎面带条(1,10)包括胎冠(2)和两个侧翼(3,20,30),所述则翼(3,20,30)的每个横向侧端终止于胎边(4,21,31),胎边由合成橡胶材料制成,在与轮胎胎壳的结合区域具有显著的厚度。
Description
本发明涉及轮胎翻新用的预先硫化的胎面带条,更特别地涉及胎面带条的边缘截面轮廓。本发明地涉及使用这种胎面带条而得到的轮胎。
众所周知,轮胎是由轴向开口的大致为圆环形状的柔性胎壳,和较厚的胎面带条组成的,胎面带条围绕胎壳的周边,轮胎通过胎面带条与地面接触。胎面带条比胎壳磨损得更快,当胎面带条磨损坏时,重构胎面带条比更换轮胎的花费要少。
这种重构,在更一般的情况下称为轮胎翻新,这只是应用胎面带条本身,这种重构要求几种产品和方法;由此,新的胎面带条可以是未经处理过的,或是预先硫化的;
-在前者情况下,没有处理过的新胎面带条预先加在胎壳上,在类似于用来制造新轮胎的模型中进行硫化处理。
-在后者情况下,被称为轮胎“冷”翻新的,是将预先硫化的胎面带条加在胎壳上,其间加一层可硫化的粘合胶;然后,这个组合体通常整体地或部分地用坚实的薄膜包围,放在蒸压器中在压力之下使粘合胶硫化;这一薄膜的作用是均匀地施加几巴的压力,确保在整个或某些硫化操作过程中,胎面带条和胎壳之间特别是在临界区域粘合牢靠。
本发明涉及的是后一种类型轮胎翻新。
胎面带条可以是若干种形状中的一种,既可以是很长的平坦带条,也可以预制成横向弯曲的带条,它们在轮胎翻新时,被切割成需要的长度,或者被预制成给定长度的圆环:
-平坦的胎面带条可使轮胎翻新简单,可靠和有效,但有若干缺点:胎面带条的宽度比新轮胎的宽度小,外观欠佳,在行驶过程中出现裂缝;
-带有“垫带”的胎面带条,在侧向设有逐渐尖斜的延伸部分,也称作“侧翼”,用于(全部或部分地)包围轮胎胎肩;用这种方法,翻新过的轮胎的最终外观得以改善,但是,这些带条有一个重大的缺点:在行驶期间,胎面带条与胎壳的结合区域出现裂缝,并且这些裂缝极易扩大,引起胎面带条分离或在胎壳上形成纵深的破裂;
-环形带条能更好地加在胎壳上,并免得将胎面带条的两端连接在一起,但是,它要求专门的精细装配手段,并且不能避免在结合区域出现裂缝。
已有一些避免裂缝出现的尝试,设计最大限度逐渐尖斜的胎面带条的侧翼(EP495 048,第6页第14行),或使胎面带条与胎壳结合区域上的拉伸力分散,例如在胎面带条的外侧边切以圆周纹槽(JP/191225)。这后一种解决办法减小了侧翼的抗弯刚度,因此使它们能较容易地被加到轮胎胎壳的肩部,但并不导致与胎壳结合的临界区域的裂缝有任何显著的减少。
曾经观察到这种现象:置于胎壳和胎面带条之间的粘合胶在硫化过程中流动,一直流到了胎面带条侧翼的一部分外表面,而这一部分是不准备有粘合胶牢固地粘附的。此后,有一些改善胎面带条和胎壳在这种临界区域的粘合质量。例如,美国专利NO.5,313,745提出,将胎面带条的侧翼的两边,内边和外边磨光,以便改善它们和粘合胶的粘合质量。这种解决办法大大地提高了临界区域的抗裂能力,但是,这个裂缝问题依然存在,并阻碍着轮胎的冷翻新技术的发展,尽管这种技术在其他方面是很有吸引力的。
本发明目的,是在胎面带条与胎壳结合边缘的两个圆周区域,提高胎面带条和胎壳之间的粘合质量和可靠性。
这里所应用的是:
—“预先硫化的胎面带条”,它是已经过硫化过程的胎面带条,不管这个过程是完整的或部分的硫化过程;
—“胎壳”,它是除去胎面带条的轮胎,不管这个轮胎是新轮胎或是已磨耗的轮胎。
根据本发明,胎面带条包括:胎冠和带底层的两个侧翼,所述底层的横截面轮廓是平坦的或是凹的,从胎冠开始,每一侧翼具有逐渐尖斜的区域,接着是由合成橡胶材料专门构成的胎边,所述胎边的侧端横截面轮廓是凸的,并且以这样的方式逐渐偏离底层平坦的或凹的横截面轮廓:即胎边侧端所述截面轮廓上的B点的轮廓切线,垂直于底层的截面轮廓侧端的切线,从所述B点到底层的截面轮廓侧端的所述切线的距离,大于或等于在逐渐尖斜区域的侧翼最小厚度。
比较有利的是,胎边贴近一个纵向槽,胎边和槽的尺度,应能使胎边与处于胎冠和槽之间的侧翼本体之间脱离开来,从而使所述胎边与施加在侧翼本体上的负载脱离。
作为一个优选例,侧翼的最小厚度处于纵向槽处,并且,胎边的最大厚度大于或等于侧翼最小厚度的两倍。这个最小厚度小于3mm较为有利。
因此,和那些熟悉这方面技术的人所实施的,即力图使翻新轮具有与新轮胎相同的截面轮廓相反,可以看出,代替胎面带条侧翼的逐渐尖斜的结合部分,用的是一个槽,其后是胎边,而胎边在胎面带条和胎壳之间的结合区域有显著的厚度,结合区域上的机械应力显著地减小了,并且,在临界区域的抗裂能力也因此明显提高。
胎边的存在也有优点,即可确保侧翼侧端与胎壳结合的压力很高,并且在蒸压器中进行的整个硫化过程中可以再生,这就提高了临界区域的粘合质量和可靠性。
在第一个实施例中,胎边侧端横截面轮廓的形状是一个半圆,其半径大于或等于侧翼的最小厚度。
在本发明的第二个实施例中,胎边侧端具有凸出的,基本上是直线的横截面轮廓,并且,与底层侧端的横截面轮廓形成一个α角,其量度在90°至140°之间,较好的是在110°至130°之间。
按照一个添加的特征,胎带条在胎边外表面的横截面轮廓,基本上是直线,并且,与胎边侧端基本上是直线的截面轮廓之间,形成一个β角,其量度小于或大约90°。
根据本发明的胎边几何形状,特别是在本发明的这两个实施中的胎边几何形状,有这样的优点,即能够很精细确定粘合胶在这里的流动范围。事实上,为这种流动提供的腔洞,是由胎边侧端,压贴侧翼外表面的薄膜,以及结合区域以外的胎壳截面轮廓限定的。在硫化期间,施加在薄膜上的压力,使粘合胶除了所提供的腔洞以外,不能渗透到薄膜和胎边外表面之间。因此,这种解决办法使粘合胶的范围止于被翻新的轮胎外表面,从而给这个轮胎以令人满意的外观。
对本发明的实施例,将不加限制地参照附图进行描述,其中:
图1是根据本发明的一个预先硫化的环形胎面带条的半边横截面图;
图2是图1的胎面带条的侧翼边缘第一个实施例尺度经过放大的横截面图,胎面带条已被装上胎壳;
图3类似于图2,是图1所示的胎面带条侧翼边缘的第二个实施例;
图4表示带有侧翼的平坦胎面带条,由两种材料制成;以及
图5(a)和图5(b)是放大的胎面带条侧翼胎边的第一和第二个实施例的横截面图。
图1表示预先硫化的环形胎面带条1的半边横截面图,包括厚的中间部分,称为胎冠2,和较薄的侧边部分,称为“垫带”或“侧翼”。侧翼3包括逐渐尖斜的区域8,随后是其侧面的胎边4。这个胎面带条1还包括一个底层11,贴靠轮胎胎壳5的外表面16,其间是可硫化的粘合胶6。这个底层11的侧面端部处于脊点A,在被加到胎壳上以后,侧翼3的截面轮廓在这个脊点A处脱离胎壳5的截面轮廓。在胎冠2的部位,底层11被设计为压贴胎壳的顶部,而在侧翼的部位,则压贴胎壳的肩部并可能压贴到胎壳的侧壁上。胎面带条1还包括外表面2。当它被加到胎壳上以后,构成轮胎的外表面。图中所示的胎面带条是横向弯曲的平坦带条。本发明同样也适用于底层具有完全平坦形状的平坦带条(见图3和5)。
本发明涉及侧翼3中的胎边4的截面轮廓,结合图2,3和5,将对此作较为详细的描述。
图2表示胎面带条1的侧翼3的胎边4,其时胎面带条1已经被加到了胎壳5上;在胎壳和胎面带条1之间,已经置有一层粘合胶6,以保证它们在这种粘合胶被硫化以后,能粘合在一起,例如在蒸压器中被硫化。
在这种硫化之前,以及胎面带条已被组装到胎壳5上之后,围绕这个组件,放置一张覆盖该组件的柔性薄膜7,然后,将这样准备好的整个组件放到蒸压器中,蒸压器的内部压力被升至5或6bar (500或600KPa),温度接近115℃,历经大约两小时。薄膜7以紧密不透的方式这样来固定:即在薄膜和轮胎之间形成相对真空状态,迫使前者与组件的外部轮廓完善地适配,并在整个硫化期间保证较高的有效压力,使胎面带条1压粘在胎壳5上,特别是在结合的临界区域。
根据本发明,从图1,2和5(a)中可以看出,从胎冠2开始,胎面带条1的侧翼3的截面轮廓依次包括:逐渐尖斜的区域8,最小厚度为emin的圆形槽9,然后是圆形胎边4。比较好的是,胎边4的最大厚度emax至少等于圆形槽9处侧翼3的最小厚度的两倍。最小厚度emin小于3mm,大约1至2mm,或者,如果可能,甚至更小。
因此,圆形槽9是一种物理意义上的隔离手段,基于胎边4的厚度,这种隔离是很有效的,能有效地使侧翼3和胎壳5的结合区域,在行驶期间所经受的引起开裂的拉伸应力受到限制。作为一个优选例子,这种隔离手段是具有很圆的截面轮廓的单个圆形槽9。因此,这个槽的半径大于侧翼的最小厚度的5倍比较有利。
在图2和5(a)的实施例中,胎边4有一个横截面,其侧端13是一个凸出的圆形。点B相应于胎面4的侧端13的横截面轮廓上的这样一点,它的切线TB垂直于底层11的截面轮廓的侧端A的切线TA。B点到这根切线TA的距离d,必须大于或等于纵向槽9处的侧翼的最小厚度。所以,根据本发明,在胎壳与胎面带条的结合区域,胎边有一个明显的厚度。
在这里,侧端的截面轮廓是明显的半圆形。另外,这个半圆的半径r显著地大于槽9的最小厚度emin。
胎边4的侧端13,胎壳5的外轮廓,以及薄膜7的底面,确定一个腔洞14,在硫化期间,腔洞14充满了由于受热而变成流体的粘合胶6。由于薄膜7加到胎边4上的压力,粘合胶6不能浸入薄膜7和胎边4之间,因此,粘合胶6流动的区域被很好地控制,在薄膜7被撤去以后,使结合区域能令人满意。
图3和图5(b)表示根据本发明的侧翼20的第二个实施例。这种情况与前面的相同,侧翼包含一个物理意义上的隔离槽9,随其后是胎边21。胎边21的侧端22在A点与底层11连接,在B点与胎面带条的外表面12连接。这个侧端22在A点和B点之间的横截面轮廓,基本上是直线,在A点,与胎边21的底层11的侧端横截面轮廓线之间形成一个α角,其量度在90°至140°之间,较好的是在110°至130°之间。在这个较好的角度范围内,这个0角,有助于胎壳和胎面带条组件在蒸压器中历经的全部时间内,通过薄膜7再行施加的压力,传递至胎壳和胎面带条之间(A点周围)的结合区域。在这个例子中,胎面带条的外表面12的横截面轮廓在胎边21的这一段基本上是直线,并且在B点,与胎边的侧端22形成一个β角,其量度为90°或小一些。这里,外表面的横截面轮廓线在胎边的这一段基本上平行于底层11。这意味着,在胎边21有一个高压力将薄膜7压贴在外表面12上,直至脊点B,因此,能精确地确定粘合胶6(在硫化期间它已流动之后)和胎边21之间的结合区域。这个直线段22因而形成一种陡壁,粘合胶可以在这里自由流动,但不能渗透出来。如同前面所述的那样,这就使胎面带条的侧翼20与胎壳5之间的结合区域具有相当令人满意的外观。
按照本发明,从B点到底层11侧端轮廓在A点的切线TA之间的距离d,明显地大于侧翼的最小厚度emin,而胎边21最大厚度emax则超过这个最小厚度emin的两倍。
侧翼3,20的这两种较少麻烦的几何轮廓,也意味着,根据本发明的胎面带条在整个制造和组装的操作过程中,要比带有逐渐尖斜的侧翼的胎面带条容易处理得多。另外,为使胎边4,21的底层和侧端与粘合胶良好粘附而需做的准备工作,也是很容易的。例如,这些准备工作可通过擦净或磨光手段而完成。
图4表示根据本发明的带侧翼的平坦胎面带条10,是由两种合成橡胶材料制成的。我们再来看轮廓类似于图3的隔离槽9和胎边31。胎冠2如前所述,是用通常用以形成胎面带条的一种合成橡胶材料制成的。相反,侧翼30则是由成分和硬度类似于轮胎外侧壁所用的一种合成橡胶材料制成的。两种材料之间的分界表面32,大体上定位于侧翼和胎冠之间的结合区域。这样做的结果是:侧翼30的力学刚度减小,侧翼的侧端和胎壳之间的临界结合区域所受的应力也减小,抗裂能力大为提高。
当然,这种解决办法可应用于所有类型的预先硫化的胎面带条。
对规格275/70 R22.5和315/70 R22.5(载重轮胎)的轮胎进行测试,它们已用预先硫化的胎面带条翻新,这些胎面带条分别包括已知类型的尖斜形侧翼,和根据本发明的包含胎边的侧翼。这些测试表明:在胎面带条和胎壳之间的临界结合区域内,抗裂能力有很显著的提高,因此,被翻新的轮胎的疲劳寿命也显著增加。
前面所述的轮胎翻新方法,包括在硫化过程中采用柔性薄膜。也有可能不用任何紧密不透的薄膜。在这种情况下,我们叫作“无薄膜”硫化。这种方法与前述方法相比,较为复杂,并且在胎面带条和胎壳组装的过程中需要制造专用的装备,以保证临界的结合区域密不可透,但有费用较少的优点。根据本发明胎面带条的新的几何轮廓,对于这种无薄膜方法,即使对粘合胶的流动范围较少控制,也能给出优良的结果。
当然,根据本发明的胎面带条,也可以用于在新的硫化胎壳上,生产新轮胎。
Claims (12)
1、预先硫化的轮胎面带条(1、10),包括胎冠(2)和两个侧翼(3,20,30),基底层(11)横截面轮廓是平坦的或凹形的,以及外表面(12),从胎冠(2)开始,每个侧翼(3,20,30)具有逐渐尖斜的区域(8),随后是由合成橡胶材料制成的胎边(4,21,31),所述胎边(4,21,31)侧端(13,22)的横截面轮廓是凸形,并且以这样的方式逐渐偏离底层(11)的平坦或凹形横截面轮廓;即在胎边(4,21,31)的侧端(13,22)的所述截面轮廓上的点B,其切线垂直于底层(11)的截面轮廓侧端的切线,从所述B点到底层(11)的截面轮廓侧端的所述切线的距离,大于或等于逐渐尖斜区域(8)的侧翼(3,20,30)最小厚度。
2、如权利要求1中所述预先硫化的轮胎面带条(1,10),其中,逐渐尖斜区域(8)和胎边(4,21,31)之间的连接区域是一个纵向槽(9)。
3、如权利要求2中所述预先硫化的轮胎胎面带条(1,10),其中,侧翼(3,20,30)的最小厚度,位于纵向槽(9)。
4、如权利要求3中所述预先硫化的轮胎胎带条(1,10),其中,胎边(4,21,31)的最大厚度大于等或于侧翼(3,20,30)在纵向槽(9)的最小厚度的两倍。
5、如权利要求2中所述预先硫化的轮胎胎面带条(1,10),其中,纵向槽(9)的半径大于或等于侧翼(3,20,30)最小厚度的5倍。
6、如权利要求1中所述预先硫化的轮胎胎面带条(1,10),其中,侧翼(3,20,30)的最小厚度小于3mm。
7、如权利要求1中所述预先硫化的轮胎胎面带条(1,10),其中,胎边(4)的侧端(13)具有半圆形的横截面轮廓,其半径大于或等于每个侧翼(3)的最小厚度。
8、如权利要求1中所述预先硫化的轮胎胎面带条(1,10),其中,胎边(21,31)的侧端(22),具有基本上是直线的横截面轮廓,并与底层(11)的侧端横截面轮廓形成一个α角,其最度大约在90°和140°之间。
9、如权利要求8中所述预先硫化的轮胎胎面带条(1,10),其中,α角的量度在110°和130°之间。
10、如权利要求8中所述预先硫化的轮胎面带条(1,10),其中,外表面(12)的横截面轮廓,在胎边(21)这一段基本上是直线,并与胎边(21,31)截面轮廓的基本上是直线的侧端(22)之间,形成一个β角,其量度小于或大约90°。
11、如权利要求1中所述预先硫化的轮胎胎面带条(1,10),其中,胎冠(2)和侧翼(30)是由两种不同的合成橡胶材料制成的,它们的成分和硬度,分别类似于生产轮胎的胎面带条和外侧壁所用的合成橡胶材料的成分和硬度。
12、如权利要求1中所述的,由胎壳(5)和预先硫化的胎面带条(1,10),组装而成的轮胎。
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