CN1196014A - 翻新轮胎胎肩的修整方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种修整翻新轮胎(54)的胎肩区域(38)的方法和设备。一割刀(62)、较佳的是一具有被加热刀片(66)的割刀安装在翻新轮胎的至少一个胎肩附近。然后转动翻新轮胎,同时,移动切割刀片,使其在轮胎体(12)和胎面层(50)之间的接缝附近与轮胎的侧壁(16)接触。沿着翻新轮胎的整个胎肩区域(38)将轮胎体和胎面层的一部分切割掉,从而提供一个自轮胎体向胎面层延伸的、美观的光滑表面。

Description

翻新轮胎胎肩的修整方法和设备

技术领域

本发明一般涉及制造翻新轮胎的方法，特别涉及一种修整翻新轮胎的胎肩区域的方法，以便在轮胎体和胎面层之间提供一美观的、合意的过渡段。

本发明的技术背景

翻新轮胎已经存在了许多年，它在原始的胎面磨损后用经济的方法实现了轮胎体的重新使用。根据一种通常的翻新方法(有时候叫做冷加工翻新)，利用一种特殊的磨胎机去除在已使用过的轮胎上的残余的胎面，该磨胎机打磨掉老的胎面，留下一磨光表面，然后可在该磨光表面上粘结一层新的胎面。

从轮胎体上除去老的胎面可提供一个环绕着轮胎体外周的、光滑的、无胎面的表面。然后检查轮胎体是否有伤痕，进行刮削，并用修补橡胶充填。在刮削操作完成后，某些翻新操作要求给磨光的表面喷射轮胎粘结剂，提供发粘的表面以贴合粘结材料和新的胎面。在另一种方法里，轮胎粘结剂可省去。无论那一种情况，都要在轮胎体和新的胎面层之间设置一层缓冲橡胶。切割下来的缓冲层和胎面层要具有足够的长度，以便能沿着磨光表面环绕着轮胎体的整个外周延伸。通常，胎面层的前沿和后沿被磨光、拼接、用卡钉固定在一起，从而形成一翻新轮胎组件，以备固化。在固化过程中，缓冲橡胶成为在胎面和轮胎体之间的粘结料。

在组装轮胎体、缓冲橡胶和胎面层之后，将整个翻新轮胎组件置于一可弯曲的橡胶壳体里。在该壳体和轮胎的胎缘之间形成一个气密封。将整个被包封的轮胎组件置于一固化室里，并经受一段特定时间的压力和升高温度的作用。压力、温度和时间的共同作用使缓冲橡胶层同时与轮胎体和胎面粘结。

在目前的翻新操作中，缓冲橡胶层必须足够宽、以便横向延伸超过胎面层的侧边是非常重要的。此外，轮胎体的表面环绕轮胎的胎肩区域被仔细地磨光也是非常重要的，以便确保胎面层的宽度大致等于轮胎体的磨光表面的宽度。如果胎肩区域未进行足够的磨光和修整，胎面层边缘可能松开，和/或延伸超过胎面边缘的缓冲橡胶将不能与轮胎体的胎肩粘结。这对翻新轮胎的外观和寿命可能具有负面作用。

当缓冲橡胶层延伸超过胎面层的侧边，对翻新轮胎的美观可能起有害的影响。这主要是由于固化后在翻新轮胎的胎肩区域内保留了缓冲橡胶材料的片状悬垂物或块团。多余的缓冲橡胶，松开的胎面，或轮胎体的胎肩宽度超过提供的胎面层都可能给有关管理部门和在公路上使用翻新轮胎的卡车驾驶员的认可/接受带来困难。

将沿着轮胎体和胎面层之间的连接处或分界线上的翻新轮胎上的一部分切割掉是有利的，这样，可在轮胎体和胎面层之间提供一美观的和一致的过渡段。

本发明的简要说明

本发明包括修整翻新轮胎的胎肩区域的方法和设备。根据本发明的某些方面，首先从轮胎体上除去老的胎面，以呈现一磨光表面。然后割下一段长度足以环绕轮胎体外周的磨光表面的胎面层。将一层缓冲橡胶置于磨光表面和胎面层之间，然后对该组合物加热，从而在它们之间形成硫化粘结料。

固化处理后，将一割刀置于翻新轮胎的至少一个胎肩附近。在环绕着翻新轮胎的圆周方向上，割刀和翻新轮胎相对运动。然后，使割刀向翻新轮胎移动一个足够的距离，以便沿着胎肩区域切割掉轮胎体和缓冲层的一部分。由此形成连接轮胎体和胎面层的光滑表面。

根据本发明的另一方面，提供一种修整翻新轮胎的胎肩区域的设备。该设备包括一机架和一安装在该机架上的可转动的轮圈。该可转动的轮圈被制成可接纳和固定一翻新轮胎。一切割刀片可沿着翻新轮胎的整个圆周从翻新轮胎的至少一个胎肩区域上切割下一部分。较佳的是，该割刀包括一刀刃，该刀刃可由一适当的加热器加热。此外，一传动机构与切割刀片连接，以便切割刀片移向和移离翻新轮胎。

附图的简要说明

下面将参考附图详细描述本发明，其中，相同的标号表示相同的零件：

图1是一示范性的新轮胎的横剖视图；

图2是图1中所示的轮胎在胎面层已从轮胎体上去除后的横剖视图；

图3是图2所示的轮胎体已附加上缓冲橡胶层和和新的胎面层后的横剖视图；

图4是图3中的轮胎组件在固化后的横剖视图；

图5是按照本发明一较佳实施例的杯形割刀的立体图；

图6是轮胎体的横剖视图，而杯形割刀正在从翻新轮胎的胎肩区域上除去一部分材料；以及

图7是可供杯形割刀安装、以便进行切割操作的设备的示意图。

较佳实施例的详细说明

在描述从翻新的轮胎上除去一部分胎肩的方法以前，必需简单地描述一下翻新轮胎的操作过程和典型的翻新轮胎的结构。参看图1，它显示了一新的轮胎10，该轮胎具有轮胎体12和从其上延伸出去的胎面14。经过一段时间的使用，胎面14被磨损，从而必需更换或翻新该轮胎。虽然所示的轮胎10是一子午线轮胎，但本发明也可同样用于其它类型的轮胎，诸如斜交帘布轮胎。

轮胎10一般包括一对侧壁16，它们由横跨侧壁16的、径向向外的壁18连接。各侧壁16自外壁18径向向内延伸，并终止于胎缘区域20，胎缘区域20用来安装轮圈(未画出)。胎缘区域20可设计成各种形状，这取决于(例如)轮胎类型，轮胎尺寸，或轮圈的形状。在所示的实施例里，各胎缘区域20包括胎缘跟部22，胎缘趾部24和胎缘底部26。各胎缘区域20还可包括胎缘钢丝束28和胎圈包布层30。胎缘钢丝束28和胎圈包布层30可以包括(例如)金属绞合线和丝，以改进胎缘区域20的强度。

侧壁16可以包括多层，诸如橡胶层32，径向丝网层34，以及内线36，它们组合后提供一有强度的但可弯曲的侧壁。侧壁16通过一对胎肩38与径向向外的外壁18和胎面14连接。胎肩38向胎面14延伸，而胎面14位于轮胎体12的外壁18的径向外侧。胎面14可包括许多导水的凹槽40，并在某些路面条件下可提供附加的附着力。此外，外壁18可由许多在外壁18里的、环绕轮胎10的外周延伸的带子或帘布42加强(见图1和2)。

在胎面14磨损超过一定限度后，或者将轮胎10扔掉，或者在它重新用于车辆上前进行翻新。在冷加工翻新中，利用(诸如由衣阿华州莫斯卡丁的Bandag公司制造的)8110型磨胎机从轮胎体12上除去残余的胎面14。在磨光操作过程中，将老的胎面14从轮胎体12上磨掉，留下磨光的表面44，如图2所示。磨光表面44环绕着轮胎体12的外周延伸，也横跨外壁18的外侧延伸，直至它终止于磨光的胎肩46。

在除去使用过的胎面层之后，在轮胎体12上进行叫做刮削和充填的操作。刮削是在修补前从轮胎上除去损坏的材料。通常，由于在使用过程中轮胎与石头或其它尖锐的物体接触，使得轮胎体12上聚积着小孔、刻痕或裂缝。首先，用适当的研磨工具将受伤的或损坏的部分磨光，然后，用(诸如Bandag牌挤压修补芯绳之类的)修补橡胶或其它适当的材料充填。对受伤的区域进行充填，直至到达磨光表面44的水平是必需的，这样可避免在磨光表面44和然后施加的胎面层之间存在气穴。存留的气体可能对一般的翻新轮胎的寿命具有负面效果。

在刮削和充填操作之后，环绕着具有缓冲橡胶层52的轮胎体12的外周卷绕一层新的胎面层50，缓冲橡胶层52可使用诸如由Bandag公司生产的HD30缓冲橡胶，它被置于磨光表面44和胎面层50之间。在某些情况下，在磨光表面44上喷射特制的轮胎粘结剂，然后使胎面层50和缓冲橡胶层52的结合物卷绕在轮胎体12的外周上。在另一种做法里，省去轮胎粘结剂，使缓冲橡胶层52在外周略微伸展的情况下首先沿着磨光表面44卷绕在轮胎体12的外周上。然后，将缓冲橡胶层52压合在磨光表面44上，以除去任何可能存留在缓冲橡胶层52和磨光表面44之间的气穴。在施加缓冲橡胶层52之后，将胎面层50覆盖在缓冲橡胶层52之上并卷绕在轮胎体12的外周上。

一旦缓冲橡胶层52和胎面层50卷绕在轮胎体12上，翻新的轮胎组件54形成，并准备在适当的加热和压力条件下固化(见图3)。为便于固化，首先将翻新的轮胎组件54密封在一涂橡胶的固化壳体里，诸如由Bandag公司制造的适当的固化壳体，它们适用于具体类型和尺寸的被翻新轮胎。

轮胎组件54被密封在固化壳体里并被置于一固化室(诸如由Bandag公司销售的4130或4120型固化室)里。将热量和压力提供给在固化室里的翻新轮胎组件54。固化一给定的翻新轮胎的时间是可改变的，这取决于轮胎的大小和使用的材料。然而，时间必需足够地长，以便在轮胎体12、缓冲橡胶层52和胎面层50之间产生充分的粘结。通常，这种粘结是由轮胎体、缓冲橡胶层和胎面层之间的硫化作用产生的。固化室里的时间、压力和温度对于本技术领域的技术人员来说是已知的。然而，在固化室里进行固化时的示范性的参数是：

温度：大约210 °F；

压力：大约85 psi；

时间：大约3个半小时。

上述的温度、压力和时间参数仅是作为例子提供的，并不意味着限制本发明的范围。如前所述，在固化室里的时间是可以改变的，这取决于轮胎的大小和轮胎的材料。此外，其它的温度和压力组合也可能提供令人满意的结果。

固化后，胎面层50粘结在轮胎体12上，如图4所示。如图中进一步显示的，在胎面的边缘和轮胎的侧壁之间可能有一个阶梯区域56。此外，用标号58表示的、多余的缓冲橡胶材料可能留在阶梯区域56内。

通过磨光胎肩而去除阶梯区域56、并仔细地选择适当宽度的胎面层50可略微减轻胎面层50和轮胎体12之间(例如阶梯区域56)的不连续性。然而，仍可看到多余的缓冲橡胶58，它们聚集在胎面层50和轮胎体12之间的接缝或分界面上。因此，最好除去阶梯区域56和多余的缓冲橡胶58，提供一个从轮胎体12到胎面层50、经过边界线60的光滑过渡段。

如图6所示，安装割刀62(诸如杯形割刀)，以修整翻新轮胎组件54的胎肩区域，除去材料63的一部分，它可能包括一部分轮胎体12、多余的缓冲橡胶58和胎面层50的一部分，从而提供一从轮胎体12延伸到胎面层50并经过接缝60的、光滑连接的表面64。净切割的、光滑连接的表面64改进了翻新轮胎组件54的外观，而且有利于有关管理部门对翻新轮胎的检查。

虽然割刀62可被制成许多形状并沿不同的位置取向，但割刀62较佳的是杯形，并具有圆形结构的刀片66。在刀片66的另一端，割刀62包括一安装架68。

为了修整翻新轮胎组件54的胎肩，将割刀62安装在翻新轮胎的胎肩的附近。与轮廓相符的刀刃66沿着翻新轮胎组件54的胎肩安装，并以能提供适当的、光滑连接的表面64为目的。然后，在割刀62和翻新轮胎54之间产生一个沿着轮胎外周方向的运动。较佳的是，割刀62保持不动，而翻新轮胎54以每分钟大约8到72转的速度、沿着与轮廓相符的刀刃的取向相反的方向转动。在割刀和翻新轮胎之间产生相对运动之后，割刀62一般向着翻新轮胎54的胎肩横向移动，直至到达所需的切割深度，如图6所示。在翻新轮胎转动时，割刀62从翻新轮胎上切割掉胎肩上的部分63，从而环绕着轮胎体12的周边产生光滑连接的表面64。

在许多情况下，通过加热刀片有利于部分63的切割。可使用一种适当的加热器72、诸如由McMaster-Carr供应公司提供的3682K26型带/环加热器(见图7)、使刀片66在切割操作过程中保持所需的温度。较佳的是，将刀片加热到350 °F到425 °F的温度范围内，虽然其它的温度可能更适合，而这取决于被切割的材料类型。

此外，在翻新轮胎54的多次转动过程中可将部分63切割掉。然而，为了提高效率，最好向所需的切割深度快速地移动割刀62，这样，在翻新轮胎54转动经过360°到720°时就可切割掉整个部分70。

此外，可使用单一割刀62首先从翻新轮胎54的一侧将部分70切割掉，然后，或者移动割刀，或者使翻新轮胎54横向转动180°，以便使其另一侧面对割刀62。这样，在连续操作中两个光滑连接的表面64都将被切割出来。此外，也可使用一对割刀62，以便沿着翻新轮胎54的胎肩区域同时切割出一对光滑连接的表面64。在后一种情况下，第二割刀62在翻新轮胎转动过程中将移动到所需的切割深度，这类似于前面使用单一割刀62所描述的情况。

对于本技术领域的技术人员来说，可使用许多方法和许多机构使割刀62和翻新轮胎54互相接触。这种设备的一般形状对于本发明来说并不是严格限定的，它可有多个实施例。图7示意地描述了一个示范性的实施例。一轮胎修整设备74包括一机架76，机架76具有一底座78和一垂直结构80。加热器72和割刀62通过传动机构82、诸如一螺旋顶重机安装在垂直结构80上，传动机构82能使割刀62横向沿着翻新轮胎54的转动方向移动。

轮胎修整设备74较佳的是包括一可拆卸的轮圈84(诸如Accu-Band型)和由Bandag公司提供的可拆卸的轮圈，以便安装翻新轮胎54。可拆卸的轮圈84安装在一可转动轴86上，而可转动轴86通过适当的安装架88可转动地安装在垂直结构80上。轴86与一发动机90连接，该发动机90较佳的是电动机，虽然其它的发动机、诸如液压发动机和气动机也可使用。此外，发动机90可通过许多机构、诸如皮带和皮带轮、链轮和链条、直接传动或本技术领域的技术人员已知的其它机构与轴86连接。

应该明白，前面描述的是本发明较佳的、示范性的实施例，但本发明并不限于所示的特定形式。例如，割刀可沿着轮胎移动，而轮胎保持不动，割刀可在轮胎转动前移动到它的设定切割深度，割刀可设计成各种形状和结构，需要时可使用各种加热装置来加热割刀的刀片，还可用无数的方式设计翻新设备的结构，而这取决于车间空间的限制、所结合的其它装备、轮胎的尺寸和类型、以及是单一割刀还是多把割刀。这些和其它的改进在不脱离由附后的权利要求书限定的范围的情况下可用于该设备的各零件。

Claims (20)

1.一种切割翻新轮胎胎肩的方法，它包括以下步骤：

将一割刀置于翻新轮胎的胎肩附近，该割刀具有一与轮廓相符的刀刃；

沿轮胎的圆周方向、在割刀和翻新轮胎之间产生一个相对运动；

使割刀向胎肩移动一个所需的切割深度；以及

从翻新轮胎上切割掉胎肩的一部分，从而产生一个与轮廓相符的胎肩。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在割刀上形成刀片的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括加热刀片的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，加热刀片的步骤包括在350 °F到425 °F的范围内加热刀片。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生相对运动的步骤包括沿一圆周方向转动翻新轮胎的步骤。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，转动翻新轮胎的步骤包括在至少360°和小于720°的范围内转动翻新轮胎。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在翻新轮胎的第二胎肩附近安装第二割刀；

在第二割刀和翻新轮胎之间产生一个沿轮胎的圆周方向的相对运动；以及使第二割刀向第二胎肩移动一个所需的切割深度。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成刀片的步骤包括在一圆形结构上形成该刀片，且刀片的一部分被安装成可切割胎肩的一部分。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，转动翻新轮胎的步骤包括在每分钟大约8到72转的速度范围内转动翻新轮胎。

10.一种包括切割翻新轮胎胎肩的制造翻新轮胎的方法，它包括以下步骤：

从一轮胎体上除去老的胎面，呈现出一磨光表面；

割下一段长度足以环绕轮胎体外周的磨光表面的胎面层；

将一层缓冲橡胶置于磨光表面和胎面层之间；

对组合在一起的轮胎体、胎面层和缓冲橡胶层加热，从而在它们之间形成硫化粘结料；

将一割刀置于翻新轮胎的至少一个胎肩附近；

在环绕着翻新轮胎的圆周方向上，割刀和翻新轮胎之间产生一个相对运动；以及

使割刀向翻新轮胎移动一个足够的距离，以便在至少一个胎肩区域切割掉一部分，由此形成从轮胎体向胎面层径向延伸的光滑表面。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在割刀上形成刀片的步骤。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括加热刀片的步骤。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，加热刀片的步骤包括在350 °F到425 °F的范围内加热刀片。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，产生相对运动的步骤包括沿一圆周方向转动翻新轮胎的步骤。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，转动翻新轮胎的步骤包括在从翻新轮胎上切割掉一部分的过程中使翻新轮胎在至少360°和小于720°的范围内转动。

16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在翻新轮胎的第二胎肩附近安装第二割刀；

在第二割刀和翻新轮胎之间产生一个沿轮胎的圆周方向的相对运动；以及使第二割刀向第二胎肩移动一个所需的切割深度。

17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，产生相对运动的步骤包括以下步骤：

将翻新轮胎安装在一可转动的轮圈上；以及转动该轮圈。

18.一种修整翻新轮胎的胎肩区域的设备，包括：

一机架；

一可转动的轮圈，它安装在该机架上，其上可接纳一翻新轮胎；

一切割刀片，它可沿着翻新轮胎的整个外周从翻新轮胎的至少一个胎肩区域上切割掉一部分；以及

一传动机构，它与切割刀片连接，以便使切割刀片移向和移离翻新轮胎。

19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，还包括一加热刀片的加热器。

20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，传动机构包括一螺旋顶重机。

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