輪胎胎面等混入硬顆粒的方法和設備的製作方法

2023-05-05 05:57:11 1

專利名稱：輪胎胎面等混入硬顆粒的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將硬顆粒混入輪胎胎體及各種橡膠帶和胎面坯料中的方法和設備，藉此，橡膠坯料被擠壓成適當形狀的胎面帶，在(迴轉)循環工序中在受控下，使其以適當的厚度和層數，滾壓到接著進行壓花和硫化處理的預處理輪胎或其它材料(物體)上。
概括地說，車輛輪胎包括一個形成輪胎內層的纖維加強的輪胎胎體(粘以金屬絲或繩索)，與一個由硫化橡膠或類似的材料製造，並在加強的輪胎胎體上壓花成形的外圈磨損層。
按以上規範製造輪胎，而輪胎的翻新同樣是一種慣用的工藝方法。當抗磨表面(胎面)的壓花已磨損到失去作用時，將抗磨表面的剩餘部分磨光，並在纖維加強的輪胎胎體上鋪設新的胎面。可行的一種方法是用一種被擠壓成適當厚度的橡膠胎面帶，重複輪胎胎體的迴轉循環工序，然後壓製成新花紋和進行硫化處理。
輪胎外層的作用是相對車輛行駛面形成附著力和抗磨麵。已知許多方法可用以增加輪胎附著力，並減小車輛在諸如冰雪地上等光滑路面上的打滑。特別一提的應當是在常規製造後的輪胎上嵌入道釘和雪鏈。發明背境近數十年來，業已提出了在輪胎的抗磨表面內或表面上，混合和/或粘結各種材料的設想。
為了增加車輛輪胎在光滑路面特別是在雪地和冰上行駛的附著力，眾所周知的方法是在輪胎的胎體中混入硬顆粒。美國1948年的專利No.2、672、910描述了輪胎生產，其中將所塗的硬顆粒與用以生產輪胎的生橡膠相混合。通過敷撤顆粒改善了與橡膠胎體的粘合。
此外，業已開發出一些輪胎翻新的方法。為在已磨損的輪胎上滾壓新的胎面而要對其進行預處理(磨光)。按照輪胎迴轉循環工序纏繞新的橡膠層，然後壓成花紋，參看德國專利DE 4 025459 Al，它涉及舊輪胎的全面翻新。
歐洲專利申請EP 0454.025Al和EP 442.155Al也描述了輪胎生產和/或其翻新方法，藉此，在熱壓前，將所塗硬顆粒混入生橡膠，並滾壓在預處理輪胎上。
上述專利描述了胎面和輪胎的生產方法和設備。它們描述了將硬顆粒混入輪胎胎體中，以便增加輪胎對行駛路面的附著力並減少車輛在冰雪路面上的滑動。
但由於這些方法在生產工藝過程中存在的缺點，使上述用以混合硬顆粒的方法或設備沒有一項獲得廣泛地認可。
這些方法的缺點一直是由於包括設備的嚴重磨損等原因，而使在擠壓前將硬顆粒混入橡膠體的成本較高。
假如將硬顆粒與整個原材料本體相混合，則必然認為所需的硬顆粒總量太多。而且也沒有證明能控制硬顆粒在輪胎的抗磨表面的精確位置，這同樣必然被認為是一個缺點。
還有另一個缺點是，因為顆粒顯示一種削弱輪胎胎體與抗磨表面之間粘結的傾向，而使纖維加強的輪胎胎體與含顆粒的胎面之間產生的粘結不充分。此外，認為將顆粒混入整個橡膠體會減小輪胎胎體的柔性。
發明的公開本發明的目的是提供一種立即可簡單地使用和生產，並能經濟地操作的方法和設備，還能在混合過程中保持控制，並能控制硬顆粒在輪胎抗磨表面的位置。本專利所申請的方法的主要優點之一是翻新輪胎無須過多的工時。
通過用硬顆粒混合物生產輪胎和其它胎面，達到如下目的·增加車輛在光滑路面的附著力。
·與使用制有釘子的輪胎相比減少了道路磨損；·與使用制有釘輪胎或雪地鏈相比，提高總的駕駛性能。
這些性能已由瑞士的VTI(Swedish Public RoadsAdministration)和德國的BAST(德國公共道路管理局或聯邦道路所)(German Public Roads Administration或Bundesanstalt fürStassenwesen)、得到試驗驗證。
這些目的是通過本發明的顯著特點而達到的，即使用專用設備，將第二層以迴轉循環工序滾壓到預處理的輪胎前，按預定的外形，將硬顆粒分配到擠壓橡膠胎面帶的至少部分表面上，從而在定型和硫化後，顆粒使被混入輪胎的花紋抗磨表面內。
本發明的另一個顯著的特點是按預定的外形將硬顆粒分配到擠壓橡膠胎面帶的至少部分表面上，從而能使胎面帶覆蓋硬顆粒的範圍受到控制，顆粒分配到壓花和硫化輪胎的預定部分同樣也受到控制。
本發明的又一個顯著的特點是在每平方釐米覆蓋有硬顆粒的橡膠胎面帶上，分配0.01到0.1克硬顆粒，而每個顆粒的直徑範圍為1～3毫米，特別是1.5～2.0毫米。
此外，本發明的再一個顯著特點是將硬顆粒按預定的外形分配到擠壓橡膠胎面帶的部分表面上，在將其滾壓到預處理的輪胎胎體表面後，該表面即形成硫化和壓花輪胎的外表面；該顆粒分配設備被置於生產工藝過程中的擠壓機後面，在擠壓橡膠胎面帶的上方，輪胎的正前方，在將顆粒分配到橡膠胎面帶上後，再將其滾壓到輪胎上。
本設備是獨特的，因為它包括一個漏鬥，在分配前將硬顆料注入其中，還包括一個進料器(旋轉的包覆橡膠的圓筒)，它將適量的顆粒從漏鬥輸送到導向裝置，以便控制輸送到橡膠胎面帶上的顆粒供給量，而且，該分配裝置(導向裝置)可進行調節，以控制顆粒輸送到擠壓橡膠胎面帶上的方向和速度，並儘可能與該帶本身的方向和速度相匹配，從漏鬥輸入和分配的顆粒數量通過進料器門和圓筒轉速進行控制，從而控制顆粒以適當的密度固定於胎面帶上。
對用上述新方法生產的輪胎的性能已進行了許多研究。由德國BAST所作的很全面的試驗有力的證明，混有硬顆粒的輪胎所引起的道路磨損大於由「冬季輪胎」引起的磨損，但明顯的小於由9種裝有釘子的輪胎引起的平均道路磨損。BAST所作的試驗表明，若將由嵌釘子輪胎引起的道路磨損設定為100％參考點，則由上述硬顆粒輪胎引起的磨損測量為7％，而由冬季輪胎引起的磨損為2％。
由Linkping的瑞典公共道路管理局(Swedish Pubic RoadsAdministration)所作的試驗表明，硬顆粒輪胎清楚顯示在路面光滑的狀態下，比不含硬顆粒的同類輪胎具有更好的直線行駛性(Road-holding)。該試驗同樣表明，當硬顆粒輪胎沿路面滾動時通常顯示比裝有釘子的輪胎具有較好的直線行駛性。例如，在彎道和防制動系統防止輪子完全鎖住的場合，這是一種特殊的優點。
多半，許多種硬顆粒可用於混合。已作的試驗採用了Sic(碳化矽，「金剛砂」)及Al2O3(氧化鋁)，並且普通的粘結材料和/或粘結劑進行敷撤。
附圖簡述參考各附圖對本發明作更詳細的說明如下

圖1是表示用於輪胎翻新和將硬顆粒混入胎面的設備的側視圖；圖2是表示用於輪胎翻新和將硬顆粒混入胎面的設備的頂視圖；圖3表示用以將硬顆粒混入和分配到胎面的設備的細部；圖4a和4b表示控制硬顆粒到橡膠胎面帶上的導向裝置的細部；圖5表示有硬顆粒混入胎面最外層的輪胎的橫截面；圖6是表示圖5的輪胎花紋的頂視圖；圖7表示輪胎胎面加工工藝過程中橡膠胎面帶滾壓的細部；圖8表示輪胎胎面加工工藝過程中橡膠胎面帶(6)的滾壓及橡膠胎面帶各層之間硬顆粒(25)的位置的細部；圖1和2表示以加工輪胎胎面的常規設備。圖1表示該設備的側視圖，而圖2為其頂視圖。該設備已增加了將硬顆粒混入胎面體的附加裝置。該設備包括一套將橡膠坯料(5)製成薄的合成橡膠帶(6)的擠壓機。橡膠坯料以厚帶(4)的形式被拉入擠壓機(2)，在此將其加工並通過成型頭(3)擠壓成相當薄的擠壓橡膠胎面帶(6)的形式。該胎面帶沿控制輪(16)的上、下被向前拉伸再沿第二對控制輪(15)的上、下向前直到最終被滾動到預處理輪胎(9、17)上。部分控制輪的結構(15)或可由許多薄盤組裝而成，像將橡膠胎面帶(6)壓到輪胎上的壓力滾輪(8)那樣。輪胎被固定到一個裝置上，一方面在胎面帶以迴轉循環工序被滾壓到輪胎上的同時，該裝置使輪胎繞其軸(11)轉動，而另一方面，又繞垂直軸線作小小轉動，以使預處理輪胎相對滾壓裝置(13)的對中略有偏移。這樣就能在整個輪胎(18)的迴轉工序中，使橡膠胎面帶(6)滾壓成許多疊層。在擠壓機(2)與輪胎(9)之間，安裝一臺用以混合硬顆粒和/或將它們敷撤到胎面帶上的裝置(1)。該裝置(1)連於從同一擠壓機伸出的(臂14)上，其上還裝有幾個控制輪(15)和壓力滾輪(8)。當然，該裝置也可單獨豎立。其功能是在胎面帶被滾壓到輪胎上之前，或在下一層胎面帶被滾壓到頂層前的任何階段，將硬顆粒分配到胎面帶上(見圖7和8)。
圖3表示其功能為將硬顆粒敷撤或混合於橡膠胎面帶(6)內或其上的裝置(1)。該裝置包括一個漏鬥(20)，用以在分配前將硬顆粒輸入其內，還包括一個進料置(21，22)，用以從漏鬥有控制地輸送適量的硬顆粒。作為最簡單的形式，進料器是一個旋轉圓筒(22)正好處在漏鬥(20)下方，並在門(21)的作用下，從漏鬥吸出最低位的粒子，或者進料是一種控制輸送量的類似裝置。該圓筒運送粒子直到它們落入控制導向裝置(7)，該導向裝置彎向胎面帶(6)然後在該導向裝置末端彎成控制將硬顆粒敷撤到胎面帶上的分配器頭(23)。
圖4a和4b表示將顆粒敷撤到胎面帶的放大圖。胎面帶(6)縱向(36)移動，同時顆粒(25)以儘可能與橡膠胎面帶(26)同步的速度從導向裝置(7)的分配頭(23)中流出。分配頭(23)的尺寸(寬度)與實際位置控制著顆粒的敷撒，從而可將顆粒敷撒到如圖所示的胎面的一部分(37)或全部胎面帶。
圖5表示硫化和壓花輪胎(35)的橫截面與硬顆粒(25)在胎面(27)上的位置。顆粒被嵌入橡膠覆蓋層的最外部分(28)。
圖6表示顆粒(25)是怎樣位於輪胎(35)的花紋(28)中的。
圖7表示橡膠胎面帶(18)是如何被滾壓成許多層(6』，6」，6)並如何被落壓到預處理輪胎胎體(26)上的。取決於在輪胎迴轉工序中滾壓胎面帶的方法，使每一層都與下一層部分重疊。
圖8表示滾壓橡膠胎面帶(18)的細部，其中每一層都部分地與下一層(6』，6」，6，6」」)重疊，並且表示硬顆粒敷撒在胎面帶各層(25』，25」……)之間。
以上所述的本發明並不完全限於被規定的細節，而只要不違背中心思想均可用許多方法精心製作。
權利要求
1.將硬顆粒混入輪胎胎體與各種橡膠帶和胎面中的方法，藉此，橡膠坯料被擠壓成適當形狀的胎面帶(6)，在迴轉工序中在控制下將胎面帶以適當的厚度和層數，滾壓到隨後被壓花和硫化的預處理輪胎(9)或其它材料上，其特徵在於，用專門的設備(1)，在將下一層胎面帶滾壓到預處理輪胎(9)前，按預定的外形，將硬顆粒(25)分配到擠壓橡膠胎面帶(6)的表面上，從而在成形和硫化後，將顆粒(25)混入壓花的抗磨表面(35)。
2.按權利要求1將硬顆粒混入輪胎胎體的方法，其特徵在於按預定外形將硬顆粒(25)分配到擠壓胎面帶(6)的至少部分表面(37)上，從而能使胎面帶敷撤硬顆粒的範圍得以控制，而且還可控制顆粒分配到壓花和硫化輪胎的抗磨表面的預定部分。
3.按權利要求1和2將硬顆粒混入輪胎胎體的方法，其特徵在於每平方釐米覆蓋有硬顆粒的橡膠胎面帶分配0.01到0.1克的硬顆粒。
4.按權利要求1，2和3將硬顆粒混入輪胎胎體的方法，其特徵在於每個粒子的直徑範圍為1～3毫米，特別是1.5～2.0毫米。
5.按權利要求1-4將硬顆粒混入輪胎胎體的方法，其特徵在於按預定外形，將硬顆粒分配到擠壓橡膠胎面帶(6)的部分表面上，在將其滾壓到預處理輪胎胎體後，構成壓花和硫化輪胎的最外層(26)。
6.將硬顆粒混入輪胎胎體及各種橡膠帶和胎面的設備，藉此，橡膠坯料(4)在擠壓機(2)中混合併成形為胎面帶(6)，並在迴轉工序中以適當的厚度和形狀及層數，以受控方式被滾壓到隨後經壓花和硫化處理的預處理輪胎(9)或其它材料上，從而隨著輪胎的轉動，該胎面帶被滾壓到輪胎胎體上，其特徵在於將設備(1)設置在生產工藝過程中的擠壓機(2)之後及正被它擠出的橡膠胎面帶(6)的上方。
7.按權利要求6將硬顆粒混入輪胎胎體的設備，其特徵在於將設備(1)設置在生產工藝過程中的擠壓機(2)之後和輪胎(9)之正前面，在橡膠胎面帶被滾壓到輪胎之前。
8.按權利要求6和7將硬顆粒混入輪胎胎體的設備，其特徵在於設備(1)包括一個漏鬥(20)，硬顆粒(25)在被分配前輸入其中；一個進料器(旋轉圓筒和一個門)(21，22)，從漏鬥將適量的顆粒輸送到導向裝置(7，23)以控制顆粒敷撒到橡膠胎面帶(6)上。
9.按權利要求6，7和8將硬顆粒混入輪胎胎體的設備，其特徵在於分配裝置(7，23)可被調節，以便使顆粒流入橡膠胎面帶的方向和速度與胎面帶本身的運行方向和速度儘可能相匹配，從而控制顆粒(25)在胎面帶(6)上的分配。
10.按權利要求6-9將硬顆粒混入輪胎胎體的設備，其特徵在於旋轉圓筒(22)包有橡膠表面，以便輸送和分配來自門下方的漏鬥(20)的顆粒。
11.用按權利要求1～10的方法和設備生產的混有硬顆粒的輪胎的使用。
12.用按權利要求1～11的方法和設備生產的混有硬顆粒的輪胎。
全文摘要
本發明涉及將硬顆粒混入輪胎胎體,此外還混入各種橡膠條帶和胎面坯料的方法與設備,藉以,橡膠坯料(5)被擠壓成具有適當形狀的胎面帶(6),該帶在(迴轉)循環工序中以適當厚度和層數在受控下被滾壓在預處理輪胎(9,17)或隨後經加花和硫化處理的其它材料(物體)上。本發明的顯著特點為,在迴轉循環工序中將下一層流壓到預處理輪胎(9,17)之前,採用專用設備(1)將硬顆粒按預定外形分配到擠壓橡膠胎面帶(6)的至少部分表面上,從而在成形和流化處理後,便將這些顆粒混入輪胎的壓花抗磨表面中。
文檔編號B60C11/14GK1198712SQ96197412
公開日1998年11月11日 申請日期1996年8月15日 優先權日1995年8月16日
發明者奧拉夫·瓊森, 赫爾基·蓋爾哈德森 申請人:奧拉夫·瓊森, 赫爾基·蓋爾哈德森