專利名稱：在胎冠內模制沉陷槽、刀片及大鍵孔花紋的撓性模制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及輪胎的模制，并且尤其涉及輪胎的胎面(tread)的模制。
背景技術：
隨著輪胎的磨損，胎面的體積減小，這是因為與路面摩擦接觸 的緣故。更重要地，隨著輪胎的磨損，輪胎溝槽的體積減小，而凈 毛比值增加。最終輪胎將要求更換。在胎冠(tire tread)上呈凸凹狀態的胎面元件，比如花紋(sipe)、月臺 面塊以及溝槽同時在橫截方向上以及在圓周方向上對輪胎的對地牽 引或附著起著基本作用。當在濕或有雪道路上行使時，牽引尤其關 鍵。對于濕條件而言，溝槽作為排出溝道使用，其對水限制并排出， 以便允許胎面塊與地接觸。在現有技術中已知的是，通過使用沉陷溝槽以及沉陷花紋而試 圖解決惡化的胎面條件。由于在制造中受到限制，沉陷溝槽大體上 垂直于肩部區域而朝向。典型地使用模制元件來形成沉陷溝槽，并 且一旦輪胎已經固化，則它們通常難以從輪胎中除去。為了制造沉 陷溝槽，模制元件需要足夠堅硬，以便刺穿未固化或未熟化的橡膠 胎面，但需要足夠柔軟，以便在沒有損壞輪胎的情況下而從固化的 輪胎中抽出。另一個要求是沉陷溝槽需要足夠大并且足夠厚得有效， 這導致了模模制元件如此僵硬，以至于它的抽出將損壞胎冠，或者 元件自身將因為疲勞斷裂而失效。另一個與惡化的胎面有關的問題涉及到胎面塊的強度。使用刀 片對輪胎的胎面塊進行切割，以便允許胎面塊軟化并增強抓取力。然而，刀片通常不得不從新輪胎的胎面表面開始。具有沉陷刀片非 常困難，因為要么從輪胎的抽出損壞胎面，要么刀片因為疲勞斷裂 而失效。但是新輪胎的塊是高的，并且花紋可能對胎面的強度造成 危害，而且因此可能對新輪胎的處理造成危害。因此需要一種方法及設備，以便形成沉陷溝槽、沉陷花紋及大 型鍵孔花紋，其不具有上述缺點。發明內容本發明在第 一 方面提供一種模制裝置，用于在輪胎的胎面內形 成定位于胎面表面下方的空心，模制裝置包括撓性部件及模制元件， 撓性部件具有用于安裝到輪胎4莫具上的末端部及第二端部，撓性部 件在接合處結合到模制元件上，模制元件具有下部表面，其具有切 除部，以^更允許撓性部件的彎曲。本發明在第二方面提供一種模具，用于模制輪胎的胎面帶，胎 面帶由合成橡膠化合物制成，模具包括用于模制胎面的模具表面及 模制裝置，其從模具表面突出以便嵌入到待模制的合成橡膠化合物 內，模制裝置包括撓性部件及才莫制元件，撓性部件具有用于安裝到 輪胎模具上的末端部、圓角狀中間區段及第二端部，第二端部的一 部分嵌入到模制元件內，模制元件具有下部表面，其具有切除部， 以便允許撓性部件的彎曲。本發明在第三方面提供一種模具，用于模制輪胎的胎面帶，胎面帶由合成橡膠化合物制成，模具包括用于模制胎面的模具表面； 突起形成元件，其從模具表面突出以便嵌入到待模制的合成橡膠化 合物內；以及模制裝置，其包括撓性部件及模制元件，撓性部件具 有用于安裝到輪胎模具上的末端部、圓角狀中間區段及第二端部， 第二端部的一部分嵌入到模制元件內，撓性部件圍繞突起形成元件而放置。
本發明將通過舉例的方式并結合附圖而描述，圖中圖1為用于在胎冠內模制沉陷溝槽的模制元件裝置的透視圖；圖2為圖1中的裝置的仰-見圖；圖3A為用于在胎冠內模制沉陷花紋的模制元件裝置的透視圖； 圖3B為圖3A中的裝置的仰視圖；圖3C為展示于圖3A中的模制元件裝置的另一個示例性截面形狀；圖4為用于在胎冠內模制沉陷鍵孔花紋的模制元件裝置的透視圖；圖5為圖1中的溝槽模制裝置的示意圖，其顯示為安裝在模具 內并嵌入到未熟化的輪月臺(green tire)內；圖6A和圖6B展示了形成于固化的胎冠內的沉陷溝槽，其中圖 6B展示了位于圖6A中的方向6B-6B內的沉陷溝槽；圖7A展示了位于固化的胎冠的截面內的沉陷花紋；圖7B展示了位于圖7A中的方向7B-7B內并且位于固化的胎面 的截面內的沉陷^t走孔花紋。
具體實施方式
圖1展示了溝槽模制裝置10的第一個實施例，其適于在輪胎胎 內模制沉陷溝槽。沉陷溝槽為設置在輪胎的新胎面下方的細長空'"、 區域，當輪胎嶄新時，空心區域看不見，而當胎冠在使用過程中磨 損后，沉陷溝槽暴露出來。模制裝置10包括撓性部件5，該撓性部 件5具有末端部11，圓角狀中間區^殳13及第二端部15。末端部11 可在任何所需要的朝向內而安裝在胎面形成部內的輪胎模具內，以 便形成沉陷溝槽。第二端部15的一部分嵌入到模制元件20內。模制元件20具有上表面30,該上表面30進一步包括可選的花 紋形成部件34,該花紋形成部件34具有上表面35，其用于在胎面的上部內模制花紋。花紋形成部件34薄并且由撓性材料，比如鋼或 鋁而形成。花紋形成部件34可以具有三維鎖定特征比如氣泡、方形 圖案(waffle)或其它突出物，或者可在任何方向內呈波浪狀。花紋形 成表面35的長度可根據需要^L置，并且優選地放置成嵌入到未熟化 胎冠的上部內。如圖2所述，模制元件20的大體形狀優選地為矩形，并具有底 部表面32,底部表面32具有可選的成角區段36，并具有切除部38， 以便允許撓性部件5在從輪胎^由出的過程中的彎曲。切除部38為矩 形形狀的溝槽，其具有尺寸設置成允許撓性部件不受拘束地彎曲的 寬度和長度。模制元件20優選地僅僅在一個位置處，比如撓性部件 的端部15處而結合到撓性部件上，以便允許撓性部件的不受限制的 移動。為了進一步有助于撓性部件5不受限制的彎曲，末端部15與 優選地靠近第二端部15的結合部之間具有撓性部件5的自由部22。 撓性部件在自由部22處沒有連接到模制元件20上。自由部優選地 具有一定長度，該長度為模制元件20長度的至少大約10%-80%,并 且更優選地大約為30%-50%。模制元件20的長度的范圍在大約10毫米到大約30毫米之間， 并且優選地在大約15毫米到大約25毫米之間。模制元件20的高度 的范圍在大約2毫米到大約6毫米之間，并且優選地在大約4毫米 到大約5毫米之間，而模制元件的寬度的范圍在大約3毫米到大約8 毫米之間，并且更優選地在大約4毫米到大約6毫米之間。所展示 的模制元件20的形狀為矩形，雖然也可以使用其它所需要的截面形 狀。^^制元件20可以由堅^5更材津+比如鋼和鋁組成。撓性部件5可由金屬線或任何其它撓性材料制成。優選地，撓 性部件5包括高彈性材料、過彈性材料或超彈性材料。優選地，撓 性部件材料具有大于或等于伸長率為大約5%的彈性極限，并且具有 更優選地大于或等于10%的伸長率的彈性極限。適于撓性部件的過 彈性材料的例子包括形狀記憶合金，比如鎳鈦合金，銅鋅鋁合金，銅鋁氮合金以及銅鋁鈹合金。圖3A展示了沉陷刀片模制裝置40的第二個實施例，其適于在 胎面的上表面并在胎面的表面下方模制花紋(即沉陷花紋)。刀片模制 裝置40包括撓性部件45，該撓性部件45具有末端部41，圓角狀中 間區段43及第二端部47。末端部41可在任何所需要的朝向內而安 裝在胎面形成部內的輪胎模具內，以便形成沉陷溝槽。撓性部件45 的第二端部的一部分嵌入到刀片元件50內。優選地，撓性部件僅僅 在或靠近端部47處而結合到刀片元件上。刀片元件50薄并且由堅硬材料，比如鋼或鋁而形成。刀片元件 50具有可選的上表面52,其用于在胎面的上部內模制花紋。花紋形 成表面52的長度可以根據需要而設置，并且優選地具有尖銳的邊緣。 優選地，如圖5所示，花紋形成表面定位成與模具內表面62鄰接。如圖3B所示，刀片元件50的大體形狀為L形，并具有底部表 面46，該底部表面46具有切除部48,以便有助于撓性部件45在從 輪胎抽出的過程中的不受限制的彎曲。為了進一步有助于撓性部件5 不受限制的彎曲，具有定位于末端部41與撓性部件結合到刀片50 上的位置之間的撓性部件45的自由部42，該位置優選地靠近第二端 部47。自由部42優選地具有一定長度，該長度為刀片元件50長度 的至少大約10%-80%,并且更優選地大約為30%-50%。刀片元件50并未限制于所展示的截面形狀。刀片元件可成形為 形成如圖3C中所示的大型鍵孔花紋，其具有范圍從大約3毫米到大 約8毫米，優選地從大約4毫米到6毫米的厚度。刀片元件50的長度范圍可在大約10毫米到大約30毫米之間。 刀片元件50的高度可接近新輪胎非打滑的高度，而刀片元件50的 寬度范圍可在大約1毫米到大約2毫米之間。厚度可從刀片元件的 頂部到底部而變化。撓性部件45可由金屬線或任何其它撓性材料制成。優選地，撓 性部件45包括高彈性材料、過彈性材料或超彈性材料。優選地，撓性部件45可由一定材料制成，該材料具有大于或等于伸長率為大約 5%的彈性極限，并且具有更優選地大于或等于10%的伸長率的彈性 極限。適于撓性部件的過彈性材料的例子包括形狀記憶合金，比如 鎳鈦合金，銅鋅鋁合金，銅鋁氮合金以及銅鋁鈹合金。刀片元件50借助傳統技術比如焊接而連接到撓性部件45上。 切除部48沒有連接到撓性部件的自由部42上，從而允許不受限制 的彎曲，其對于從輪胎中抽出是重要的。圖4展示了模制裝置70的第三個實施例。模制裝置用于在胎冠 內模制沉陷鍵孔花紋。模制裝置70與模制裝置10類似，除了以下 區別之外。所展示的模制元件20具有圓形的截面形狀，雖然也可以 采用方形或其它形狀。模制裝置具有上刀片部72,用于在胎面內模 制花紋。如圖所示，上刀片部72優選地延伸穿過模制元件20的整 個上表面。刀片部72可具有可選的錐形端部74,如圖所示。圖5展示了溝槽模制裝置10，其展示為安裝在輪胎模具60內。 雖然未展示，其它模制裝置40、 70可以類似地安裝在輪胎模具60 內。模制裝置40、 70在未熟化的胎冠固化之前而嵌入到未熟化的胎 冠內。模制裝置IO、 50可在任^T所需要的朝向內安裝到輪胎模具上， 從而使比如沉陷溝槽可周向地朝向，軸向地朝向或具有任何所需要 的其它配置。模制裝置可安裝在模具的對應于胎面的冠部的部位內， 或者可定位于模具的對應于側壁的部分內。輪胎模具60具有內表面 62,該內表面具有突起元件64，用于在胎冠內形成相應的溝槽66。 優選地，模制裝置安裝在模具內，從而使突起形成元件64放置在定 位于撓性部件與模制元件20、 50之間的U形空間內，從而使撓性部 件的一部分與突起形成元件64鄰接。更優選地，模制裝置安裝成使 得模制元件20、 50的端部21、 51與第二個突起形成元件64接合。突起形成元件64典型地在輪胎的胎面內形成溝槽66。在胎冠固 化之后，模制裝置從胎面68的所形成的溝槽66中抽出。當模制裝 置從胎面(圖未示)拉出時，撓性部件5、 45彈性地變形，從而使刀片元件30、 50可在沒有損壞胎面的情況下而從胎面抽出。圖6A和圖 6B展示了形成于固化后的輪胎的胎面表面的下方的沉陷空心/溝槽 80，而圖7A和圖7B展示了沉陷花紋82。在給定的輪胎胎截面上， 所形成的空心80、 82完全地由胎冠68所包圍。考慮到本發明在文中提供的描述，本發明的變異是可能的。雖 然一定的代表實施例及細節已為解釋本發明的目的而被展示，那些 熟悉本領域的技術人員應當明白在沒有脫離本發明范圍的情況下， 可做出多個改變及修改。因此應當理解可在所描述的實施例中做 出改變，正如所附權利要求所界定的那樣，改變將落于本發明的全 部預期范圍內。
權利要求
1.一種模制裝置，用于在輪胎的胎面內形成定位于所述胎面的表面下方的空心，其特征在于，所述模制裝置具有撓性部件及模制元件，所述撓性部件具有用于安裝到輪胎模具上的末端部及第二端部，其中所述撓性部件在接合處結合到所述模制元件上，所述模制元件具有下部表面，所述下部表面具有切除部，以便允許所述撓性部件的彎曲。
2. 如權利要求1所述的模制裝置，其特征在于，所述撓性部件 自由部，所述自由部未在所述末端部與所述接合處之間連接到所述模制元件上。
3. 如權利要求1所述的模制裝置，其特征在于，所述接合處定 位于自所述第二端部開始的大約1毫米到3毫米內。
4. 如權利要求1所述的模制裝置，其特征在于，所述模制元件 具有上表面，所述上表面上安裝有刀片，用于在所述胎面的上部內 模制花紋。
5. 如權利要求4所述的模制裝置，其特征在于，所述刀片延伸 穿過所述模制元件的所述整個上表面，用于形成鍵孔花紋。
6. 如權利要求2所述的模制裝置，其特征在于，所述自由部具 有至少為大約5毫米的長度。
7. 如權利要求1所述的模制裝置，其特征在于，所述撓性部件 由具有大于或等于伸長率為5%的彈性極限的材料形成。
8. 如權利要求1所述的模制裝置，其特征在于,所述撓性部件 由具有大于或等于伸長率為10%的彈性極限的材料形成。
9. 如權利要求1所述的模制裝置，其特征在于，所述模制元件 為刀片，所述刀片具有范圍在大約3毫米到大約8毫米內的厚度。
10. —種用于模制輪胎的胎面帶的模具，所述胎面帶由合成橡膠 化合物制成，其特征在于，所述模具具有用于模制所述胎面的模具表面，及從所述模具表面突出的模制裝置，以便嵌入到所述待模制 的合成橡膠化合物內，所述模制裝置包括撓性部件及模制元件，所 述撓性部件具有用于安裝到所述輪胎模具上的末端部、圓角狀中間 區段及第二端部，所述第二端部的一部分嵌入到所述模制元件內，所述模制元件具有下部表面，所述下部表面具有切除部，以便允許 所述撓性部件的彎曲。
11. 如權利要求10所述的模制裝置，其特征在于，所述撓性部 件具有定位于所述圓角狀部與所述第二端部之間的自由部。
12. 如權利要求10所述的^f莫制裝置，其特征在于，所述模制元件具有上刀片表面，用于在所迷胎面的上部內模制花紋。
13. 如權利要求12所述的模制裝置，其特征在于，所述自由部 具有至少為大約5毫米的長度。
14. 如權利要求10所述的模制裝置，其特征在于，所述撓性部 件由具有大于或等于伸長率為5%的彈性極限的材料形成。
15. —種用于模制輪胎的胎面帶的模具，所述胎面帶由合成橡膠 化合物制成，其特征在于，所述模具具有用于模制所述胎面的模具 表面，從所述模具表面突出的突起形成表面，以便嵌入到所述待模 制的合成橡膠化合物內，以及^^制裝置，所述模制裝置包括撓性部 件及模制元件，所述撓性部件具有用于安裝到輪胎模具上的末端部、 圓角狀中間區段及第二端部，所述第二端部的一部分結合到所述模 制元件上，所述撓性部件圍繞所述突起形成元件而放置。
16. 如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述模制元件具 有下部表面，所述下部表面具有切除部，以便允許所述撓性部件的 彎曲。
17. 如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述模制元件具 有位于所述模制元件的上表面上的上刀片，所述上刀片與內模具表 面鄰才妾。
18. 如權利要求12所述的模具，其特征在于，所述突起形成元件放置在所述撓性部件與所述模制元件之間的間隙內。
全文摘要
提供一種輪胎模具及模制裝置，用于在輪胎內形成沉陷溝槽、花紋。模制裝置包括撓性部件及刀片元件。該撓性部件具有用于安裝到輪胎模具上的末端部、圓角狀中間區段及第二端部，該第二端部的一部分嵌入到刀片元件內，刀片元件具有下部表面，該下部表面具有切除部，用于允許該撓性部件的彎曲。
文檔編號B29C33/38GK101254633SQ20071030535
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月21日 優先權日2006年12月21日
發明者A·-F·G·J·-M·卡姆布朗, F·P·塞弗倫斯, G·-V·阮, R·M·J·G·豪巴 申請人:固特異輪胎和橡膠公司