專利名稱：剛度增強(qiáng)的胎面元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及與充氣輪胎有關(guān)的方法和裝置，更具體地涉及與具有胎面的充氣輪胎有關(guān)的方法和裝置，該胎面帶有由胎面基部材料制成的條，所述胎面基部材料具有較高的剛度特性并且延伸入具有較低剛度特性的胎面行駛面材料中。
背景技術(shù)：
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言已知的是，充氣輪胎的胎面花紋的總體性能(包括例如濕路面操作性、干路面操作性、和停車的性能標(biāo)準(zhǔn))會受到胎面元件剛度特征的影響。增加胎面元件剛度的已知方法包括使用相對較硬的胎面基部材料并且使用相對較硬的胎面行駛面材料。然而，這些方法通常存在有損其它胎面性能標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)。還已知，如國際公布WO 2005/063509號中所教導(dǎo)的，提供一種具有由具有第一彈性模量的第一材料形成的部分以及由具有第二彈性模量的第二材料形成的其他部分的輪胎胎面。然而，此方法的問題是必須按順序地使輪胎胎體從施加第一材料的第一工位移動、 然后至施加第二材料的第二工位。因此，此方法存在復(fù)雜性增加和成本增加的缺點(diǎn)。需要一種增加輪胎胎面元件的剛度特征同時使已知缺點(diǎn)最小化的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，形成充氣子午線輪胎的方法可包括以下步驟(A)提供包括胎冠區(qū)和一對胎側(cè)的子午線生輪胎胎體；(B)通過同時地擠出由第一材料形成的胎面行駛面以及由剛度特性顯著高于第一材料的第二材料形成的胎面基部，而形成生輪胎胎面，其中步驟⑶包括以下步驟提供生輪胎胎面，該生輪胎胎具有⑴第一部分，其具有從胎面基部延伸入胎面行駛面的第二材料的第一條；以及( 第二部分，其具有從胎面基部延伸入胎面行駛面的第二材料的第二條；(C)將生輪胎胎面施加到子午線生輪胎胎體的胎冠區(qū)，而形成生輪胎；以及(D)對子午線生輪胎進(jìn)行硫化，而形成包括胎面的充氣子午線硫化輪胎，所述胎面具有(1)第一胎肩胎面元件，其包括從胎面基部延伸入胎面行駛面的第一條，其中，該第一胎肩胎面元件的剛度特性顯著不同于如果第一胎肩胎面元件僅由第一材料形成的第一胎肩胎面元件的剛度特性；以及( 第二胎肩胎面元件，其包括從胎面基部延伸入胎面行駛面的第二條，其中，該第二胎肩胎面元件的剛度特性顯著不同于如果第二胎肩胎面元件僅由第一材料形成的第二胎肩胎面元件的剛度特性。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，輪胎可包括胎體和胎面，該胎面包括(1)由第一材料形成的胎面行駛面、(2)由剛度特性明顯不同于第一材料的第二材料所形成的胎面基部、 (3)具有從胎面基部通過胎面行駛面延伸至胎面外接地面的第二材料的第一條的第一胎面元件；以及(4)具有從胎面基部通過胎面行駛面延伸至胎面外接地面的第二材料的第二條的第二胎面元件。胎面可通過同時擠出胎面行駛面和胎面基部以便包括第一條和第二條而形成。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，輪胎可包括胎體和胎面，該胎面包括(1)由第一材料形成的胎面行駛面；( 由剛度特性顯著高于第一材料的第二材料所形成的胎面基部； (3)具有從胎面基部延伸入胎面行駛面的第二材料的第一條的第一胎面元件；以及(4)具有從胎面基部延伸入胎面行駛面的第二材料的第二條的第二胎面元件。胎面可通過同時地擠出胎面行駛面和胎面基部以包括第一條和第二條而形成。該第一胎面元件的剛度特性可顯著大于如果第一胎面元件僅由第一材料形成時的第一胎面元件的剛度特性，且該第二胎面元件的剛度特性可顯著大于如果第二胎面元件僅由第一材料形成時的第二胎面元件的剛度特性。本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是，可以容易地對輪胎胎面的不同部分進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使各部分具有不同的剛度特性。本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是，可以在單個工位容易地形成輪胎胎面。本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀并理解以下詳細(xì)說明書之后，將會明了本發(fā)明的其它益處和優(yōu)點(diǎn)。


本發(fā)明在某些部件及部件的布置中采用實物形態(tài)，本發(fā)明的實施例將在本說明書中詳細(xì)描述并在構(gòu)成說明書一部分的附圖中圖示，其中
圖1為根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的第一示例性輪胎的截面圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的第二示例性輪胎的局部截面圖。圖3為輪胎胎面拼接筋的局部正視圖，帶有沿圖4中的線3-3的平面剖開的部件的第一塊，還顯示了也帶有被剖開的部件的第二塊。圖4為顯示用于接收擠出胎面的輸送機(jī)的、沿圖3中的線4-4的平面所截取的截面圖。圖5為沿圖4中的線5-5的平面所截取的擠出胎面的截面圖。圖6為沿圖4中的線6-6的平面所截取的圖3的第一塊的將部件剖開的放大局部平面圖。圖7為與圖1所示的類似的視圖，但是第二材料的帶僅延伸入胎面行駛面而并不通過胎面行駛面。定義
“三角膠芯”表示徑向地位于胎圈芯上方的非加強(qiáng)彈性體?！拜S向的”和“軸向地”表示平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的線或方向?！拜S向地向內(nèi)”表示平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線且相對地朝著輪胎內(nèi)部的線或方向?！拜S向地向外”表示平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線且相對地朝著輪胎外部的線或方向?！疤トΑ北硎据喬サ陌ōh(huán)形抗拉構(gòu)件且形狀與設(shè)計輪輞相配的部分。“胎體”表示除帶束層結(jié)構(gòu)、胎面、底胎面和胎側(cè)橡膠之外的輪胎結(jié)構(gòu)，但是包括胎圈和簾布層?！爸芟颉北硎狙刂c軸方向垂直的環(huán)形胎面表面的周長而延伸的線或方向。“簾線”表示構(gòu)成輪胎簾布層的加強(qiáng)絞線中的一束?！俺嗟烂?EP) ”表示垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線且穿過其胎面中心的平面?！坝≯E”表示在零速度且在正常載荷和壓力下輪胎胎面與平表面的接觸區(qū)域或接
5觸面積?！昂煵紝印北硎鞠鹉z包覆的平行簾線的連續(xù)層?！皬较虻摹焙汀皬较虻亍北硎驹趶较蚍较蛏铣蜻h(yuǎn)離輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向?！白游缇€輪胎”表示帶束的或周向地限制的充氣輪胎，其中簾布層簾線(可以或可以不從胎圈至胎圈延伸)以相對于輪胎赤道面的65度與90度之間的簾線角布置?！疤ッ妗北硎緮D出的橡膠元件，當(dāng)與輪胎的其余部分結(jié)合時，其包括在輪胎正常充氣且在標(biāo)準(zhǔn)載荷下時輪胎的與道路接觸的那部分，亦即印跡。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，其中各圖示只是為了說明本發(fā)明的實施例而不是用來限制本發(fā)明，并且其中類似的附圖標(biāo)記被理解為指的類似的部件，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有胎面30的充氣輪胎10。胎面30可位于任何常規(guī)設(shè)計的胎體12上。胎體12可包括一對環(huán)形的胎圈14、14 ；以及分別徑向地位于第一和第二環(huán)形胎圈14、14上方的一對三角膠芯16、16。胎體30也可包括從胎圈14、14周圍延伸的一層或更多層的簾布層18，如圖所示。胎體30可限定胎冠區(qū)沈以及一對胎側(cè)觀、28。其它常規(guī)的部件，如內(nèi)襯層20、胎側(cè)橡膠部22、22以及帶束層組合件對，可位于胎體12上。因為輪胎胎體以及這些其它部件對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的，所以這里將不再詳細(xì)說明。根據(jù)本發(fā)明一個實施例而制造的輪胎胎面30，在圖5中顯示為其生(未硫化)的狀態(tài)，在圖1中顯示為其硫化狀態(tài)。胎面30可具有由第一材料36形成的胎面行駛面32、 以及由第二材料38形成的胎面基部34。第一材料36可具有很大不同于第二材料38的剛度特性(彈性模量)。在一個實施例中，第二材料38具有顯著高于第一材料36的剛度特性。第二材料可充分地延伸入第一材料從而顯著地改變相應(yīng)胎面元件的剛度特性(如與如果僅由第一材料形成的胎面元件相比)。在圖7中所示的一個實施例中，胎面30可具有 第一部分40，其具有從胎面基部34延伸入胎面行駛面32的第二材料38制成的第一條44 ； 以及第二部分42，其具有從胎面基部34延伸入胎面行駛面32的第二材料38制成的第二條48。在圖1和圖5所示的另一個實施例中，胎面30可具有第一部分40，其具有從胎面基部34經(jīng)過胎面行駛面32延伸至胎面30外接地面46的第二材料38制成的第一條44 ； 以及第二部分42，其具有從胎面基部34經(jīng)過胎面行駛面32延伸至胎面30外接地面46的第二材料38制成的第二條48。雖然第一條44和第二條48在胎面30上的位置可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的合理判斷所選擇的任何位置，但是就圖示的實施例而言，第一條44位于在胎面30上的第一胎肩50中，第二條48位于第二胎肩52中。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，胎肩50、52是調(diào)節(jié)胎面剛度從而影響若干個輪胎性能特性的好位置。應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然目前為止所描述的條44、48位于胎面元件M、56內(nèi)的軸向地中間，但也可以構(gòu)想為將所述條布置于胎面花紋溝附近的胎面元件中或?qū)⑺鰲l布置為包圍胎面花紋溝，例如圖2中的花紋溝58、60所示。雖然以44、48所示的條的數(shù)量僅為兩個并且相對于赤道面EP對稱，但是可以想到使用任何數(shù)量的、可以或者可以不關(guān)于赤道面EP對稱的條。根據(jù)本發(fā)明的形成輪胎胎面30的方法，可以稍微類似于標(biāo)題為《輪胎胎面模具》 的美國專利第6，746，227號中所提供的方法，該專利與本申請是共同擁有且以參考的方式并入本文中。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，美國專利第6，746，227號僅教導(dǎo)了使用導(dǎo)電化合物制成的非常細(xì)的條用于傳導(dǎo)靜電荷。圖3和圖4示出了輪胎胎面模具70，輪胎胎面模具70具有與橡膠擠出機(jī)(未圖示)相連通的胎面行駛面通道72和胎面基部通道74，橡膠擠出機(jī)分別在擠出機(jī)開口 76和78同時將第一材料36和第二材料38給送或流入胎面模具70中。這樣，不必如現(xiàn)有技術(shù)中所要求的將輪胎胎體12移動至各種工位。胎面行駛面通道72和胎面基部通道74從在擠出機(jī)側(cè)80的相互間隔開的位置延伸至具有最終胎面成型開口 84的最終模82?，F(xiàn)在參照圖3 圖6，第一塊86可安裝在胎面行駛面通道72的第一區(qū)94中并且從胎面行駛面通道72的內(nèi)表面88延伸至胎面行駛面通道72的表面90。第二塊92類似地可安裝在胎面行駛面通道72的第二區(qū)96中并且從胎面行駛面通道72的內(nèi)表面(未圖示)延伸至胎面行駛面通道72的一個表面(未圖示)。在一個實施例中，胎面行駛面通道 72的第一區(qū)94和第二區(qū)96可對應(yīng)于在胎面30上的第一胎肩50和第二胎肩52。各塊86、 92具有流動分離突出物，例如流動分離錐形上游邊緣98，用于使第一材料36流在各塊86、 92周圍轉(zhuǎn)向。當(dāng)需要時，可以添加附加塊。各塊86、92可具有從該塊的一端延伸至相對端的開口 102?？梢愿鶕?jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員合理判斷所選擇的任意方式來提供胎面基部通道74 與塊開口 42、42之間的連通。現(xiàn)在參考圖1至圖6，在一個實施例中，為了將第二材料38的第一條44和第二條 48 (用于形成胎面基部34)形成入第一材料36 (用于構(gòu)成胎面行駛面32)中，可在塊86、92 的下游側(cè)106、106切出縫隙104、104。縫隙104、104在各塊86、92的相反兩端之間延伸， 如圖所示。塊開口 102的直徑D和縫隙104的寬度Wl可根據(jù)輪胎設(shè)計者所期望的輪胎性能而變化。在一個實施例中，根據(jù)用于形成胎面基部34和胎面行駛面32的特定材料來設(shè)計縫隙104的寬度Wl以及開口 102的直徑D的大小，以便當(dāng)?shù)诙牧?8是生的(未硫化的)時產(chǎn)生寬度W2至少為3毫米(mm)的條44、48，如圖5中所示。在另一個實施例中，當(dāng)?shù)诙牧?8是生的時，條44、48具有至少為5毫米的寬度W2。在又一個實施例中，當(dāng)?shù)诙牧?8被硫化時，條44、48具有至少為3毫米的寬度W2，如圖1中所示。在另一個實施例中，當(dāng)?shù)诙牧?8被硫化時，條44、48具有至少為5毫米的寬度W2。也可設(shè)想制造寬度不同于第二條48的寬度的第一條44。如圖4中所示，可設(shè)置輸送機(jī)62，以將具有外表面46的生輪胎胎面30輸送至將胎面切割成某長度的合適的切割工位。然后，可將胎面30輸送至輪胎成型機(jī)，在那兒以本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方式將胎面30施加在胎體12的胎冠區(qū)域沈上。然后，將組裝好的輪胎置于輪胎模具中，對輪胎進(jìn)行硫化以形成硫化輪胎10，如圖1和圖2中所示。雖然本發(fā)明的胎面30可以應(yīng)用于根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員合理判斷所選擇的任何類型和尺寸的輪胎，但是在一個實施例中它是用于充氣子午線輪胎。按如下方式(根據(jù)橡膠加工分析儀，如由Alpha Technologies提供的RPA 2000 儀器，在100攝氏度和1赫茲)獲得剛度特性數(shù)據(jù)，其中kPa為千帕
*胎面行駛面材料G，§10% 250至3，000 kPa ；優(yōu)選范圍500至2500 kPa *基部材料1, 000至8，000 kPa ；優(yōu)選范圍1，500至5，000 kPa * δ剛度差大于500 kPa ；優(yōu)選大于1，000 kPa。在上文中已描述了許多實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明總的范圍的情況下上述方法和裝置可包括變化和修改。本發(fā)明意圖包括落入所附權(quán)利要求或其等效物范圍內(nèi)的所有這種修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種形成充氣子午線輪胎的方法，包括以下步驟(A)提供包括胎冠區(qū)以及一對胎側(cè)的子午線生輪胎胎體；(B)形成生輪胎胎面；(C)將所述生輪胎胎面施加到所述子午線生輪胎胎體的胎冠區(qū)，形成生輪胎；以及(D)對所述子午線生輪胎進(jìn)行硫化，而形成充氣子午線硫化輪胎；其中所述方法的特征在于步驟(B)包括以下步驟同時地擠出由第一材料形成的胎面行駛面、以及由剛度特性顯著高于第一材料的第二材料形成的胎面基部；并且，提供所述生輪胎胎面，該生輪胎胎具有(1)第一部分，其具有從所述胎面基部延伸入所述胎面行駛面的第二材料制成的第一條；以及( 第二部分，其具有從所述胎面基部延伸入所述胎面行駛面的第二材料制成的第二條；并且步驟(D)包括提供硫化胎面的步驟，所述硫化胎面具有(1)第一胎肩胎面元件，其包括從所述胎面基部延伸入胎面行駛面的所述第一條，其中所述第一胎肩胎面元件具有顯著不同于如果所述第一胎肩胎面元件僅由第一材料形成的所述第一胎肩胎面元件的剛度特性的剛度特性；以及( 第二胎肩胎面元件，其包括從所述胎面基部延伸入所述胎面行駛面的第二條，其中所述第二胎肩胎面元件具有顯著不同于如果所述第二胎肩胎面元件僅由所述第一材料形成的所述第二胎肩胎面元件的剛度特性的剛度特性。
2.如權(quán)利要求1所述的形成充氣子午線輪胎的方法，其特征在于步驟⑶包括以下步驟提供所述生輪胎胎面，該生輪胎胎面具有⑴所述第一部分， 其具有從所述胎面基部經(jīng)過所述胎面行駛面延伸至所述生輪胎胎面外表面的第二材料制成的第一條；以及( 所述第二部分，其具有從所述胎面基部經(jīng)過所述胎面行駛面延伸至所述生輪胎胎面外表面的第二材料制成的第二條；并且步驟(D)包括以下步驟對所述子午線生輪胎進(jìn)行硫化而形成包括所述胎面的所述充氣子午線硫化輪胎，所述胎面具有(1)所述第一胎肩胎面元件，其包括從所述胎面基部通過所述胎面行駛面延伸至所述硫化輪胎胎面外表面的所述第一條；以及( 第二胎肩胎面元件，其包括從所述胎面基部通過所述胎面行駛面延伸至所述硫化輪胎胎面外表面的所述第二條；并且提供具有至少為3毫米寬度的所述硫化輪胎胎面的第一條和第二條。
3.如權(quán)利要求1所述的形成充氣子午線輪胎的方法，其特征在于，步驟(B)包含以下步驟提供輪胎胎面模具，其包括第一通道和第二通道、以及安裝在所述第一通道中的第一塊和第二塊，其中每個塊延伸入所述第一通道并且具有開口 ；使所述胎面行駛面材料流經(jīng)第一通道以及第一塊和第二塊的周圍；并且使所述胎面基部材料(1)流經(jīng)所述第二通道；( 流經(jīng)在所述第一塊中的開口，而形成所述第一條；以及C3)流經(jīng)在所述第二塊中的開口，而形成所述第二條。
4.一種輪胎，其包括胎體和胎面，其中所述輪胎的特征在于所述胎面包括(1)由第一材料所形成的胎面行駛面；( 由具有與第一材料顯著不同的剛度特性的第二材料所形成的胎面基部；C3)第一胎面元件，其具有從所述胎面基部經(jīng)過所述胎面行駛面延伸至所述胎面的外接地面的第二材料的第一條；以及(4)第二胎面元件，其具有從所述胎面基部經(jīng)過所述胎面行駛面延伸至所述胎面的外接地面的第二材料的第二條；以及所述胎面是通過同時地擠出所述胎面行駛面和所述胎面基部從而包括所述第一條和第二條而形成。
5.如權(quán)利要求4所述的輪胎，其特征在于所述第二材料具有比所述第一材料的剛度至少大500 kPa的剛度； 所述輪胎還包括位于所述胎體與所述胎面之間的帶束層組合件；以及所述輪胎是充氣子午線輪胎。
6.如權(quán)利要求5所述的輪胎，其特征在于 所述第一胎面元件位于所述輪胎的第一胎肩上； 所述第二胎面元件位于所述輪胎的第二胎肩上；以及所述第一條和第二條具有至少為3毫米的寬度。
7.一種包括胎體和胎面的輪胎，其中所述輪胎的特征在于所述胎面包括(1)由第一材料所形成的胎面行駛面；( 由剛度特性顯著高于第一材料的第二材料所形成的胎面基部；C3)第一胎面元件，具有從所述胎面基部延伸入所述胎面行駛面的第二材料的第一條；以及(4)第二胎面元件，其具有從所述胎面基部延伸入所述胎面行駛面的第二材料的第二條；所述胎面是通過同時地擠出所述胎面行駛面和所述胎面基部從而包括所述第一條和第二條而形成；所述第一胎面元件具有顯著大于如果所述第一胎面元件僅由所述第一材料形成的所述第一胎面元件的剛度特性的剛度特性；并且所述第二胎面元件具有顯著大于如果第二胎面元件僅由第一材料形成的所述第二胎面元件的剛度特性的剛度特性。
8.如權(quán)利要求7所述的輪胎，其特征在于第一胎面元件的第二材料的第一條從所述胎面基部經(jīng)過所述胎面行駛面延伸至所述輪胎胎面的外表面；第二胎面元件的第二材料的第二條從所述胎面基部經(jīng)過所述胎面行駛面延伸至所述輪胎的胎面外表面；所述第一胎面元件位于所述輪胎的第一胎肩上；以及所述第二胎面元件位于所述輪胎的第二胎肩上。
9.如權(quán)利要求8所述的輪胎，其特征在于 所述第一條和第二條具有至少為5毫米的寬度；所述輪胎還包括位于所述胎體與所述胎面之間的帶束層組合件；以及所述輪胎是充氣子午線輪胎。
10.如權(quán)利要求9所述的輪胎，其特征在于所述胎面包括第三胎面元件，該第三胎面元件具有從所述胎面基部延伸入所述胎面行駛面的第二材料制成的第三條；以及所述第三胎面元件不位于所述輪胎的第一胎肩上并且不位于所述輪胎的第二胎肩上。
全文摘要
本發(fā)明涉及剛度增強(qiáng)的胎面元件。輪胎胎面可通過同時地擠出由第一材料所形成的胎面行駛面以及由第二材料所形成的胎面基部而形成，第二材料具有與第一材料相當(dāng)大不同的剛度特性。一個胎面元件可具有從胎面基部延伸入胎面行駛面的第二材料制成的條，第二胎面元件也可具有從胎面基部延伸入胎面行駛面的第二材料制成的條。
文檔編號B60C11/00GK102476461SQ20111038948
公開日2012年5月30日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者H. 桑茲特倫 P. 申請人:固特異輪胎和橡膠公司