专利名称：轮胎胎面等混入硬颗粒的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将硬颗粒混入轮胎胎体及各种橡胶带和胎面坯料中的方法和设备，借此，橡胶坯料被挤压成适当形状的胎面带，在(回转)循环工序中在受控下，使其以适当的厚度和层数，滚压到接着进行压花和硫化处理的预处理轮胎或其它材料(物体)上。
概括地说，车辆轮胎包括一个形成轮胎内层的纤维加强的轮胎胎体(粘以金属丝或绳索)，与一个由硫化橡胶或类似的材料制造，并在加强的轮胎胎体上压花成形的外圈磨损层。
按以上规范制造轮胎，而轮胎的翻新同样是一种惯用的工艺方法。当抗磨表面(胎面)的压花已磨损到失去作用时，将抗磨表面的剩余部分磨光，并在纤维加强的轮胎胎体上铺设新的胎面。可行的一种方法是用一种被挤压成适当厚度的橡胶胎面带，重复轮胎胎体的回转循环工序，然后压制成新花纹和进行硫化处理。
轮胎外层的作用是相对车辆行驶面形成附着力和抗磨面。已知许多方法可用以增加轮胎附着力，并减小车辆在诸如冰雪地上等光滑路面上的打滑。特别一提的应当是在常规制造后的轮胎上嵌入道钉和雪链。发明背境近数十年来，业已提出了在轮胎的抗磨表面内或表面上，混合和/或粘结各种材料的设想。
为了增加车辆轮胎在光滑路面特别是在雪地和冰上行驶的附着力，众所周知的方法是在轮胎的胎体中混入硬颗粒。美国1948年的专利No.2、672、910描述了轮胎生产，其中将所涂的硬颗粒与用以生产轮胎的生橡胶相混合。通过敷撤颗粒改善了与橡胶胎体的粘合。
此外，业已开发出一些轮胎翻新的方法。为在已磨损的轮胎上滚压新的胎面而要对其进行预处理(磨光)。按照轮胎回转循环工序缠绕新的橡胶层，然后压成花纹，参看德国专利DE 4 025459 Al，它涉及旧轮胎的全面翻新。
欧洲专利申请EP 0454.025Al和EP 442.155Al也描述了轮胎生产和/或其翻新方法，借此，在热压前，将所涂硬颗粒混入生橡胶，并滚压在预处理轮胎上。
上述专利描述了胎面和轮胎的生产方法和设备。它们描述了将硬颗粒混入轮胎胎体中，以便增加轮胎对行驶路面的附着力并减少车辆在冰雪路面上的滑动。
但由于这些方法在生产工艺过程中存在的缺点，使上述用以混合硬颗粒的方法或设备没有一项获得广泛地认可。
这些方法的缺点一直是由于包括设备的严重磨损等原因，而使在挤压前将硬颗粒混入橡胶体的成本较高。
假如将硬颗粒与整个原材料本体相混合，则必然认为所需的硬颗粒总量太多。而且也没有证明能控制硬颗粒在轮胎的抗磨表面的精确位置，这同样必然被认为是一个缺点。
还有另一个缺点是，因为颗粒显示一种削弱轮胎胎体与抗磨表面之间粘结的倾向，而使纤维加强的轮胎胎体与含颗粒的胎面之间产生的粘结不充分。此外，认为将颗粒混入整个橡胶体会减小轮胎胎体的柔性。
发明的公开本发明的目的是提供一种立即可简单地使用和生产，并能经济地操作的方法和设备，还能在混合过程中保持控制，并能控制硬颗粒在轮胎抗磨表面的位置。本专利所申请的方法的主要优点之一是翻新轮胎无须过多的工时。
通过用硬颗粒混合物生产轮胎和其它胎面，达到如下目的·增加车辆在光滑路面的附着力。
·与使用制有钉子的轮胎相比减少了道路磨损；·与使用制有钉轮胎或雪地链相比，提高总的驾驶性能。
这些性能已由瑞士的VTI(Swedish Public RoadsAdministration)和德国的BAST(德国公共道路管理局或联邦道路所)(German Public Roads Administration或Bundesanstalt fürStassenwesen)、得到试验验证。
这些目的是通过本发明的显著特点而达到的，即使用专用设备，将第二层以回转循环工序滚压到预处理的轮胎前，按预定的外形，将硬颗粒分配到挤压橡胶胎面带的至少部分表面上，从而在定型和硫化后，颗粒使被混入轮胎的花纹抗磨表面内。
本发明的另一个显著的特点是按预定的外形将硬颗粒分配到挤压橡胶胎面带的至少部分表面上，从而能使胎面带覆盖硬颗粒的范围受到控制，颗粒分配到压花和硫化轮胎的预定部分同样也受到控制。
本发明的又一个显著的特点是在每平方厘米覆盖有硬颗粒的橡胶胎面带上，分配0.01到0.1克硬颗粒，而每个颗粒的直径范围为1～3毫米，特别是1.5～2.0毫米。
此外，本发明的再一个显著特点是将硬颗粒按预定的外形分配到挤压橡胶胎面带的部分表面上，在将其滚压到预处理的轮胎胎体表面后，该表面即形成硫化和压花轮胎的外表面；该颗粒分配设备被置于生产工艺过程中的挤压机后面，在挤压橡胶胎面带的上方，轮胎的正前方，在将颗粒分配到橡胶胎面带上后，再将其滚压到轮胎上。
本设备是独特的，因为它包括一个漏斗，在分配前将硬颗料注入其中，还包括一个进料器(旋转的包覆橡胶的圆筒)，它将适量的颗粒从漏斗输送到导向装置，以便控制输送到橡胶胎面带上的颗粒供给量，而且，该分配装置(导向装置)可进行调节，以控制颗粒输送到挤压橡胶胎面带上的方向和速度，并尽可能与该带本身的方向和速度相匹配，从漏斗输入和分配的颗粒数量通过进料器门和圆筒转速进行控制，从而控制颗粒以适当的密度固定于胎面带上。
对用上述新方法生产的轮胎的性能已进行了许多研究。由德国BAST所作的很全面的试验有力的证明，混有硬颗粒的轮胎所引起的道路磨损大于由“冬季轮胎”引起的磨损，但明显的小于由9种装有钉子的轮胎引起的平均道路磨损。BAST所作的试验表明，若将由嵌钉子轮胎引起的道路磨损设定为100％参考点，则由上述硬颗粒轮胎引起的磨损测量为7％，而由冬季轮胎引起的磨损为2％。
由Linkping的瑞典公共道路管理局(Swedish Pubic RoadsAdministration)所作的试验表明，硬颗粒轮胎清楚显示在路面光滑的状态下，比不含硬颗粒的同类轮胎具有更好的直线行驶性(Road-holding)。该试验同样表明，当硬颗粒轮胎沿路面滚动时通常显示比装有钉子的轮胎具有较好的直线行驶性。例如，在弯道和防制动系统防止轮子完全锁住的场合，这是一种特殊的优点。
多半，许多种硬颗粒可用于混合。已作的试验采用了Sic(碳化硅，“金刚砂”)及Al2O3(氧化铝)，并且普通的粘结材料和/或粘结剂进行敷撤。
附图简述参考各附图对本发明作更详细的说明如下
图1是表示用于轮胎翻新和将硬颗粒混入胎面的设备的侧视图；图2是表示用于轮胎翻新和将硬颗粒混入胎面的设备的顶视图；图3表示用以将硬颗粒混入和分配到胎面的设备的细部；图4a和4b表示控制硬颗粒到橡胶胎面带上的导向装置的细部；图5表示有硬颗粒混入胎面最外层的轮胎的横截面；图6是表示图5的轮胎花纹的顶视图；图7表示轮胎胎面加工工艺过程中橡胶胎面带滚压的细部；图8表示轮胎胎面加工工艺过程中橡胶胎面带(6)的滚压及橡胶胎面带各层之间硬颗粒(25)的位置的细部；图1和2表示以加工轮胎胎面的常规设备。图1表示该设备的侧视图，而图2为其顶视图。该设备已增加了将硬颗粒混入胎面体的附加装置。该设备包括一套将橡胶坯料(5)制成薄的合成橡胶带(6)的挤压机。橡胶坯料以厚带(4)的形式被拉入挤压机(2)，在此将其加工并通过成型头(3)挤压成相当薄的挤压橡胶胎面带(6)的形式。该胎面带沿控制轮(16)的上、下被向前拉伸再沿第二对控制轮(15)的上、下向前直到最终被滚动到预处理轮胎(9、17)上。部分控制轮的结构(15)或可由许多薄盘组装而成，像将橡胶胎面带(6)压到轮胎上的压力滚轮(8)那样。轮胎被固定到一个装置上，一方面在胎面带以回转循环工序被滚压到轮胎上的同时，该装置使轮胎绕其轴(11)转动，而另一方面，又绕垂直轴线作小小转动，以使预处理轮胎相对滚压装置(13)的对中略有偏移。这样就能在整个轮胎(18)的回转工序中，使橡胶胎面带(6)滚压成许多叠层。在挤压机(2)与轮胎(9)之间，安装一台用以混合硬颗粒和/或将它们敷撤到胎面带上的装置(1)。该装置(1)连于从同一挤压机伸出的(臂14)上，其上还装有几个控制轮(15)和压力滚轮(8)。当然，该装置也可单独竖立。其功能是在胎面带被滚压到轮胎上之前，或在下一层胎面带被滚压到顶层前的任何阶段，将硬颗粒分配到胎面带上(见图7和8)。
图3表示其功能为将硬颗粒敷撤或混合于橡胶胎面带(6)内或其上的装置(1)。该装置包括一个漏斗(20)，用以在分配前将硬颗粒输入其内，还包括一个进料置(21，22)，用以从漏斗有控制地输送适量的硬颗粒。作为最简单的形式，进料器是一个旋转圆筒(22)正好处在漏斗(20)下方，并在门(21)的作用下，从漏斗吸出最低位的粒子，或者进料是一种控制输送量的类似装置。该圆筒运送粒子直到它们落入控制导向装置(7)，该导向装置弯向胎面带(6)然后在该导向装置末端弯成控制将硬颗粒敷撤到胎面带上的分配器头(23)。
图4a和4b表示将颗粒敷撤到胎面带的放大图。胎面带(6)纵向(36)移动，同时颗粒(25)以尽可能与橡胶胎面带(26)同步的速度从导向装置(7)的分配头(23)中流出。分配头(23)的尺寸(宽度)与实际位置控制着颗粒的敷撒，从而可将颗粒敷撒到如图所示的胎面的一部分(37)或全部胎面带。
图5表示硫化和压花轮胎(35)的横截面与硬颗粒(25)在胎面(27)上的位置。颗粒被嵌入橡胶覆盖层的最外部分(28)。
图6表示颗粒(25)是怎样位于轮胎(35)的花纹(28)中的。
图7表示橡胶胎面带(18)是如何被滚压成许多层(6’，6”，6)并如何被落压到预处理轮胎胎体(26)上的。取决于在轮胎回转工序中滚压胎面带的方法，使每一层都与下一层部分重叠。
图8表示滚压橡胶胎面带(18)的细部，其中每一层都部分地与下一层(6’，6”，6，6””)重叠，并且表示硬颗粒敷撒在胎面带各层(25’，25”……)之间。
以上所述的本发明并不完全限于被规定的细节，而只要不违背中心思想均可用许多方法精心制作。
权利要求
1.将硬颗粒混入轮胎胎体与各种橡胶带和胎面中的方法，借此，橡胶坯料被挤压成适当形状的胎面带(6)，在回转工序中在控制下将胎面带以适当的厚度和层数，滚压到随后被压花和硫化的预处理轮胎(9)或其它材料上，其特征在于，用专门的设备(1)，在将下一层胎面带滚压到预处理轮胎(9)前，按预定的外形，将硬颗粒(25)分配到挤压橡胶胎面带(6)的表面上，从而在成形和硫化后，将颗粒(25)混入压花的抗磨表面(35)。
2.按权利要求1将硬颗粒混入轮胎胎体的方法，其特征在于按预定外形将硬颗粒(25)分配到挤压胎面带(6)的至少部分表面(37)上，从而能使胎面带敷撤硬颗粒的范围得以控制，而且还可控制颗粒分配到压花和硫化轮胎的抗磨表面的预定部分。
3.按权利要求1和2将硬颗粒混入轮胎胎体的方法，其特征在于每平方厘米覆盖有硬颗粒的橡胶胎面带分配0.01到0.1克的硬颗粒。
4.按权利要求1，2和3将硬颗粒混入轮胎胎体的方法，其特征在于每个粒子的直径范围为1～3毫米，特别是1.5～2.0毫米。
5.按权利要求1-4将硬颗粒混入轮胎胎体的方法，其特征在于按预定外形，将硬颗粒分配到挤压橡胶胎面带(6)的部分表面上，在将其滚压到预处理轮胎胎体后，构成压花和硫化轮胎的最外层(26)。
6.将硬颗粒混入轮胎胎体及各种橡胶带和胎面的设备，借此，橡胶坯料(4)在挤压机(2)中混合并成形为胎面带(6)，并在回转工序中以适当的厚度和形状及层数，以受控方式被滚压到随后经压花和硫化处理的预处理轮胎(9)或其它材料上，从而随着轮胎的转动，该胎面带被滚压到轮胎胎体上，其特征在于将设备(1)设置在生产工艺过程中的挤压机(2)之后及正被它挤出的橡胶胎面带(6)的上方。
7.按权利要求6将硬颗粒混入轮胎胎体的设备，其特征在于将设备(1)设置在生产工艺过程中的挤压机(2)之后和轮胎(9)之正前面，在橡胶胎面带被滚压到轮胎之前。
8.按权利要求6和7将硬颗粒混入轮胎胎体的设备，其特征在于设备(1)包括一个漏斗(20)，硬颗粒(25)在被分配前输入其中；一个进料器(旋转圆筒和一个门)(21，22)，从漏斗将适量的颗粒输送到导向装置(7，23)以控制颗粒敷撒到橡胶胎面带(6)上。
9.按权利要求6，7和8将硬颗粒混入轮胎胎体的设备，其特征在于分配装置(7，23)可被调节，以便使颗粒流入橡胶胎面带的方向和速度与胎面带本身的运行方向和速度尽可能相匹配，从而控制颗粒(25)在胎面带(6)上的分配。
10.按权利要求6-9将硬颗粒混入轮胎胎体的设备，其特征在于旋转圆筒(22)包有橡胶表面，以便输送和分配来自门下方的漏斗(20)的颗粒。
11.用按权利要求1～10的方法和设备生产的混有硬颗粒的轮胎的使用。
12.用按权利要求1～11的方法和设备生产的混有硬颗粒的轮胎。
全文摘要
本发明涉及将硬颗粒混入轮胎胎体,此外还混入各种橡胶条带和胎面坯料的方法与设备,借以,橡胶坯料(5)被挤压成具有适当形状的胎面带(6),该带在(回转)循环工序中以适当厚度和层数在受控下被滚压在预处理轮胎(9,17)或随后经加花和硫化处理的其它材料(物体)上。本发明的显著特点为,在回转循环工序中将下一层流压到预处理轮胎(9,17)之前,采用专用设备(1)将硬颗粒按预定外形分配到挤压橡胶胎面带(6)的至少部分表面上,从而在成形和流化处理后,便将这些颗粒混入轮胎的压花抗磨表面中。
文档编号B60C11/14GK1198712SQ96197412
公开日1998年11月11日 申请日期1996年8月15日 优先权日1995年8月16日
发明者奥拉夫·琼森, 赫尔基·盖尔哈德森 申请人:奥拉夫·琼森, 赫尔基·盖尔哈德森