专利名称：复合结构部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合结构部件和一种形成复合结构部件的方法。尤其涉及一种将轮胎的胎面部分作为组成部分的复合结构部件及其形成方法。
如前所述，本发明的一方面主要在于包括一个或更多轮胎胎面部分的复合结构部件，和充分封装所述胎面部分的外壳，所述外壳具有足够的强度以保持所述胎面充分平直。
该外壳优选由可凝固的液体形成，并和该胎面部分胶着结合。当该可凝固的液体被置于该胎面部分的周围并允许凝固时，该胎面部分优选保持平直，借此，从而，形成的复合结构部件的形态是伸长的和充分直的。如果多于一个的胎面部分被封装进单个的结构部件，它们优选被紧挨着或被隔开地并排排列以形成一个层，当该层被封装时则形成一个板。对于较厚的板，理想的是将该胎面部分一个压着一个交叉排成两层或更多层。另一方面，该胎面部分可以以层状的方式排列。然而，在一个优选实施例中，每个复合结构部件仅包括一个胎面部分，并且该复合结构部件具有象横梁、托梁、木栅等的伸长的形态。
在另一方面，本发明主要在于形成一个复合结构部件的方法，包括如下步骤从轮胎拆除该胎面部分；穿过胎面至少切割该胎面部分一次；使该切割下来的胎面部分形成或保持充分平直；将该被拉直的胎面部分封装在可凝固的液体中；以及允许或促使该可凝固的液体凝固，以形成其中封装有该被拉直的胎面部分的外壳。
在本方法的一种形式中，该胎面部分被浸在模具中的可凝固的液体中，但是该可凝固的液体被优选浇入或使其流进模具以包围从而覆盖该胎面部分，并且允许或促使该液体凝固。适当地，通过如在互换的角度定位该模具和/或在注入该液体前排空该模具中的空气等方法，使该可凝固的液体中的空穴或气泡最少。如果愿意，将表面处理物质或粘合剂覆涂在该胎面部分上面，以增强所述可凝固液体与所述胎面部分的结合。
该可凝固的液体优选包括一种环氧树脂类或聚氨酯类的树脂，该树脂可包括添加剂，如阻燃剂。适当地，选择可凝固的液体使其凝固成具有足够的强度并且使胎面部分保持伸直排列。该可凝固的液体还优选包括填充材料，例如，从循环再用的轮胎壁获得的橡胶粉。有利的是，用这样的形式本发明允许该轮胎的更多部分被用于该结构部件并且同时改善了隔音性能。
有利的作法是，在该胎面部分表面的胎面图案为可凝固的液体提供嵌缝。这样，优选使用胎面保留有预定量图案的轮胎。如果得不到这样的轮胎，那么，如果愿意，将对这些轮胎局部重新开槽。同样，为了提供额外的嵌缝，在和普通轮胎胎面相反的侧面上提供第二胎面或嵌缝图案，或穿过该胎面部分的裂缝。
在一种形式中，该胎面部分在模具中被纵向预拉伸，以便当该复合结构部件被从模具中取出时，该外壳受到轴向压力作用。也就是，在封装之前，该胎面部分受到拉力作用，以便当解除对该胎面部分的的拉力时，该可凝固的液体(形成外壳)受到压力作用，因而，提供了一种预应力复合结构部件。应该认识到，在胎面被预拉伸的情况下，一些胎面部分暴露在外壳之外，这些暴露的部分可被剪掉，但对于非预应力复合结构部件而言，胎面部分的末端通常被外壳封装。
如果愿意，每个该结构部件的相对的纵向侧面可按和另一结构部件的相应的纵向侧面内接的形状制作。例如，在相应的相对侧面的边缘上每一结构部件可被配置榫舌(tongue)和凹槽。
胎面部分优选从轮胎的整个胎面获得。然而，对于较短的或较小的复合结构部件而言，胎面部分能缩小尺寸，通常是减小长度，但如果愿意，也可减小宽度。减小该胎面部分的厚度被认为是不可行的。
在本发明的一个例子中，从185/70×14的轮胎中切割侧壁以将它们同胎面和外胎分开。进行穿过胎面和外壳的切割，以使该胎面部分被放平。通过对胎面部分的表面抛光并在抛光后的表面涂敷冷硫化液(cold vulcanizing solution)，该胎面部分被准备好用来粘附可凝固液体(如下所述)。当该轮胎胎面被放平时，该模具具有适合该轮胎胎面的尺寸。该模具为打开顶部和底部的盒装结构，宽200毫米、长2.2米(内部尺寸)，在其末端形成了夹板以阻止该胎面部分伸出平板。在该模具的内表面涂敷脱模剂(mould release agent)，该胎面被置于该模具中，并被夹在末端的夹板中。该胎面被轻微拉伸并被在模具中定位于大约在该模具的纵轴的中央部分，该胎面的侧壁朝上。该模具的被脱模剂处理过的可移动底板靠着该胎面外壳的下侧插入该模具。大约30目(mesh)的被粉碎的橡胶粉末/碎屑(来自轮胎壁)被预热并和由滑石和聚氨酯剂(talc and vibrathanebinder)组成的添加剂混合。大约使用10公斤的橡胶粉末/碎屑，按照制造者的指示准备聚氨酯(vibrathane)。混合后加入少量的水，并在液体中混合以加速固化。一些可凝固的混合液被注入该模具直到足够覆盖轮胎胎面的位置，并被可移动底板支撑。接着，使用脱模剂处理该模具的盖子，并密封关紧模具的顶部。接着，将该模具翻转，移走可移动的底板。更多的可凝固混合液被加入该模具，用来覆盖该胎面部分的内边，由于翻转的原因，现在内边朝上，增加混合液直至充分封装该胎面部分。采用这一程序是为了在结构部件形成时使该结构部件中出现的气泡最少。在可凝固混合液凝固之后，从已部分形成的复合结构中突出的该轮胎的末端被每次一个地装入一个末端模具，该末端模具与已部分形成的复合结构具有相同的横剖面。对于每一末端，增加更多的可凝固混合液以封装该突出端，接着，使混合液凝固。使用前，将脱模剂加到末端模具上。凝固后，完成的样品宽195毫米、长2.1米、通常20毫米至25毫米厚。因为在成模过程中拉伸了胎面和外壳，该完成的样品被“预加应力”，该结构部件的纵轴对该聚氨酯外壳(vibrathane)(除了用于封装该胎面部分的先前的突起末端部分的部分外)施加压力。
图2是
图1中的复合结构部件的概略端视图。
图3是图1和图2中的复合结构部件的更详细的概略端视图。
图4至图8是本发明的封装胎面部分的方法的概略剖视图的示意图。
参考图3，在20处象征性地显示胎面部分12的塞绳，由于在外壳凝固前，胎面部分12已经被拉伸力预加应力(pre-stressed)，所以，对已完成产品的外壳施加纵向压力。
相信本发明的复合结构部件可适用于非承重结构的应用，特别地，例如，可被用作围栏的栅。然而，该复合结构部件显然可用于其它应用。例如，本发明的预应力复合结构部件可用作地板。
图4至图8示出本发明的另一实例方法。胎面部分12被夹在图4所述的模具40的端壁41之间。可移动底板43被插在该端壁和侧壁42之间直至紧靠该胎面部分的下部。可凝固液体24被倒入模具，盖子44关紧该模具的顶部。
如图5所示，组合体被翻转，致使盖子位于下部，使可移动的底板沿箭头46方向上升，直至位于图6所示的位置。再加入更多的可凝固液体25，并允许凝固，于是，去掉模具40，露出已部分形成的结构部件，该结构部件具有如图7所示的突出一小段距离的胎面部分末端。该部分形成的机构部件竖立在如图8所示的末端模具45中，该末端模具45中有更多的可凝固液体。该结构部件的每一端都使用这一技术成形。
虽然参考一个或更多的详细的例子详述了本发明，在权利要求书限定的本发明的范围内，对于本领域技术人员来说，本发明显然可以其它形式实施。
权利要求
1.一种复合结构部件，包括一个或多个轮胎胎面部分和一个外壳，所述外壳充分地将所述胎面部分封装起来并具有足够的刚性，以便使所述胎面部分充分保持平直。
2.根据权利要求1所述的复合结构部件，其中，所述外壳由可凝固的液体形成，并与所述胎面部分粘着结合。
3.根据权利要求1或2所述的复合结构部件，具有一个胎面部分，其中，所述胎面部分受所述外壳的拉力作用，所述外壳受到相应的压力。
4.一种形成复合结构部件的方法，包括以下步骤从轮胎上拆除胎面部分；横跨胎面切割所述胎面部分至少一次；使所述经过切割的胎面部分形成或保持充分平直；将所述被拉直的胎面部分封装在可凝固的液体中；以及允许或促使所述可凝固的液体凝固，以形成其中封装有所述被拉直的胎面部分的外壳。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述可凝固的液体被浇入或使其流入模具，以包围并覆盖所述胎面部分，并允许或促使所述液体凝固。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述可凝固的液体包括填充材料。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述填充材料包括从循环再用的轮胎壁获得的橡胶粉。
8.根据权利要求4至7中任一所述的方法，其中，将表面处理物质或粘合剂覆涂在所述胎面部分上面，以增强所述可凝固液体与所述胎面部分的结合。
9.根据权利要求4至8中任一所述的方法，其中，所述可凝固液体包括其中掺有填充材料的环氧树脂类或聚氨酯类的树脂。
10.根据权利要求4至9中任一所述的方法，还包括在和普通轮胎胎面相反的侧面上形成第二胎面或嵌缝图案。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述嵌缝图案包括多个穿过所述胎面部分的裂缝。
12.根据权利要求5至11其中任一所述的方法，包括以足够的力纵向预拉伸所述轮胎胎面，当所述复合结构部件从所述模具脱出时，所述外壳受到轴向的压力的作用。
13.一种参考附图主要如前所述的复合结构部件。
全文摘要
一种复合结构部件(10)包括一个或更多的封装在外壳(14)中的轮胎胎面部分(16)，该外壳优选由可凝固液体形成并有足够的强度，使所述胎面部分(16)被外壳保持充分平直，并和该胎面部分粘着结合。形成该复合结构部件(10)的方法包括从轮胎上拆除胎面部分，横跨该胎面的胎面至少切割该胎面部分一次，使该切割下来的胎面部分成形或保持的充分平直，将该平直的胎面部分封装在可凝固的液体中，以及允许或促使该可凝固的液体凝固，以形成其中封装有该平直的胎面部分的外壳。
文档编号B29K103/00GK1420814SQ01807386
公开日2003年5月28日 申请日期2001年3月28日 优先权日2000年3月28日
发明者保罗·罗伯茨 申请人:保罗·罗伯茨