专利名称：在胎冠内模制沉陷槽、刀片及大键孔花纹的挠性模制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮胎的模制，并且尤其涉及轮胎的胎面(tread)的模制。
背景技术：
随着轮胎的磨损，胎面的体积减小，这是因为与路面摩擦接触 的缘故。更重要地，随着轮胎的磨损，轮胎沟槽的体积减小，而净 毛比值增加。最终轮胎将要求更换。在胎冠(tire tread)上呈凸凹状态的胎面元件，比如花紋(sipe)、月台 面块以及沟槽同时在横截方向上以及在圓周方向上对轮胎的对地牵 引或附着起着基本作用。当在湿或有雪道路上行使时，牵引尤其关 键。对于湿条件而言，沟槽作为排出沟道使用，其对水限制并排出， 以便允许胎面块与地接触。在现有技术中已知的是，通过使用沉陷沟槽以及沉陷花紋而试 图解决恶化的胎面条件。由于在制造中受到限制，沉陷沟槽大体上 垂直于肩部区域而朝向。典型地使用模制元件来形成沉陷沟槽，并 且一旦轮胎已经固化，则它们通常难以从轮胎中除去。为了制造沉 陷沟槽，模制元件需要足够坚硬，以便刺穿未固化或未熟化的橡胶 胎面，但需要足够柔软，以便在没有损坏轮胎的情况下而从固化的 轮胎中抽出。另一个要求是沉陷沟槽需要足够大并且足够厚得有效， 这导致了模模制元件如此僵硬，以至于它的抽出将损坏胎冠，或者 元件自身将因为疲劳断裂而失效。另一个与恶化的胎面有关的问题涉及到胎面块的强度。使用刀 片对轮胎的胎面块进行切割，以便允许胎面块软化并增强抓取力。然而，刀片通常不得不从新轮胎的胎面表面开始。具有沉陷刀片非 常困难，因为要么从轮胎的抽出损坏胎面，要么刀片因为疲劳断裂 而失效。但是新轮胎的块是高的，并且花紋可能对胎面的强度造成 危害，而且因此可能对新轮胎的处理造成危害。因此需要一种方法及设备，以便形成沉陷沟槽、沉陷花紋及大 型键孔花紋，其不具有上述缺点。发明内容本发明在第 一 方面提供一种模制装置，用于在轮胎的胎面内形 成定位于胎面表面下方的空心，模制装置包括挠性部件及模制元件， 挠性部件具有用于安装到轮胎4莫具上的末端部及第二端部，挠性部 件在接合处结合到模制元件上，模制元件具有下部表面，其具有切 除部，以^更允许挠性部件的弯曲。本发明在第二方面提供一种模具，用于模制轮胎的胎面带，胎 面带由合成橡胶化合物制成，模具包括用于模制胎面的模具表面及 模制装置，其从模具表面突出以便嵌入到待模制的合成橡胶化合物 内，模制装置包括挠性部件及才莫制元件，挠性部件具有用于安装到 轮胎模具上的末端部、圆角状中间区段及第二端部，第二端部的一 部分嵌入到模制元件内，模制元件具有下部表面，其具有切除部， 以便允许挠性部件的弯曲。本发明在第三方面提供一种模具，用于模制轮胎的胎面带，胎面带由合成橡胶化合物制成，模具包括用于模制胎面的模具表面； 突起形成元件，其从模具表面突出以便嵌入到待模制的合成橡胶化 合物内；以及模制装置，其包括挠性部件及模制元件，挠性部件具 有用于安装到轮胎模具上的末端部、圆角状中间区段及第二端部， 第二端部的一部分嵌入到模制元件内，挠性部件围绕突起形成元件而放置。
本发明将通过举例的方式并结合附图而描述，图中图1为用于在胎冠内模制沉陷沟槽的模制元件装置的透视图；图2为图1中的装置的仰-见图；图3A为用于在胎冠内模制沉陷花紋的模制元件装置的透视图； 图3B为图3A中的装置的仰视图；图3C为展示于图3A中的模制元件装置的另一个示例性截面形状；图4为用于在胎冠内模制沉陷键孔花紋的模制元件装置的透视图；图5为图1中的沟槽模制装置的示意图，其显示为安装在模具 内并嵌入到未熟化的轮月台(green tire)内；图6A和图6B展示了形成于固化的胎冠内的沉陷沟槽，其中图 6B展示了位于图6A中的方向6B-6B内的沉陷沟槽；图7A展示了位于固化的胎冠的截面内的沉陷花紋；图7B展示了位于图7A中的方向7B-7B内并且位于固化的胎面 的截面内的沉陷^t走孔花紋。
具体实施方式
图1展示了沟槽模制装置10的第一个实施例，其适于在轮胎胎 内模制沉陷沟槽。沉陷沟槽为设置在轮胎的新胎面下方的细长空'"、 区域，当轮胎崭新时，空心区域看不见，而当胎冠在使用过程中磨 损后，沉陷沟槽暴露出来。模制装置10包括挠性部件5，该挠性部 件5具有末端部11，圆角状中间区^殳13及第二端部15。末端部11 可在任何所需要的朝向内而安装在胎面形成部内的轮胎模具内，以 便形成沉陷沟槽。第二端部15的一部分嵌入到模制元件20内。模制元件20具有上表面30,该上表面30进一步包括可选的花 紋形成部件34,该花紋形成部件34具有上表面35，其用于在胎面的上部内模制花紋。花紋形成部件34薄并且由挠性材料，比如钢或 铝而形成。花紋形成部件34可以具有三维锁定特征比如气泡、方形 图案(waffle)或其它突出物，或者可在任何方向内呈波浪状。花紋形 成表面35的长度可根据需要^L置，并且优选地放置成嵌入到未熟化 胎冠的上部内。如图2所述，模制元件20的大体形状优选地为矩形，并具有底 部表面32,底部表面32具有可选的成角区段36，并具有切除部38， 以便允许挠性部件5在从轮胎^由出的过程中的弯曲。切除部38为矩 形形状的沟槽，其具有尺寸设置成允许挠性部件不受拘束地弯曲的 宽度和长度。模制元件20优选地仅仅在一个位置处，比如挠性部件 的端部15处而结合到挠性部件上，以便允许挠性部件的不受限制的 移动。为了进一步有助于挠性部件5不受限制的弯曲，末端部15与 优选地靠近第二端部15的结合部之间具有挠性部件5的自由部22。 挠性部件在自由部22处没有连接到模制元件20上。自由部优选地 具有一定长度，该长度为模制元件20长度的至少大约10%-80%,并 且更优选地大约为30%-50%。模制元件20的长度的范围在大约10毫米到大约30毫米之间， 并且优选地在大约15毫米到大约25毫米之间。模制元件20的高度 的范围在大约2毫米到大约6毫米之间，并且优选地在大约4毫米 到大约5毫米之间，而模制元件的宽度的范围在大约3毫米到大约8 毫米之间，并且更优选地在大约4毫米到大约6毫米之间。所展示 的模制元件20的形状为矩形，虽然也可以使用其它所需要的截面形 状。^^制元件20可以由坚^5更材津+比如钢和铝组成。挠性部件5可由金属线或任何其它挠性材料制成。优选地，挠 性部件5包括高弹性材料、过弹性材料或超弹性材料。优选地，挠 性部件材料具有大于或等于伸长率为大约5%的弹性极限，并且具有 更优选地大于或等于10%的伸长率的弹性极限。适于挠性部件的过 弹性材料的例子包括形状记忆合金，比如镍钛合金，铜锌铝合金，铜铝氮合金以及铜铝铍合金。图3A展示了沉陷刀片模制装置40的第二个实施例，其适于在 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 装置40包括挠性部件45，该挠性部件45具有末端部41，圓角状中 间区段43及第二端部47。末端部41可在任何所需要的朝向内而安 装在胎面形成部内的轮胎模具内，以便形成沉陷沟槽。挠性部件45 的第二端部的一部分嵌入到刀片元件50内。优选地，挠性部件仅仅 在或靠近端部47处而结合到刀片元件上。刀片元件50薄并且由坚硬材料，比如钢或铝而形成。刀片元件 50具有可选的上表面52,其用于在胎面的上部内模制花紋。花紋形 成表面52的长度可以根据需要而设置，并且优选地具有尖锐的边缘。 优选地，如图5所示，花紋形成表面定位成与模具内表面62邻接。如图3B所示，刀片元件50的大体形状为L形，并具有底部表 面46，该底部表面46具有切除部48,以便有助于挠性部件45在从 轮胎抽出的过程中的不受限制的弯曲。为了进一步有助于挠性部件5 不受限制的弯曲，具有定位于末端部41与挠性部件结合到刀片50 上的位置之间的挠性部件45的自由部42，该位置优选地靠近第二端 部47。自由部42优选地具有一定长度，该长度为刀片元件50长度 的至少大约10%-80%,并且更优选地大约为30%-50%。刀片元件50并未限制于所展示的截面形状。刀片元件可成形为 形成如图3C中所示的大型键孔花紋，其具有范围从大约3毫米到大 约8毫米，优选地从大约4毫米到6毫米的厚度。刀片元件50的长度范围可在大约10毫米到大约30毫米之间。 刀片元件50的高度可接近新轮胎非打滑的高度，而刀片元件50的 宽度范围可在大约1毫米到大约2毫米之间。厚度可从刀片元件的 顶部到底部而变化。挠性部件45可由金属线或任何其它挠性材料制成。优选地，挠 性部件45包括高弹性材料、过弹性材料或超弹性材料。优选地，挠性部件45可由一定材料制成，该材料具有大于或等于伸长率为大约 5%的弹性极限，并且具有更优选地大于或等于10%的伸长率的弹性 极限。适于挠性部件的过弹性材料的例子包括形状记忆合金，比如 镍钛合金，铜锌铝合金，铜铝氮合金以及铜铝铍合金。刀片元件50借助传统技术比如焊接而连接到挠性部件45上。 切除部48没有连接到挠性部件的自由部42上，从而允许不受限制 的弯曲，其对于从轮胎中抽出是重要的。图4展示了模制装置70的第三个实施例。模制装置用于在胎冠 内模制沉陷键孔花紋。模制装置70与模制装置10类似，除了以下 区别之外。所展示的模制元件20具有圓形的截面形状，虽然也可以 采用方形或其它形状。模制装置具有上刀片部72,用于在胎面内模 制花紋。如图所示，上刀片部72优选地延伸穿过模制元件20的整 个上表面。刀片部72可具有可选的锥形端部74,如图所示。图5展示了沟槽模制装置10，其展示为安装在轮胎模具60内。 虽然未展示，其它模制装置40、 70可以类似地安装在轮胎模具60 内。模制装置40、 70在未熟化的胎冠固化之前而嵌入到未熟化的胎 冠内。模制装置IO、 50可在任^T所需要的朝向内安装到轮胎模具上， 从而使比如沉陷沟槽可周向地朝向，轴向地朝向或具有任何所需要 的其它配置。模制装置可安装在模具的对应于胎面的冠部的部位内， 或者可定位于模具的对应于侧壁的部分内。轮胎模具60具有内表面 62,该内表面具有突起元件64，用于在胎冠内形成相应的沟槽66。 优选地，模制装置安装在模具内，从而使突起形成元件64放置在定 位于挠性部件与模制元件20、 50之间的U形空间内，从而使挠性部 件的一部分与突起形成元件64邻接。更优选地，模制装置安装成使 得模制元件20、 50的端部21、 51与第二个突起形成元件64接合。突起形成元件64典型地在轮胎的胎面内形成沟槽66。在胎冠固 化之后，模制装置从胎面68的所形成的沟槽66中抽出。当模制装 置从胎面(图未示)拉出时，挠性部件5、 45弹性地变形，从而使刀片元件30、 50可在没有损坏胎面的情况下而从胎面抽出。图6A和图 6B展示了形成于固化后的轮胎的胎面表面的下方的沉陷空心/沟槽 80，而图7A和图7B展示了沉陷花紋82。在给定的轮胎胎截面上， 所形成的空心80、 82完全地由胎冠68所包围。考虑到本发明在文中提供的描述，本发明的变异是可能的。虽 然一定的代表实施例及细节已为解释本发明的目的而被展示，那些 熟悉本领域的技术人员应当明白在没有脱离本发明范围的情况下， 可做出多个改变及修改。因此应当理解可在所描述的实施例中做 出改变，正如所附权利要求所界定的那样，改变将落于本发明的全 部预期范围内。
权利要求
1.一种模制装置，用于在轮胎的胎面内形成定位于所述胎面的表面下方的空心，其特征在于，所述模制装置具有挠性部件及模制元件，所述挠性部件具有用于安装到轮胎模具上的末端部及第二端部，其中所述挠性部件在接合处结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，以便允许所述挠性部件的弯曲。
2. 如权利要求1所述的模制装置，其特征在于，所述挠性部件 自由部，所述自由部未在所述末端部与所述接合处之间连接到所述模制元件上。
3. 如权利要求1所述的模制装置，其特征在于，所述接合处定 位于自所述第二端部开始的大约1毫米到3毫米内。
4. 如权利要求1所述的模制装置，其特征在于，所述模制元件 具有上表面，所述上表面上安装有刀片，用于在所述胎面的上部内 模制花紋。
5. 如权利要求4所述的模制装置，其特征在于，所述刀片延伸 穿过所述模制元件的所述整个上表面，用于形成键孔花紋。
6. 如权利要求2所述的模制装置，其特征在于，所述自由部具 有至少为大约5毫米的长度。
7. 如权利要求1所述的模制装置，其特征在于，所述挠性部件 由具有大于或等于伸长率为5%的弹性极限的材料形成。
8. 如权利要求1所述的模制装置，其特征在于,所述挠性部件 由具有大于或等于伸长率为10%的弹性极限的材料形成。
9. 如权利要求1所述的模制装置，其特征在于，所述模制元件 为刀片，所述刀片具有范围在大约3毫米到大约8毫米内的厚度。
10. —种用于模制轮胎的胎面带的模具，所述胎面带由合成橡胶 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，及从所述模具表面突出的模制装置，以便嵌入到所述待模制 的合成橡胶化合物内，所述模制装置包括挠性部件及模制元件，所 述挠性部件具有用于安装到所述轮胎模具上的末端部、圆角状中间 区段及第二端部，所述第二端部的一部分嵌入到所述模制元件内，所述模制元件具有下部表面，所述下部表面具有切除部，以便允许 所述挠性部件的弯曲。
11. 如权利要求10所述的模制装置，其特征在于，所述挠性部 件具有定位于所述圓角状部与所述第二端部之间的自由部。
12. 如权利要求10所述的^f莫制装置，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内模制花紋。
13. 如权利要求12所述的模制装置，其特征在于，所述自由部 具有至少为大约5毫米的长度。
14. 如权利要求10所述的模制装置，其特征在于，所述挠性部 件由具有大于或等于伸长率为5%的弹性极限的材料形成。
15. —种用于模制轮胎的胎面带的模具，所述胎面带由合成橡胶 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，从所述模具表面突出的突起形成表面，以便嵌入到所述待模 制的合成橡胶化合物内，以及^^制装置，所述模制装置包括挠性部 件及模制元件，所述挠性部件具有用于安装到轮胎模具上的末端部、 圆角状中间区段及第二端部，所述第二端部的一部分结合到所述模 制元件上，所述挠性部件围绕所述突起形成元件而放置。
16. 如权利要求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，以便允许所述挠性部件的 弯曲。
17. 如权利要求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，所述上刀片与内模具表 面邻才妾。
18. 如权利要求12所述的模具，其特征在于，所述突起形成元件放置在所述挠性部件与所述模制元件之间的间隙内。
全文摘要
提供一种轮胎模具及模制装置，用于在轮胎内形成沉陷沟槽、花纹。模制装置包括挠性部件及刀片元件。该挠性部件具有用于安装到轮胎模具上的末端部、圆角状中间区段及第二端部，该第二端部的一部分嵌入到刀片元件内，刀片元件具有下部表面，该下部表面具有切除部，用于允许该挠性部件的弯曲。
文档编号B29C33/38GK101254633SQ20071030535
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者A·-F·G·J·-M·卡姆布朗, F·P·塞弗伦斯, G·-V·阮, R·M·J·G·豪巴 申请人:固特异轮胎和橡胶公司