专利名称：用于制造轮胎胎面的特征部件的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种在轮胎胎面当中制造特征部件的设备和方法，更加具体而言，本发明涉及这样的设备和方法，其提供了各种形状的胎面特征部件的制造，它们相对于周围胎面表面可以是凹进的、突出的或者齐平的。本发明可以用于新轮胎以及胎面翻新操作。
背景技术：
胎面花纹可以用于丰富多样的设计和外观当中，且胎面花纹可以根据所计划的应用而包括美观性的和功能性的胎面特征部件。特定的胎面特征部件可以提高附着力、制动性能以及严酷天气条件下的性能，例如下雨、下雪或者结冰。这些胎面特征部件以及其它的胎面特征部件还可以提供装饰性的方面，其用来在视觉上吸引买家。在将选定的花纹或设计转化成能够重复制造的实际的轮胎胎面的工艺中遇到了各种各样的复杂情况。最终，必须形成模具来在轮胎的胎面区域或者在胎面翻新操作的情况下，在胎面带束层上重复性地复制花纹。例如，可以通过诸如铝的金属来构造模具，该铝已经从中间模具中被浇铸或者注射，该中间模具被称为阴模并且是从另一种材料中构造而成的，例如石膏或者已加工的金属部分。所需的花纹从图纸到阴模到最终的模具组件的产生和传递对于某些类型的胎面特征部件来说尤其麻烦。例如，很多胎面特征部件具有三维的方面，亦即，在轮胎的径向方向(R)上以及轴向和圆周方向(C)上发生了橡胶表面的变化。三维的多种变型很难构造到将会重复性地将所需的花纹复制到橡胶内的模具当中，特别是在轮胎的径向方向上需要底切的情况下尤是如此。此外，小的凹槽或狭槽(有时也称作细沟槽)常常添加到轮胎胎面当中，以提高附着力和/或提供特定的视觉效果。对于某些应用来说，理想地，可以使细沟槽形成特定花纹和/或围绕成特定的橡胶形状。例如，环绕一部分橡胶的圆形细沟槽是凹进的、齐平的或者突出的，其可以提供特定的轮胎性能优势。然而，这样的胎面特征部件的构造很难通过常规的轮胎模具或者模制工艺来提供。因此，用来将特征部件制造到轮胎的胎面花纹当中从而解决上述确定的困难以及其它挑战的设备和方法将是有用的并且是有利的。用于制造具有可以凸起的、凹进的或者与周围胎面表面齐平的特征部件的各种胎面花纹的设备和方法也将是特别有用和有利的。
发明内容
本发明的目标和优点的一部分将会在以下的描述中阐述，或者可以从所述描述中变得显而易见，或者可以通过实施本发明而获悉。在本发明的一个示例性实施方式中，提供了一种用来将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备。该设备包括套管，该套管形成被选定的胎面特征部件的形状。所述套管限定了套管长度和具有套管内部宽度的内部。设置有插入件，该插入件包括帽部和延伸部。所述延伸部被配置成匹配地容纳到所述套管的内部当中。延伸部的长度小于所述套管长度。所述帽部邻近所述延伸部并且被定位在所述插入件的端部。该帽部的宽度大于所述套管内部宽度，从而对能够容纳到所述套管中的所述插入件的量进行预先确定。该示例性实施方式的其它变型可以用来提供本发明的其它实施方式。例如，套管可以具有预定厚度，从而提供了具有细沟槽的胎面特征部件，该细沟槽被构造成宽度匹配套管的预定厚度。延伸部的长度可以被选定成定位在胎面特征部件上方、下方或者与轮胎胎面的周围表面齐平。该套管可以包括一个或多个孔从而为套管提供通风和捕获，以作为形成模具和实际的模制操作工艺中的一部分。所述套管可以包括附接到套管外部的筋条， 从而在铝或者其它流体材料相对于套管进行装载以形成模具元件的时候，防止铝或者其它流体材料的喷溅或者使该喷溅最小化。所述套管可以被构造成多种形状。在一个示例性实施方式当中，该套管大体为圆柱形，从而产生了管状的胎面特征部件。在本发明的另一个示例性方面当中，提供了一种将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺。该方法包括在模具元件中产生孔；提供模制设备，以及将所述模制设备放入到所述模具元件的孔内。该模制设备包括套管和插入件，该套管形成了被选定的胎面特征部件的形状，该插入件容纳在所述套管中。相对于所述模具元件和模制设备而装载流体状态的材料。使所述材料硬化。接着将所述模具元件与从已硬化的材料中分离。在离开定位在该已硬化的材料中的所述套管的同时，从所述套管中移除插入件。利用所述套管而在轮胎胎面中形成所述被选定的胎面特征部件。参考以下的描述和所附的权利要求，将会更好地理解本发明的这些和其它特性、 方面和优点。所附附图结合在本文中并构成了本说明书的一部分，该附图显示了了本发明的实施方式，并且与所述描述一起用来解释本发明的原理。
说明书中参考了附图而阐述了本发明的完整的和可实施的公开，其包括对于本领域技术人员来说的最佳实施方式，其中图1显示了用在本发明的示例性方法中的模具元件的实例的立体图。图2A显示了用于本发明的示例性方法中的示例性模具元件的立体图和示例性模制设备的分解图。图2B提供了图2A的示例性模具元件的立体图，其中示例性的模制设备位于该模具元件内。图3提供了另一个示例性模具元件的截面视图，其中本发明的示例性的模制设备的一部分嵌入到该模具元件内。图4提供了再一个示例性模具元件的截面视图，其中本发明的示例性的模制设备的一部分嵌入到该模具元件内。图5A和5B显示了胎面花纹的一部分的截面视图，该胎面花纹具有示例性的胎面特征部件，该胎面特征部件可以利用图2A的示例性模具元件和前述附图中所示的本发明的示例性方法来进行制造。
具体实施例方式本发明涉及一种在轮胎胎面当中制造特征部件的设备和方法，更加具体而言，本发明涉及这样的设备和方法，其提供了各种形状的胎面特征部件的制造，它们相对于周围胎面表面可以是凹进的、突出的或者齐平的。本发明可以用于新轮胎以及胎面翻新操作。为了描述本发明，现在将详细参考本发明的实施方式，该实施方式的一个或多个实例显示于幅图中。每个实例是为了对发明进行解释，而不是对发明进行限制。事实上，将会很显然的是，本领域技术人员能够对本发明进行各种修改和变型，而并不脱离本发明的范围和精神。例如，作为一个实施方式的一部分来示例或者描述的特征可以用于另一个实施方式，从而产生出再一个实施方式。因此，本发明旨在涵盖了这种修改和变型来作为处于所附的权利要求及其等价形式的范围当中。例如，在以下的描述中，将会结合示例性的模制工艺来描述本发明的示例性实施方式。然而，利用本文中所公开的教导，本领域技术人员将会理解，利用不同的方法而应用的提供了不同胎面特征部件不同形状的其它示例性模制设备也处于随后的本发明和权利要求的范围当中。图5A和5B显示了胎面100的多个部分，其将用来描述本发明的示例性实施方式。 胎面100包括管状的胎面特征部件102，该管状的胎面特征部件102由圆形或圆柱形的细沟槽104围绕花纹块(stud) 106构造而成。从图5B的截面图中能够最清楚的看到，花纹块 106相对于胎面100的周围表面108而凹进了量H。花纹块106被显示为光滑的圆柱体，以在胎面100中提供管状的细沟槽。然而，利用本文中所公开的教导，本领域技术人员将会理解，本发明还可以应用于其他形状和尺寸的胎面特征部件。例如，细沟槽104可以是非圆形的形状并且可以例如是椭圆形、正方行、 星形或其它所需的形状。此外，细沟槽104的表面可以不是光滑的表面110或112，而可以具有波动形状、波浪形状或其它形状。通过进一步的实例，花纹块106还可以从胎面100的周围表面108中突出，而不是如图5A所示的那样被凹进。可选择地，花纹块106可以被构造成与周围表面108齐平。诸如花纹或者识别商标的特征部件也可以制造到花纹块106的表面114上。这些变型和其它变型都处于本发明的范围内。现在转向图1，为了构造用来产生胎面特征部件102的模具，将会描述本发明的示例性方法。为了将重点集中在本发明的细节上，在图中仅仅显示了模具元件的一部分—— 将会理解的是，在完整的轮胎胎面模具范围内，可以设置各种其它特征部件和表面。因此， 第一模具元件200(阳模)被构造成具有销202，该销202从模具元件的表面204中突出。 销202被选定成具有由细沟槽104 (图5A和5B)所需的直径和深度H而确定的直径D和高度H。通过实例的方式，模具元件200可以由树脂制造而成，该树脂易于加工、雕刻或者易于形成所需的形状。接着，利用该第一模具元件200来形成如图2A所示的第二模具元件206。更加具体而言，通过将流体材料装载到包含有第一模具元件200的模腔当中，第二模具元件206形成了孔208。通过实例的方式，可以通过将以硅树脂为基质的弹性体浇灌到包含了第一模具元件200的模具当中并接着使得该弹性体硬化成挠性的第二模具元件206，从而可以形成该第二模具元件206。接下来，将模制设备300插入到第二模具元件206的孔208当中。模制设备300 是由套管302和插入件304构造而成。套管302被构造成了选定的或者所需的胎面特征部件102的形状(图5A和图5B)，在这种情况下套管302整体上是圆柱形或者管状。套管302 的厚度确定了细沟槽104的厚度或宽度(图5A)。如图2所示，套管302限定了套管长度L
6和内部306，该内部306具有内部或者套管内部宽度I。插入件304包括帽部308和延伸部 310。帽部308邻近延伸部310而设置并且定位在插入件304的一端。帽部308比套管内部宽度I稍微宽一点，这限定了插入件304能够被容纳到套管302中的量。如图2A的箭头所示并且如图2B中所示的最终位置那样，为了形成模制设备300， 延伸部310以匹配或者互补的方式容纳到套管302的内部306。接着，将模制设备300放入到第二模具元件206的孔208当中，其中包含有帽部308的端部首先插入到孔208当中。 相对于帽部308而言，孔208的尺寸将会紧紧地保持帽部308但是并不会防止帽308的移除。继续参考图2B，将会注意到，高度H表示延伸部310突出于表面210的量。反之， 高度H控制了花纹块106凹进到胎面100的周围表面108以下的量(图5B)。更加具体来说，通过延伸部310的长度相对于孔208的深度而确定了高度H。通过实例的方式，如果需要的话，花纹块106还可以从胎面100的周围表面108中突出。在这种情况下，延伸部310 则位于第二模具元件206的表面210的下方，位于下方的量是这种突出所需要的。类似地， 与胎面100的周围表面108齐平的花纹块106则需要延伸部310与第二模具元件206的表面210齐平或者等高。在将模制设备300定位到孔208当中之后，接着相对于第二模具元件206和模制设备300而装载另一种流体状态的材料。例如，第二模具元件206可以被放置到模腔当中， 并且液态石膏或者基于石膏的材料浇灌到该模腔内。在干燥成已硬化的材料的时候，石膏将会捕获模制设备300的套管302，从而形成了第三模具元件212。更加具体来说，在使得石膏硬化并且将第二模具元件206从已硬化的材料中分离的时候，形成了如图3所示的第三模具元件212。重要的是，由于与帽部308的紧密配合，因此在同时离开定位在第三模具元件212中的套管302的时候，第二模具元件206从第三模具元件212的已硬化的材料中进行分离也使得帽部308从套管302中分离。如果需要的话，帽部308可以从第二模具元件206中移除并在另一个模制操作中重新使用。在如上所述的那样移除了帽部308之后，现在仍然相对于第三模具元件212而装载着另一种流体状态的材料。通过实例的方式，第三模具元件212可以放置到模腔内，并且熔融的铝相对于第三模具元件212装载。在熔融的铝固化并且将第三模具元件212移除的时候，形成了如图4所示的第四和最终的模具元件214。套管302中的孔314便利了已硬化的铝来捕获套管302。在移除了第三模具元件212的石膏的时候，套管302将从石膏中分离并且保持在已硬化的铝当中以作为如图4所示的最终的模具元件214的一部分。本领域技术人员将会理解，利用本文中所公开的教导，最终的模具元件214现在能够用在胎面挤压机或者与其相当的设备中，从而产生如图5A和图5B所示的胎面100的胎面特征部件102。 孔312在胎面模制工艺期间提供了内部306的通风。如果需要的话，也可以将筋条(图中未示)加入到套管302的外部，从而当相对套管302进行装载的时候来辅助控制其它熔融金属的铝的喷溅。如前所述，仅仅通过实例的方式来提供了以上的模制工艺。根据本发明的模制设备300或者其他示例性设备也可以用于其它的模制工艺。例如，模制设备300也可以直接插入到阴模的钢模上，另一种诸如熔融铝的金属将会应用到该钢模上。在这种情况下，在熔融金属硬化后对阴模的移除可以用来将插入件304从模制设备300的内部306中移除。可选择地，在熔融金属硬化后以及分离了阴模后，插入件304可以被手动移除。这将会使得套管保留在刚刚被硬化的铝当中，从而提供了最终的模具元件来产生胎面特征部件102。利用本文中所公开的教导，本领域技术人员将会理解，可以在本发明的精神和范围内使用或者修改其它的步骤来提供模制工艺。 尽管本发明的主题已经相对于具体的示例性实施方式及其方法来进行了详细描述，但将会理解到，本领以技术人员在获取以上的理解之后可以很容易地创造出这些实施方式的替换、变型和等价方式。因此，本发明所公开的范围是通过实例的方式而并非是限制的方式，并且公开的主题并不排除对本发明主题的修改、变型和/或添加的包含，利用本文所公开的教导，这些修改、变型和/或添加对于本领域技术人员而言是显而易见的。
权利要求
1.一种用于将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备，包括套管，该套管形成被选定的胎面特征部件的形状，所述套管限定了套管长度和具有套管内部宽度的内部；插入件，该插入件包括帽部和延伸部，该延伸部被配置成匹配地容纳到所述套管的内部当中，所述延伸部的长度小于所述套管长度，所述帽部邻近所述延伸部并且被定位在所述插入件的端部，该帽部的宽度大于所述套管内部宽度，从而对能够容纳到所述套管中的所述插入件的量进行预先确定。
2.根据权利要求1所述的用于将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备，其中所述套管具有预定厚度，并且胎面的特征部件包括细沟槽，该细沟槽的宽度与所述套管的预定厚度相匹配。
3.根据权利要求1所述的用于将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备，所述轮胎具有周围表面高度，并且其中所述延伸部的长度将胎面特征部件定位在所述周围表面高度的上方。
4.根据权利要求1所述的用于将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备，所述轮胎具有周围表面高度，并且其中所述延伸部的长度将胎面特征部件定位在所述周围表面高度的下方。
5.根据权利要求1所述的用于将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备，所述套管还包括至少一个孔，所述孔连接到所述套管的内部。
6.根据权利要求1所述的用于将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备，所述套管还包括至少一个筋条，所述筋条附接到所述套管的外部。
7.根据权利要求1所述的用于将特征部件模制到轮胎胎面当中的设备，其中所述套管大致为圆柱形，从而产生管状的胎面特征部件。
8.一种将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，包括以下步骤在模具元件中产生孔；提供模制设备，该模制设备包括套管和插入件，该套管形成被选定的胎面特征部件的形状，该插入件容纳在所述套管中；将所述模制设备放入到所述模具元件的孔内；相对于所述模具元件和模制设备而装载流体状态的材料；使所述材料硬化；将所述模具元件与从已硬化的材料中分离；在离开定位在该已硬化的材料中的所述套管的同时，从所述套管中移除所述插入件；并且利用所述套管而在轮胎胎面中形成所述被选定的胎面特征部件。
9.根据权利要求8所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，其中所述装载步骤中的材料包括石膏或者基于石膏的材料。
10.根据权利要求8所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，其中所述装载步骤中的材料包括铝。
11.根据权利要求8所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，其中所述套管限定了套管长度和具有套管内部宽度的内部，并且其中所述插入件包括帽部和延伸部，该延伸部被配置成匹配地容纳到所述套管的内部当中，所述延伸部的长度小于所述套管长度， 所述帽部邻近所述延伸部并且被定位在所述插入件的端部，该帽部的宽度大于所述套管内部宽度，从而对能够容纳到所述套管中的所述插入件的量进行预先确定。
12.根据权利要求11所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，所述轮胎具有周围表面高度，并且其中所述延伸部的长度将胎面特征部件定位在所述周围表面高度的上方。
13.根据权利要求11所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，所述轮胎具有周围表面高度，并且其中所述延伸部的长度将胎面特征部件定位在所述周围表面高度的下方。
14.根据权利要求11所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，所述套管还包括至少一个孔，所述孔连接到所述套管的内部。
15.根据权利要求11所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，所述套管还包括至少一个筋条，所述筋条附接到所述套管的外部。
16.根据权利要求11所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，其中所述套管大致为圆柱形。
17.根据权利要求8所述的将特征部件模制到轮胎胎面当中的工艺，所述轮胎具有周围表面高度，还包括为插入件确定长度的步骤，从而提供胎面特征部件，该胎面特征部件相对于所述周围表面高度是凹进的、突出的或者齐平的。
全文摘要
本发明提供了一种用于将特征部件制造到轮胎胎面当中的设备和方法。所述设备和方法提供了不同形状和尺寸的胎面特征部件的制造。所述胎面特征部件相对于周围胎面表面可以是凹进的、突出的或者齐平的。所述设备和方法可以用于新轮胎构造以及胎面翻新操作。
文档编号B29C35/00GK102470568SQ200980160161
公开日2012年5月23日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者D·克里森伯里, J·朱厄尔 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司