用于分散制造允许改善性能特性的新轮胎的系统和方法

用于分散制造允许改善性能特性的新轮胎的系统和方法
【专利摘要】本发明提供用于分散轮胎制造的系统和方法，其允许通过单独地选择外胎(90)的性质预先选择新外胎(90)的性质。预先选择部件和原材料从而当与独立制造的新固化轮胎胎面(140)组合时提供改善的和个性化的性能特性。以这样的方式独立地制造新固化胎面(140)使得预先选择处理和原材料可以用于选择性地改善性能特性。在独立于外胎(90)的固化胎面(140)的制造中使用的预先选择材料和处理被选择成提供通过预先选择协调的改善最后结果。以该方式，最后胎面-外胎组合可以以这样的方式进行使得改善最后轮胎的一个或多个性能特性。
【专利说明】用于分散制造允许改善性能特性的新轮胎的系统和方法

【背景技术】
[0001] 新轮胎由许多独立部件构造，典型地包括胎面、下胎面、胎面基部、加强带束或带 束帘布层、侦_、磨损条、胎圈、三角胶、一个或多个主体帘布层以及相对可透气内衬。部件 本身由不同原材料、例如不同橡胶混配物、纤维帘线、钢带等构造。橡胶混配物典型地由包 括不同天然和合成橡胶和化学添加剂的不同配方制造。这样的橡胶混配物和在部件中使用 的其它原材料具有可以影响新轮胎的性能的不同物理性质。此外，这样的物理性质常常由 于用于形成橡胶混配物以及形成和固化新轮胎的制造过程而变化。
[0002] 新轮胎的部件常规地在轮胎成型机上放在一起。新轮胎典型地在鼓上通过首先用 内衬包裹鼓而成型。然后将第一主体帘布层包裹在顶部上，接着是第二主体帘布层。然后 将胎圈组件在内衬和主体帘布层的外侧放置就位。然后典型地迫使内衬和主体帘布层翻转 到胎圈组件上。也将侧壁压入就位。
[0003] 接着，将钢带、尼龙冠帘布层、胎面等施加到组件。胎面也可以具有与其关联的下 胎面和胎面基部。最后组件形成生轮胎。生轮胎然后受到热和压力，导致橡胶和添加剂之 间的化学反应以硫化橡胶并且将组件结合在一起。作为不同材料和混配物的组件，每个部 件影响新轮胎的最后性质。
[0004] 由于通过诸如原材料的组成以及轮胎的处理和组装的因素发生的新轮胎性能特 性的变化，轮胎的制造典型地集中在新轮胎制造工厂中。通过集中制造，制造商能够对将部 件组装成生轮胎以及处理和固化那些生轮胎以形成新轮胎保持控制。
[0005] 通过控制部件和制造过程，新轮胎制造商能够实现例如与磨损、天气性能、滚动阻 力、噪声等相关的性能的变化。这些性能特性受到对顾客有吸引力的多种变化。由于有许 多有吸引力的性能特性，因此新轮胎制造商常常制造许多不同型式的轮胎。此外，顾客需要 不同尺寸和其它物理变化。结果是在中心制造设施处制造的新轮胎的库存会增长到很大， 大约一百种不同型式的轮胎。这样的多种不同的轮胎然后被运输以储存在可以库存它们的 地方直到它们被购买和安装。
[0006] 已进行许多工作以试图改善生轮胎的效率和性质，所述生轮胎包括这样的生轮胎 的外胎。然而，制造生轮胎的这样的过程和方法和由此产生的新轮胎具有某些限制，包括作 为整体处理和制造生轮胎。这样的现有系统未能克服过程带来的固有限制，原因是一些过 程有益于生轮胎的一些部分，但是有害于其它部分。
[0007] 借用磨损胎面的翻新过程，有些人建议翻新过程可以应用于新轮胎。例如参见 美国专利申请公告第US2009/0183812号（"用于充气胎面的通用主体支撑件（Universal Body-Support For Pneumatic Tread)"）和第 US2009/0203278 号（"用于充气覆盖层的 独立环形主体支撑件（Separate Toroidal Body Support For Pneumatic Coverings) "）。 然而，这样的过程不提供用于改善性能特性的任何手段。在最好的情况下，这样的翻新简单 地重建初始轮胎。在最坏的情况下，这样的过程可能通过错配部件损害性能特性。此外，这 样的建议未能解决或克服在具有变化物理尺寸的胎面与标准外胎组合中出现的问题。协同 效应是不可能的，原因是没有被预先选择以符合并且放大单独性质的性质的改善。结果未 能识别改善的性能特性并且因此为新轮胎的制造应当集中并且小心地控制的想法提供进 一步支持。由于没有预先选择的改善过程，因此不可能有导致具有改善性质的轮胎的优化 组合。因此，这样的努力倾向于形成将导致轮胎的缺陷设计和制造的方法。


【发明内容】

[0008] 在一个实施例中，描述一种分散轮胎制造系统。外胎制造设施适合于制造一组不 同类型的固化外胎。胎面制造设施适合于制造一组不同类型的固化胎面。组装设施适合于 组装多种胎面-外胎组合以形成由不同类型的固化外胎和不同类型的固化胎面制造的新 轮胎。固化外胎的每种类型被制造成专门地制造用于与一组不同类型的固化胎面的至少一 种类型组合以提供具有期望轮胎特性的新轮胎。
[0009] 在另一实施例种，描述一种分散轮胎制造的方法。制造外胎，所述外胎具有预先选 择的外胎性质以产生配置用于与固化胎面的至少一种类型组合的固化外胎。使用第一固化 型式固化所述外胎以形成固化外胎。独立地制造轮胎胎面，所述轮胎胎面具有预先选择的 胎面性质以产生配置用于与所述固化外胎组合以形成具有期望轮胎特性的新轮胎的固化 胎面。使用第二固化型式固化所述轮胎胎面以形成固化轮胎胎面。将所述固化外胎和所述 独立的固化胎面运输到组装设施。在所述组装设施处组合所述固化外胎和所述固化胎面以 形成具有期望轮胎特性的新轮胎。
[0010] 从以下详细描述和附图将领会公开原理的另外和替代方面和特征。将领会，与本 文中公开的用于分散轮胎制造的系统和方法相关的原理能够在其它和不同实施例中执行， 并且能够在各方面进行修改。因此，应当理解前面的一般描述和以下的详细描述仅仅是示 例性的和解释性的并且不限制公开原理的范围。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 图1是示例性新外胎制造过程的图形示意性表示。
[0012] 图2是示例性新外胎制造过程的图形示意性表示。
[0013] 图3是示例性新外胎制造过程的图形示意性表示。
[0014] 图4是在新外胎制造过程中的示例性中间、横截面的图形示意性表示。
[0015] 图5是示例性新外胎的图形示意性表示。
[0016] 图6是示例性新外胎的图形示意性表示。
[0017] 图7是示例性新胎面的图形示意性表示。
[0018] 图8是包括分散的示例性新轮胎制造过程的图形示意性表示。
[0019] 图9是包括分散的示例性新轮胎制造过程的图形示意性表示。
[0020] 图10是示例性新轮胎制造过程的图形示意性表示。

【具体实施方式】
[0021] 在一个示例性实施例中，提供一种分散轮胎制造过程，其允许通过单独地选择外 胎的性质预先选择新外胎的性质。这样的预先选择处理和性质由生外胎的独立和分散制造 促进。在促进最后新轮胎的增强性质的预先选择条件下选择并且组装生外胎的部件和原材 料。预先选择部件和原材料从而当与独立制造的新轮胎胎面组合时提供改善的和个性化的 性能特性。以这样的方式独立地制造新轮胎胎面使得预先选择处理和原材料可以用于选择 性地改善性能特性。在独立于外胎的轮胎胎面的制造中使用的预先选择材料和处理被选择 成提供通过预先选择协调的改善最后结果。以该方式，轮胎胎面和外胎的最后组合可以以 这样的方式进行使得改善最后轮胎的一个或多个性能特性。
[0022] 为了促进新轮胎的改善制造，分散部件的制造使得胎面和外胎由顾客一起放在位 置或附近。预先选择并且协调轮胎胎面和外胎的原材料和制造过程使得最后改善性能特性 被量化并且作为最后轮胎制造的选择过程的一部分提供给顾客或服务代表。
[0023] 此外，轮胎胎面和外胎的独立制造允许保持独立新轮胎部件的库存。由于独立地 保持库存，因此可以基于由顾客或服务代表选择的特性控制供应。例如，基于在独立于外胎 制造胎面中预先选择性质，最后组合可以提供改善性能特性，如果不独立地制造胎面和外 胎，则改善性能特性是不可能的。此外，由于独立部分的原材料和处理被预先选择以提供互 补预定组合，因此可以保持轮胎的最终性能特性。
[0024] 通过协调新轮胎的各种部件的改善性质的预先选择，库存被控制以提供朝着改善 性能特性的最大相互作用。由于分散制造和预先选择，因此指定服务站的库存可以被改善 从而减小未使用库存。例如，新轮胎的指定放置可以被选择以提供性能特性（例如噪声、磨 损、滑动等）的指定选择。这些性质由制造新轮胎及其部件的方式确定和潜在地改善。独 立地制造胎面和外胎允许它们的相应特性的预先选择改善。在示例性实施例中，部件的处 理和原材料被预先选择使得它们的最终组合提供期望的改善性能特性。此外，确定预先选 择性质的变化使得改善组合。
[0025] 与典型的生轮胎制造相比，示例性实施例的原材料和处理包括将对轮胎的其它部 件有害的原材料和处理的选择。例如，可以针对外胎或轮胎胎面优化生轮胎的硫化和固化。 由于一个的优化常常导致对另一个有害，因此通常以妥协的方式固化和硫化整体生轮胎。 在示例性实施中，独立地优化这样的处理条件。
[0026] 此外，在示例性实施例中，完全独立地进行独立处理，不管其它处理特性和其它制 造选择，例如原材料和其它部件。相反地，预先选择处理和材料选择以提供与也在预先选择 条件下形成的部件的改善组合。这提供由此产生的新轮胎具有改善性能特性的意料不到的 和明显的优点，所述改善性能特性可以超过由完全独立制造部件可能提供的特性。因此，示 例性实施例的新轮胎具有预定的改善性能特性。
[0027] 现在参考附图，在图l(a、b、c)、2和3中显示示例性实施例，其中生外胎的部件10 放置在轮胎成型机20上。在与独立制造的轮胎胎面的最终组合的基础上预先选择部件的 原材料。如图1B中所示，多个部件10可以包裹在轮胎成型机20上。如图1C中所示，胎圈 30在轮胎成型机20上的部件组装件40上放置就位。如图2中所示，部件组装件40的端部 包裹在胎圈30上。在部件组装件40中使用的原材料和胎圈材料中的每一种被预先选择以 便与独立制造和固化的轮胎胎面组合改善性能。
[0028] 如图3中所示，在部件组装件包裹在胎圈300上之后，翻转材料以制造生中胎50。 生中胎然后接收另外的部件，例如胎面基部、加强带束或带束帘布层等。用于生外胎的这些 材料在图4中示出。考虑将在分散制造中联结的轮胎胎面，以预先选择方式形成在侧壁之 间的生外胎60的最外层70。例如，在一个示例性实施例中生外胎80的最外层70带有的厚 度远大于可能以另外方式在新生轮胎制造中使用的厚度。这样的预先选择促进新轮胎的改 善性质和性能特性。可以选择厚度使得取决于独立制造的胎面的厚度，轮胎的轮廓（即，夕卜 径）可以保持在预定水平。
[0029] 在轮胎制造中，部件的适当对准和组装会是重要的，使得这样的预先选择提供关 于最后新轮胎的可行性的明显优点。具体地，不一致的或未能满足预定规范的新轮胎轮廓 会导致不能用的轮胎。
[0030] 图5是通过固化生外胎80形成的外胎90的示例性实施例的部件的剖视图。外胎 90包括诸如冠部区域100 (独立制造的固化胎面最后位于该处）92、侧壁区域80和胎圈区 域30这样的部件。冠部区域95可以包括多个分立部件，例如钢带94、尼龙冠帘布层96、下 胎面98和胎面基部100。外胎90也包括主体帘布层102和内衬104。除了其它部件以外， 胎圈区域30可以包括钢丝圈106和三角胶108。这些部件以预先选择的方式被选择和处理 从而当与独立制造的胎面联结时改善性能特性。
[0031] 除了专门制造过程、例如使用增加或减小固化温度和修改生外胎和最后外胎的特 性以外，在一些实施例中，可以修改其它特性。例如，如图6中所示，层70的外表面可以特 别地进行处理从而增强与相似处理或相容处理的轮胎胎面的相互关系。外胎90的表面120 可以是大致平滑表面120,或者在其它实施例中，具有糙度的变化程度的表面130。在一些 实施例中，可以使用操作步骤、例如打磨将平滑表面120转化为粗糙表面130。此外，可以与 来自独立制造的轮胎胎面的性质结合修改其它性质，包括表面修饰和其它改进。
[0032] 图7描绘示例性轮胎胎面140,所述轮胎胎面本身用预先选择的材料和过程独立 地制造以优化与一个或多个外胎90的最终组装。特别地，轮胎胎面140可以在一些实施 例中受到替代的处理，例如在不同加热参数下硫化和固化和/或具有不同于生外胎的添加 齐U。以该方式，由此产生的固化胎面1〇4的性质可以改善，特别是当与已专门制造用于与该 胎面（并且在一些实施例中，与一组不同类型的胎面）组合的预先选择的、独立制造的外胎 组合时。除了预先选择处理参数以外，轮胎胎面140可以包括具有修改性质的下侧150,所 述修改性质被预先选择以补充一个或多个外胎从而促进胎面和外胎之间的结合和/或增 强一个或多个性能特性。这样的参数例如可以包括相对于表面（例如相对于外胎表面120 和130)确定的不同糙度的表面。
[0033] 参考图8,显示分散、分布轮胎制造系统200的实施例。外胎制造设施210配置成 制造一组不同类型的固化外胎。可以制造每种类型的外胎从而专门制造用于与至少一种类 型的固化胎面组合以提供增强性能特性，并且在一些实施例中与一组不同类型的固化胎面 组合使得当与不同类型的固化胎面相应地组合时，获得具有不同增强性能特性的新轮胎。 胎面制造设置220配置成制造一组不同类型的固化胎面。可以制造每种类型的固化胎面从 而专门制造用于与至少一种类型的外胎组合以提供增强性能特性，并且在一些实施例中与 一组不同类型的外胎组合使得当与不同类型的外胎相应地组合时，获得具有不同增强性能 特性的新轮胎。单制造设置230可以包括外胎制造设置和胎面制造设施220以便供应专门 制造的不同类型的外胎和不同类型的固化胎面使得某些胎面-外胎组合导致具有增强性 能特性的新轮胎。外胎和胎面可以配置成使得某些类型的轮胎外胎可与某些类型的胎面组 合以产生具有可定制性能特性的成品轮胎。
[0034] 示例性分散轮胎制造系统200包括包括一对组装设施240、250,两者配置成组装 从制造设施210、220、230接收的各种胎面-外胎组合并且从其形成新轮胎。在一些实施例 中，组装设施240、250中的一个或多个可以与呈实体店面的形式的销售点设施关联，其中 顾客可以购买定制选择的轮胎以便使用预定胎面-外胎组合由设施按需组装以获得具有 由顾客选择的性能特性的新轮胎。在其它实施例中，组装设施可以包括服务多个销售点设 施的地区组装设施。
[0035] 在其它实施例中，分散轮胎制造系统200可以包括不同数量的制造和/或组装设 置。在另外的其它实施例中，分散轮胎制造系统200可以包括作为轮胎供应链的一部分的 附加设施，例如库存设施和不同类型的销售点设施。
[0036] 参考图9和10,每个组装设施240、250可以包括各种机器，例如包括轮胎成型机 270,以及可以使用预定外胎90和胎面140来成型具有由外胎和胎面的独立制造获得的增 强性能特性的新轮胎300的熟练技术人员280。在每个组装设施240、250处，外胎90和胎 面140在过程中组合，所述过程可以包括各种操作，例如打磨外胎90的冠部区域95以去除 外胎90的冠部区域95上的缓冲胶的氧化、淀积，围绕外胎90配合、挤压和缝合胎面140,等 等。在已组装胎面140和外胎90之后，胎面-外胎组合可以受到挤压和硫化操作以完成轮 胎130。顾客可以与销售点设施完成轮胎交易以接收成品轮胎。
[0037] 在一些实施例中，外胎90的最外层70可以制造成一定厚度，所述厚度比常规轮胎 的下胎面更厚以适应变化厚度的轮胎胎面140。不同类型的轮胎胎面140可以基于与胎面 相关的某些性能特性在厚度上变化。为了保证最后轮胎300具有期望总尺寸，可以使用已 知的打磨机打磨最外层70以将外胎的外径减小到组合外胎90和选定胎面140并且获得具 有期望外部尺寸的新轮胎300所必需的水平。打磨过量最外层70附加地暴露未氧化橡胶 层，这可以促进胎面140和外胎90之间的密封。
[0038] 在本文中引用的、包括出版物、专利申请和专利的所有参考文献通过引用被合并 于此，如同单独地和具体地指示每个参考文献通过引用被合并并且完整地在本文中论述。
[0039] 术语"一"和"所述"以及相似指示词在描述本发明的上下文中（具体地在以下权 利要求的上下文中）的使用应当被理解为涵盖单数和复数，除非在本文中另外指出或与上 下文明显矛盾。术语"包括"、"具有"、"包含"和"含有"应当被理解为开放式术语（即，表示 "包括、但不限于"），除非另外说明。本文中的值的范围的叙述仅仅旨在用作单独地表示属 于该范围内的每个独立值的缩记法，除非在本文中另外指出，并且每个独立值被包含到说 明书中，如同在本文中单独地叙述它。可以按照任何合适的顺序执行本文中所述的所有方 法，除非在本文中另外指出或与上下文明显矛盾。本文中提供的任何和所有例子或示例性 语言（例如"诸如"）的使用仅仅旨在更好地阐述本发明并且不对本发明的范围强加限制， 除非另外要求说明。说明书中的语言不应当被理解为指示任何未要求权利的要素是实施本 发明必不可少的。
[0040] 在本文中描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的用于实现本发明的最佳 模式。本领域的普通技术人员通过阅读前面的描述可以显而易见那些优选实施例的变化。 发明人预期熟练技术人员可以视情况使用这样的变化，并且发明人的意图是以除了本文中 具体所述的以外的方式实施本发明。因此，本发明包括使用法律允许的后附的权利要求中 所述的主题的所有修改和等效物。而且，上述要素在其所有可能变化中的任何组合由本发 明涵盖，除非在本文中另外指出或与上下文明显矛盾。
【权利要求】
1. 一种分散轮胎制造系统（200)，其包括： 外胎制造设施（210)，所述外胎制造设施适合于制造一组不同类型的固化外胎（90); 胎面制造设施（220)，所述胎面制造设施适合于制造一组不同类型的固化胎面（140); 组装设施（240、250)，所述组装设施适合于组装多种胎面-外胎组合以形成由不同类 型的固化外胎（90)和不同类型的固化胎面（140)制造的新轮胎； 其中固化外胎（90)的每种类型被制造成专门地制造用于与所述一组不同类型的固化 胎面（140)的至少一种类型组合以提供具有期望轮胎特性的新轮胎（300)。
2. 根据权利要求1所述的分散、分布轮胎制造系统（200)，其中不同类型的固化胎面 (140)中的至少一种类型被制造成专门地制造用于与所述一组不同类型的固化外胎（90) 的至少一种其它类型组合以提供具有不同期望轮胎特性的新轮胎（300)。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的分散、分布轮胎制造系统（200)，其中不同类型 的固化外胎（90)中的至少一种类型被制造成专门地制造用于与所述一组不同类型的固化 胎面（140)的至少一种其它类型组合以提供具有不同期望轮胎特性的新轮胎（300)。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的分散、分布轮胎制造系统（200)，其中不同类型 的固化外胎（90)中的至少一种类型包括具有外圆周表面层（70)的固化外胎（90)，所述外 圆周表面层被处理从而增强与不同类型的固化胎面（140)中的至少一种类型的相互关系， 所述固化胎面（140)包括相对于所述固化外胎（90)的所述外圆周层受到类似处理或相容 处理的下侧（150)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的分散、分布轮胎制造系统（200)，其中不同类型 的固化胎面（140)中的至少一种类型包括具有下侧（150)的轮胎胎面，所述下侧具有预先 选择的修改性质以补充不同类型的固化外胎（90)中的至少一种类型，从而在指定胎面-外 胎组合中促进所述固化胎面（140)和所述固化外胎（90)之间的结合。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的分散、分布轮胎制造系统（200)，其中不同 类型的固化外胎（90)中的至少一种类型被制造成专门地制造用于与不同类型的固化胎 面（140)中的至少一种类型组合以提供具有期望轮胎特性的新轮胎，其中所述固化胎面 (140)包括不同于所述固化外胎（90)的至少一种添加剂。
7. -种分散轮胎制造的方法，其包括： 制造外胎（90)，所述外胎具有预先选择的外胎性质以产生配置用于与固化胎面（140) 的至少一种类型组合的固化外胎（90); 使用第一固化型式固化所述外胎（90)以形成固化外胎（90); 独立地制造轮胎胎面（140)，所述轮胎胎面具有预先选择的胎面性质以产生配置用于 与所述固化外胎（90)组合以形成具有期望轮胎特性的新轮胎的固化胎面（140); 使用第二固化型式固化所述轮胎胎面（140)以形成固化轮胎胎面（140); 将所述固化外胎（90)和独立的固化胎面运输到组装设施； 在所述组装设施（240、250)处组合所述固化外胎（90)和所述固化胎面（140)以形成 具有期望轮胎特性的新轮胎。
8. 根据权利要求7所述的分散轮胎制造的方法，其还包括： 处理所述外胎（90)的外圆周表面层（70)从而增强所述固化外胎（90)和所述固化胎 面（140)的相互关系。
9. 根据权利要求7或权利要求8所述的分散轮胎制造的方法，其中所述胎面（140)被 制造成具有下侧（150)，所述下侧具有预先选择的修改性质以促进所述固化胎面（140)和 所述固化外胎（90)之间的结合。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的分散轮胎制造的方法，其中所述胎面（140)被 制造成具有不同于所述外胎（90)的至少一种添加剂。
11. 根据权利要求7至10中任一项所述的分散轮胎制造的方法，其中所述外胎（90)被 制造成具有不同于所述胎面（140)的至少一种添加剂。
12. 根据权利要求7至11中任一项所述的分散轮胎制造的方法，其中所述第一固化型 式不同于所述第二固化型式。
13. 根据权利要求7至12中任一项所述的分散轮胎制造的方法，其中所述第一固化型 式和所述第二固化型式中的至少一个包括区域固化。
14. 根据权利要求7至13中任一项所述的分散轮胎制造的方法，其还包括： 在将所述固化外胎（90)和所述独立的固化胎面（140)运输到所述组装设施之后并且 在所述组装设施处组合所述固化外胎（90)和所述固化胎面（140)之前，打磨所述外胎（90) 的外圆周表面层以形成纹理化表面。
15. 根据权利要求7至14中任一项所述的分散轮胎制造的方法，其中通过销售点设施 (240、250)响应来自顾客的订单在所述组装设施处组合所述固化外胎（90)和所述固化胎 面（140)以形成具有期望轮胎特性的新轮胎。
【文档编号】B29D30/20GK104093550SQ201380008122
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年2月6日 优先权日:2012年2月7日
【发明者】斯科特·戴蒙 申请人:斯科特·戴蒙