專利名稱：具有帶全深度刀槽花紋的胎面的輪胎的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及輪胎，更具體地是，涉及具有帶窄花紋溝的胎
面的輪胎，該窄花紋溝稱為刀槽花紋(sipes)。
背景技術：
以這樣一種方式對輪胎胎面進行模制，以產生用于排水的花紋溝 空隙，并提供多個胎面邊緣使輪胎在道路表面上具有牽引力。典型地， 花紋溝足夠寬，以在輪胎滾過接地的胎面部分時保持打開。胎面深度， 也稱為"防滑深度"，典型地確認為在花紋溝基部或底部所測量的胎 面外表面和最深的花紋溝之間的距離。這些最深的花紋溝常常是周向 連續的花紋溝，但取決于胎面花紋，可以是斜向或橫向延伸的花紋溝。
當胎面磨損超過某個深度時，許多國家規定這種輪胎應該更換， 因為形成這些排水通道的花紋溝的尺寸減少了 ，使得它們在排水時效 率不夠。
在胎面厚度為2.0亳米或更小時，安全法律通常要求移除此輪 胎。胎面磨耗標記(TWI)常被模制在全深度花紋溝的基部中，以提供 辨認輪胎何時必須更換的 一種方法。
另 一類型的非常窄的切口提供了 一類花紋溝，此類花紋溝如此之 窄，以致當輪胎轉動時，該花紋溝在印痕或接地印痕中閉合。這些窄 的花紋溝常指肋狀或塊狀的胎面元件中的刀槽花紋以及刀槽花紋形 的額外邊緣，這些胎面元件在所有的道路條件下顯著地增加輪胎的牽 引性能。這些刀槽花紋與開口寬花紋溝排水的方式不同，雖然如此， 但是額外的邊緣在牽引力上提供了有益的改善。
使用刀槽花紋的一個重要缺點是如果不仔細地設計，它們容易使胎面元件開裂，在由于其它設計元件的存在而使得壓力已然增加的位 置處，當刀槽花紋切入向寬花紋溝敞開的壁式胎面元件時，就尤其如 此。為了避免這個問題，輪胎設計師們已將刀刃變短，即用來形成刀 槽花紋的刀片在胎面磨耗標記上方徑向向內地延伸一段距離，該距離
典型地為全深度花紋溝基部上方的4毫米或者更多。能夠輕易地認識 到，這意味著隨著胎面被磨損，刀槽花紋在輪胎必須更換之前很久就 消失了。這進一步意味著，隨著輪胎胎面的磨損的淺花紋溝空隙的排 水能力的減弱，輪胎胎面也完全失去了由刀槽花紋所產生的牽引邊緣 的好處。
下文所描述的本發明提供了獨一無二的、新穎的解決方案，其不 僅使這些刀槽花紋邊緣能夠在輪胎完全磨損之前得到保留，并且還以 避免在胎面邊緣上發生開裂的形式來達成此效果。
發明內容
用于輪胎的胎面具有多個胎面元件，這些胎面元件的外形由多個 開口花紋溝所限定。胎面具有至少一個全深度花紋溝。全深度花紋溝 具有徑向最內側的花紋溝底部，該花紋溝底部提供測量位置，以確定 花紋溝底部和胎面外表面之間的限定胎面深度的距離。與此至少一個 全深度花紋溝相鄰的至少一個胎面元件具有一個或多個刀槽花紋，該 刀槽花紋自胎面元件的徑向最外側表面徑向向內地延伸至大于距離X 的深度。該距離X限定在全深度花紋溝底部上方徑向地延伸的全磨損 胎面深度水平。優選地是，位置X由胎面磨耗標記(TWI)限定，該標 記被^^莫制在胎面中，指示相對于花紋溝底部的距離X的位置，該距離 X限定全磨損胎面深度。
在一個優選實施例中，該至少一個刀槽花故延伸越過該至少一個 胎面元件的徑向最外側表面的至少一個部分，通過胎面元件的側壁， 將該至少一個刀槽花紋連接到該至少一個全深度花紋溝上。側壁具有 彎曲的徑向內部，該內部延伸至該至少一個全深度花紋溝的花紋溝底部，并且刀槽花紋延伸通過彎曲部分至花紋溝底部，該花紋溝底部具 有最大深度，該最大深度優選地等于或大于全深度花紋溝底部。
在至少 一個實施例中，胎面具有多個全深度花紋溝和多個胎面元 件。各胎面元件具有一個或多個刀槽花紋，各胎面元件中的這些刀槽
花紋的至少其中一個至少延伸距離Z以超過胎面磨耗標記水平X,優
選地是，延伸至胎面的全深度并在花紋溝底部與全深度花紋溝交叉。 定義
下面的定義適用于本發明。
"花紋溝，，指胎面中的延長空穴區域，其可以以直弧式或z字形 的方式繞著胎面周向地或側向地延伸，有時周向地或側向地延伸的花 紋溝具有公共部分，并可被細分為"寬花紋溝，，、"窄花紋溝"或"刀 槽花紋"。刀槽花紋典型地由插入鑄件或機械鑄模或胎面花圏中的鋼 刀片形成。花紋溝以及別的空隙減少了其所在的胎面區域的剛度。刀 槽花紋常用于此目的，例如側向延伸的窄花紋溝的或寬花紋溝。輪胎 中的花紋溝可具有不同的深度。花紋溝的深度可沿胎面的圓周而變 化，或者一個花紋溝的深度可以恒定不變但是不同于輪胎中另 一個花 紋溝的深度。如果和與其相互連接的寬的圓周方向的花紋溝相比，這 種窄花紋溝或寬花紋溝的深度大為減少的話，則它們被認為形成了
"橫拉桿(tiebar)"，它們趨向于保持所涉及的胎面區域里的條狀特征。 "內"指朝向輪胎的內部而"外"指朝向其外部。 "外"指朝向輪胎的外部。
"徑向的"和"徑向地"用來指沿徑向朝向或背離輪胎的旋轉軸 線的方向。
"胎面"指模制的橡膠部件，當被粘合到輪胎外胎上時，包括輪 胎正常膨脹和正常負載下與道鴻4妄觸的部分。胎面具有自胎面表面到 輪胎最深花紋溝的底部按常規所測量的深度。
將通過示例的方式并參考附圖來描述本發明，在附圖中 圖1示出了根據本發明的示例性胎面的透視圖； 圖2為圖1中的示例性胎面的平面圖3為取自圖2的平面圖的放大部分，其示出了胎面的一部分； 圖4為帶有根據本發明而制造的胎面部分的輪胎的截面圖； 圖5為現有技術胎面元件的截面剖視圖，其示出了根據現有技術 的刀槽花紋或切口的深度；
圖6為沿圖5的現有技術橫截面的6-6線剖開的視圖。圖6示出 了現有技術刀片相對于胎面基部的深度、相對于胎面花紋溝底部的深 度，并示出了明顯地在胎面磨耗標記(TWI)上方的刀槽花紋。 圖7為本發明的刀槽花紋或切口的截面剖^L圖； 圖8為自圖7的線8-8剖開的顯示刀槽花紋深度的端視圖。
具體實施例方式
參考圖1，示出了根據本發明的輪胎2。輪胎2具有徑向外胎面， 胎面10—般繞輪胎胎體3的最外側表面延伸。如圖所示，胎面10具 有多個寬的全深度周向延伸的花紋溝12，該花紋溝限定了如圖所示為 花紋條(rib)6的形狀的胎面元件。如圖所示這些花紋條6繞輪胎2周 向地延伸。胎面10的外側邊緣9、 11上的花紋條6向內延伸，并包 括自花紋條6的一部分向寬的周向花紋溝12延伸的多個表面花紋溝 20。在各個這些表面花紋溝20之間有多個小切口或小刀槽花紋21， 用于幫助減少花紋條邊緣的磨損。在輪胎2的中心平面(CP)的每一側 上，最外側或側向外部的花紋條6的徑向內側為中間花紋條6。圖示 的中間花紋條6示出了多個切口或刀槽花紋22,該切口或刀槽花紋 22自一個全深度花紋溝12向位于花紋條6相對一側的另一個全深度 花紋溝12延伸而完全通過胎面花紋條6。此刀槽花紋為"S"形狀。 此刀槽花紋和具有分支段22A的表面花紋溝相聯接，當該分支段22A延伸通過胎面元件時，其與刀槽花紋22在中間點處交叉，并向外延 伸與一個花紋溝12交叉。另外，還有如圖所示的通向圓周花紋溝的 小刀刃狀刀槽花紋21。在胎面10的中心平面(CP)處，示出了周向連 續的胎面花紋條6。該胎面花紋條6也具有側向延伸通過胎面花紋條 6的窄刀槽花紋或切口 24,此外，如圖所示在各刀槽花紋24之間包 括周向延伸的盲花紋溝25。
圖2示出了上文所述的胎面IO的平面圖。 參考圖3，示出了圖1和圖2中所示的胎面IO的放大部。 圖4中示出了沿線4-4剖開的截面剖視圖。此截面剖視圖示出了 在輪胎2的徑向最內側部分處具有胎圈5的整個輪胎2,以及徑向最 外側部或顯示胎面10的輪胎胎體3的胎冠。如橫截面所示，周向延 伸的花紋溝12如圖所示自全深度向花紋溝14的底部延伸。如圖所示， 各花紋溝12具有自花紋溝14的底部徑向向外地延伸到花紋溝壁8的 曲率半徑R,該花紋溝壁8延伸至花紋條6的徑向最外側表面7。如 圖4中的橫截面所顯示，側向最外側胎面花紋條6沒有示出如圖所示 的窄花紋溝或刀槽花紋20的全深度，然而如圖所示，在中間花紋條6 處可以看到全深度刀槽花紋24延伸通過整個花紋條6。如圖所示，刀 槽花紋24徑向向內地延伸，穿過側面或花紋溝壁8到達如圖所示的 胎面花紋溝12的基部或底部14 。
參考圖5，示出了根據現有技術的胎面100的示例性部分。在此 胎面100中，容易認識到，全深度花紋溝120通常延伸至虛線所示的 花紋溝底部140。此花紋溝底端140以圖示的曲線方式徑向向外地延 伸，并形成相鄰的胎面花紋條60的側面或花紋溝壁80，此處的相鄰 的胎面花紋條60是側向外側花紋條60和中間花紋條60。如圖所示， 根據現有技術的刀槽花紋240延伸至位置X上方的深度Z處，在位置 X處，虛線所示的TWI水平顯示了胎面100的全磨損水平。這些 TWI(未示出)典型地置于花紋溝120的基部，并根據通常由法律要求 的當地要求向外延伸1.6mm到2.0mm的距離。這些TWI在胎面全部磨損時為用戶提供簡易的指示，而輪胎應該更換并從車輛中移除。如
圖所示，刀槽花紋240自胎面100的徑向最外側表面70向內距離Z， 正好位于TWI水平X上方。刀槽花紋的邊緣240通向全深度花紋溝 的側面或花紋溝壁80，但并非在全深度處，而是高于TWI水平X， 以避開花紋溝140的底部處的曲率半徑R。
圖6的橫截面剖視圖基本上示出了這種類型的刀槽花紋240根據 其相對于胎面外側表面70的深度看起來將如何。如圖所示，當刀槽 花紋240徑向向內地延伸到終止于Z處的縮短的深度時，其具有較寬 的向上部240A和明顯的狹窄部240B。
參考圖7，橫截面剖視圖僅僅示出了根據本發明的刀槽花紋24， 可以理解，刀槽花紋20、 22和22A也制成或者可將其制成如圖所示 的等于刀槽花紋24的延伸深度。在這種情況下，刀槽花紋24延伸到 全深度花紋溝的底部14的深度處或之下，并同樣地自花紋條6的側 面或花紋溝壁8通向全深度花紋溝12,并甚至通過曲率半徑R沿花紋 溝12的側壁8通向花紋溝12的基部或底部14,如圖所示。此特征使 得從頂視圖能觀察到花紋溝12，并能看到刀槽花紋20、 22、 22A及 24的敞開部，這些刀槽花紋直接延伸至花紋溝12的基部或底部14， 花紋溝12沿整個側面或花紋溝壁8敞開，并延伸通過花紋條6的外 表面7,如圖3中所示。在圖示的實施例中，切口或刀槽花紋24實際 上切入胎面花紋條距離Z,該距離Z顯示在花紋溝12的基部水平之 下，盡管如此，據信這是新穎的，即刀槽花紋24至少延伸至TWI水 平X之下，并通過花紋條6的曲率半徑R延伸至全深度花紋溝12的 基部或底部14附近的深度Z。
圖8用截面剖視圖對此作了說明，其中，刀槽花紋24的徑向最 外部24A^f皮輕箱b改大，其中，刀槽花紋24的長得多的延伸部24B進 入胎面元件，延伸至距離Z處，并至少到達胎面磨^^標記水平TWI 之下的深度，如圖所示，Z在胎面基線之下。如可輕易地認識到的， 當胎面磨損時，其中花紋條6的高度被減少，從而大幅度減少周向花紋溝12的總可用排泄容積。胎面花紋條6的徑向外側表面7會持續 減少，直至到達胎面磨耗標記(TWI)水平X，在此位置， 一旦胎面10 被全部磨損，刀槽花紋20、 22、 22A或24將具有會繼續存在并在輪 胎2中的此磨損狀況下仍然暴露的形成的切口。這一點的意義在于， 當胎面磨損時，通常這些刀槽花紋會被完全擦掉，從而當達到胎面的 磨損條件時，胎面元件將變成實心花紋條6。在本發明中，當輪胎模 制時，刀片形成的刀槽花紋延伸超過TWI水平X至深得多的距離Z， 結果，當胎面10達到完全磨損條件時，這些刀槽花紋仍會提供胎面 花紋條6中的抓著邊緣(biting edge)。這具有極大的好處，因為切口或 刀槽花紋21、 22、 22A或24的抓著邊緣增加了附加牽引力。此附加 牽引力在輪胎2的整個壽命期間一直保持，并且當胎面磨損至全磨損 深度時也不會減少。
參考圖5,如可見的，現有技術的胎面100具有刀槽花紋240， 該刀槽花紋240通常會在停止在高于TWI水平X處，從而避開花紋 溝120的曲率R存在的區域。此區域為典型的高風險開裂區域。其原 因是，應力性折斷的最臨界位置(用于標志應力/疲勞的位置)大約位于 離花紋溝底部140為45度角的位置，在此位置，TWI虛線X沿花紋 溝底部半徑R的中心的上升坡度顯示。此解決方案達到避免了在此位 置形成開裂的效果是因為使刀槽花紋更深而非更淺，以便刀槽花紋終 止于花紋溝底部140的中心處的上升坡度之下。
回到圖1,所示出的輪胎2為長途運輸轉向輪，并設計用于商用 卡車和重型車輛。典型地，此胎面IO具有的防滑深度為13mm-20mm, 通過使用根據本發明的刀槽花紋20、 22、 22A或24，該防滑或胎面 深度可降低20%，并且人們可以隨意地將胎面化合物從高抗磨損化合 物改變成低溫運行化合物(cool running compound),其接受專支4氐里程的 移除，但獲得更低溫運行的輪胎。通過使用更低防滑性能的胎面，胎 面整個壽命可能會輕微減少，但大大改善了滾動阻力，使得車輛的燃 油效率可獲得好得多的表現，同樣地，即便輪胎更換的速度更快，車輛的整個運行費用也可以減少。備選地，胎面10可制成具有
13mm-20mm的全深度，而通過使用這些延伸深度的刀槽花紋20、 22、 22A和24,在輪胎2的整個壽命期間將獲得改善的牽引性能的好處。 當前，有一種獲得更大的車輛燃油效率的變化，其結果是這樣一種觀 念，最初提供較低的防滑深度，但通過提供匹配全深度花紋溝的花紋 溝深度的更深的刀片，將使得車輛在輪胎壽命期間能夠以更大的燃油 效率運行而無需犧牲牽引力。這些商用卡車具有在帶束層增強結構之 上的胎面基部，其典型地將允許使用如本發明所提出的這種更深的刀 槽花紋。備選地，即便在別的輕型卡車和轎車胎中，提供根據本發明 的更長深度的切口或刀槽花紋將意味著，由于在輪胎的整個壽命期間 都保持刀槽花紋的抓著邊緣，在冰、雪、和濕地上的牽引力將會優于 使用當前的輪胎所獲得的牽引力。通常公認的是，對于刀槽花紋而言， 當輪胎是新的時，濕地牽引性能最好。然而，當輪胎磨損到完全磨損 狀態時，牽引力顯著地減少。本發明試圖通過提供在輪胎的整個胎面 壽命期間可用的切口或刀槽花紋來使此效率的降低最小化。盡管圖中 所示出的典型實例使用了具有花紋條6形狀的胎面元件的胎面花紋， 但應懂得，本發明可用于任何胎面花紋之中，包括那些使用塊狀胎面 元件或別的形狀的胎面元件的胎面花紋，其中，不僅使用了長的連續 延伸的圓周花紋溝，而且還使用了結合根據本發明的深刀槽花紋的側 向花紋溝。
根據這里所提供的描述，本發明可能具有各種變形。為了說明本 發明，雖然示出了某些代表性的實施例及細節，但對本領域技術人員 而言，在不脫離本發明的范圍下，可在其中做出不同改變和修改是顯 而易見的。因而，應當理解，可在特定實施例中做出修改，而落在所 附權利要求所限定的本發明的整個意圖保護的范圍內。
權利要求
1. 一種用于輪胎的胎面，所述胎面具有多個胎面元件，各胎面元件的形狀由多個開口花紋溝限定，所述胎面具有至少一個全深度花紋溝，其具有限定最內側位置的徑向最內側花紋溝底部，該最內側位置用來測量胎面深度，完全磨損胎面磨損深度水平，其在全深度花紋溝底部上方徑向地延伸距離X，其特征在于與所述至少一個全深度花紋溝相鄰的至少一個胎面元件，所述至少一個胎面元件具有一個刀槽花紋或多個刀槽花紋，所述刀槽花紋自所述胎面元件的外表面徑向向內地延伸到大于距離X的深度處。
2. 如權利要求1所述的輪胎胎面，其特征還在于 模制到所述胎面中的胎面磨耗標記，其指示距離X的位置，限定完全磨損胎面深度。
3. 如權利要求1所述的胎面，其特征在于，所述至少一個刀槽 花紋延伸越過所述至少一個胎面元件的徑向最外側表面的至少一部 分，穿過開口的胎面元件的側壁，或連接到所述至少一個全深度花紋 溝上。
4. 如權利要求3所述的胎面，其特征在于，所述側壁具有彎曲 的徑向內部部分，所述徑向內部部分延伸至所述至少一個全深度花紋 溝的花紋溝底部，并且其中，所述刀槽花紋延伸穿過該彎曲部分至所 述花紋溝底部，所述花紋溝底部具有等于或大于所述全深度花紋溝底 部的最大深度。
5. 如權利要求2所述的胎面，其特征在于，所述胎面具有多個 全深度花紋溝和多個胎面元件，各胎面元件具有 一個刀槽花紋或多個 刀槽花紋，各胎面元件內的所述刀槽花紋中的至少一個刀槽花紋至少 延伸距離X。
6. 如權利要求5所述的胎面，其特征在于，各胎面元件內的至少一個刀槽花紋延伸至所述胎面的全深度，并和位于花紋溝底部處的 全深度花紋溝相交。
全文摘要
本發明涉及具有帶全深度刀槽花紋的胎面的輪胎，具體而言，公開了一種用于具有多個胎面元件或花紋條(6)的輪胎(2)的胎面(10)。該胎面(10)具有至少一個全深度花紋溝(12)。該全深度花紋溝(12)具有徑向最內側花紋溝底部(14)。與此至少一個全深度花紋溝(12)相鄰的至少一個胎面花紋條(6)具有一個或多個刀槽花紋21、22、22A或24，這些刀槽花紋自胎面花紋條(6)的徑向最外表面徑向向內地延伸到大于距離X的深度處。距離X限定完全磨損胎面深度水平，其在全深度花紋溝底部(14)上方徑向地延伸。優選地位置X由模制進胎面的胎面磨耗標記(TWI)限定。
文檔編號B60C11/13GK101412350SQ200810169769
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月15日 優先權日2007年10月15日
發明者巴西 O·德 申請人:固特異輪胎和橡膠公司