專利名稱：胎面保護(hù)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目標(biāo)是改進(jìn)重型車輛輪胎的胎面；它尤其是涉及具有一種胎面花紋的胎面，這種胎面花紋由基本上呈條狀胎紋(rib)或塊狀胎紋(block)和條狀胎紋結(jié)合的胎面花紋元件組成。
本發(fā)明尤其試圖用于重型車輛非傳動(dòng)軸的子午線胎體(radial-carcass)輪胎。
背景技術(shù)：
這種輪胎通常包括一個(gè)突出在胎冠帶徑向外側(cè)的胎體加強(qiáng)件，而胎冠帶本身突出在具有胎面花紋的胎面上，這種胎面花紋基本上由通常為圓周方向的條狀胎紋組成。此外，已知(US 4,480,671)在這種胎面的每一側(cè)面區(qū)域上具有位于胎面軸向外側(cè)的側(cè)條狀胎紋，且側(cè)條狀胎紋的子午線輪廓基本上平行于形成胎面主要中間區(qū)域幾何包絡(luò)線的幾何輪廓的子午線輪廓，并位于其徑向內(nèi)側(cè)。
“徑向內(nèi)部”可以理解為表示當(dāng)輪胎是新的時(shí)候，包括一個(gè)徑向外側(cè)面的側(cè)條狀胎紋相對(duì)偏移于輪胎的行駛面。當(dāng)開始與路面接觸時(shí)，在支撐負(fù)載的作用下，構(gòu)成胎面的材料受壓，這使得側(cè)條狀胎紋與路面接觸。初始偏移必須足以在該側(cè)條狀胎紋上產(chǎn)生接觸壓力，同時(shí)促進(jìn)相對(duì)于路面的滑動(dòng)，從而優(yōu)先在該條狀胎紋上產(chǎn)生磨損，進(jìn)而避免胎面的邊緣條狀胎紋產(chǎn)生不規(guī)則的磨損。應(yīng)該注意到，在胎面的整個(gè)使用周期內(nèi)維持該偏移。采用的平均偏移至少等于1mm，最大等于6mm。當(dāng)輪胎是新的時(shí)候，當(dāng)然應(yīng)該根據(jù)構(gòu)成胎面的材料(橡膠混合物)的性質(zhì)和這些材料在受壓時(shí)的機(jī)械特性采用這種初始偏移量。
由于這種布置，能夠在胎面邊緣保持銳邊(sharp edge)(也就是說沒有倒圓)，形成在每一所述邊緣徑向外側(cè)的條狀胎紋用作所謂的“犧牲”條狀胎紋，也就是說為了降低相鄰邊緣條狀胎紋的磨損，加大了“犧牲”條狀胎紋的磨損。這種犧牲條狀胎紋與胎面軸向最外側(cè)的條狀胎紋之間軸向間隔一個(gè)周向窄槽，該周向窄槽的深度基本上與形成所述胎面條狀胎紋的胎面凹槽深度相等。
這種結(jié)構(gòu)在使用中已經(jīng)充分證明有效；但是，應(yīng)該注意到，在當(dāng)前使用條件下，當(dāng)胎面，更具體地是這些胎面的軸向外緣，在行駛過程中承受沖擊時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致間隔邊緣條狀胎紋與犧牲條狀胎紋的周向窄槽底部的橡膠混合物破裂。為了降低破裂的風(fēng)險(xiǎn)，已知限制這些槽的深度，但是在這種情況下，犧牲條狀胎紋的技術(shù)效果無法在胎面的整個(gè)使用周期內(nèi)持續(xù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種胎面，其結(jié)構(gòu)特征在于能夠維持犧牲條狀胎紋效果，以防止胎面軸向外側(cè)邊緣上產(chǎn)生不規(guī)則磨損，這種胎面本身具有胎面花紋，這種胎面花紋由一些通常是周向的主凹槽形成凸出(in relief)元件(條狀胎紋、塊狀胎紋)而組成。此外，在使用中，該胎面承受外部沖擊并可以防止凹槽的底部產(chǎn)生破裂。
根據(jù)本發(fā)明的胎面包括一個(gè)具有兩個(gè)邊緣的行駛面，該行駛面在軸向由兩個(gè)側(cè)面限制，且該行駛面位于兩個(gè)側(cè)面中間，該行駛面與地面接觸，該胎面在其行駛面上包括，由凹槽限定出的凸出元件(條狀胎紋、塊狀胎紋)形成的胎面花紋，至少一個(gè)所述凹槽位于胎面的縱向且深度為H。該胎面在其至少一個(gè)邊緣軸向外側(cè)，包括至少一個(gè)凸出元件，稱為“保護(hù)元件”或作為選擇地稱為“犧牲元件”，其具有相對(duì)于凸出元件的接觸面向胎面徑向內(nèi)側(cè)偏移的接觸面，其中保護(hù)元件防止凸出元件產(chǎn)生不規(guī)則磨損；該保護(hù)元件和其保護(hù)的凸出元件具有兩個(gè)軸向相對(duì)的側(cè)面，這兩個(gè)側(cè)面形成深度為V的切口，深度V與深度H大致相等。該胎面的特征在于保護(hù)元件通過一些橡膠連接梁(connecting bridge)與受保護(hù)的胎面花紋元件相連，這些梁連接受保護(hù)元件和保護(hù)元件的相對(duì)側(cè)面。
為了保持胎面邊緣元件的保護(hù)性條狀胎紋效果，同時(shí)降低分隔所述保護(hù)條狀胎紋和所述邊緣部件的切口底部對(duì)沖擊的敏感性，作為所討論胎面尺寸和其所含材料的函數(shù)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將可以選擇，連接梁和這些梁所影響表面的數(shù)目。
此外，凸出的保護(hù)元件在胎面的縱向(也就是說，一旦將所述胎面裝到輪胎上時(shí)，在圓周方向)可以是連續(xù)或不連續(xù)的。為了保護(hù)輪胎邊緣元件的整個(gè)圓周，該連續(xù)保護(hù)元件或一串該不連續(xù)保護(hù)元件必須在輪胎全部圓周上延伸。
保護(hù)元件外表面的徑向偏移值選擇成在使用安裝具有保護(hù)元件的胎面的輪胎的情況下，允許地面和該表面之間接觸。優(yōu)選地，當(dāng)輪胎是新的時(shí)候，這種偏移不為0且大于1mm。如美國專利US 4,480,671中所述，兩個(gè)元件(邊緣和偏移)之間在滾動(dòng)長度上的差異導(dǎo)致在偏移元件上產(chǎn)生制動(dòng)力，從而將磨損集中在該元件上，防止邊緣部件產(chǎn)生不規(guī)則磨損?！爸苿?dòng)力”可以理解為表示地面對(duì)胎面花紋元件施加的力，所述力與輪胎前進(jìn)方向相反。
在胎面至少一個(gè)邊緣上的凸出元件為條狀胎紋的情況下，建議保護(hù)元件也采用條狀胎紋，且條狀胎紋通過一些連接梁與邊緣條狀胎紋相連。這些梁規(guī)則地分布在胎面縱向不同深度上，以在部分磨損后不同時(shí)出現(xiàn)在行駛面上。
優(yōu)選地，連接梁在切口的深度方向上延伸超過所討論切口深度V的40％。
在胎面包括一些周向布置在胎面至少一個(gè)邊緣上的塊的情況下，可以具有連續(xù)條狀胎紋或多個(gè)塊狀胎紋，后者可以與其它連接梁互相連接。在所有的情況下，保護(hù)元件和受保護(hù)元件外接觸面之間的初始偏移選擇成，使得只要具有根據(jù)本發(fā)明胎面花紋的新輪胎開始旋轉(zhuǎn)，或者甚至在與胎面因?yàn)槟p而更換前的總使用時(shí)間相比相對(duì)短的初始使用時(shí)間內(nèi)，則這兩個(gè)面在行駛過程中與地面接觸。
橋接(bridging)表面，也就是說連接梁與保護(hù)元件相交的全部表面，確定成保持足夠的靈活性，以使所述保護(hù)元件在行駛過程中接觸地面。
在保護(hù)元件和邊緣的被保護(hù)元件之間使用連接梁可以提供寬度更大的切口，同時(shí)仍然可以受益于支撐在第二元件上的第一元件(為了在行駛和轉(zhuǎn)向過程中獲得這種支撐，切口的寬度通常受限制)。
為了產(chǎn)生這種胎面花紋，可以使用公知的技術(shù)，包括用具有能承受胎面模制和硫化力的基本特征的片狀材料，模制分隔保護(hù)元件與其保護(hù)的胎面邊緣的窄槽，為了形成連接犧牲元件和胎面邊緣的連接元件，這種片具有多個(gè)孔，以允許橡膠混合物在所述模制過程中穿過。
另一種生產(chǎn)方法包括，如以傳統(tǒng)方式模制具有輕微偏移的接觸面，同時(shí)模制在胎面厚度方向上延伸，并在縱向規(guī)律地間隔分布的凹陷(wells)或開孔(cavities)。這些凹陷之間的間隔在胎面模制過程中用橡膠混合物填充，以形成從接觸保護(hù)元件的外表面延伸的連接梁。
優(yōu)選地，在胎面縱向測量具有平均長度D，以及在胎面橫向測量具有平均寬度d的每個(gè)凹陷，具有處于1mm2至10mm2之間的截面積。
優(yōu)選地，每個(gè)凹陷的長度D在長度方向上測量處于2.5mm至15mm之間。更優(yōu)選地寬度d小于長度D。
如果“L”表示每個(gè)凹陷之間在圓周方向上的距離，則為了使保護(hù)元件和被保護(hù)元件之間具有足夠的連接剛度，該距離優(yōu)選地為尺寸D的1至6倍。更優(yōu)選地，每個(gè)凹陷之間的距離L是凹陷平均長度D的2至4倍。
凹陷可以具有任何截面幾何形狀，尤其是圓形、橢圓、矩形、三角形或半圓形、半橢圓形，或半矩形。為了在使用過程中盡可能地避免在某些點(diǎn)應(yīng)力集中，優(yōu)選地使用這樣的凹陷幾何形狀，其輪廓中沒有角點(diǎn)(angular point)(特別地，圓形優(yōu)于矩形)。
在凹陷具有圓形或橢圓形截面的情況下，凹陷的平均方向(也就是說凹陷母線(generatrix)的方向)可以是，從子午線截面看，也就是說包括輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的平面，在初始狀態(tài)垂直于凸出元件外表面或作為選擇，相對(duì)于這樣的垂直線具有一個(gè)傾角。在后一種情況中，傾角優(yōu)選地小于或等于25°。更優(yōu)選地，角度處于0°至15°之間。


參考附圖，根據(jù)下文給出的說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，圖中通過非限制性的例子，表示本發(fā)明目標(biāo)的實(shí)施例。
圖1表示通過根據(jù)本發(fā)明輪胎胎面邊緣的截面圖，截面沿著圖2中的直線I-I。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明胎面的部分正視圖。
圖3，4和5表示根據(jù)本發(fā)明的不同布置。
圖6表示一種實(shí)施例，還包括開在偏移條狀徑向外部側(cè)面上的通道(channel)。
圖7表示另一種實(shí)施例，包括兩個(gè)分隔保護(hù)元件和被保護(hù)元件的切口。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，可以看到根據(jù)本發(fā)明的胎面1的部分視圖。該部分截面圖表示用一個(gè)深度為H的縱向凹槽2分隔胎面1邊緣條狀胎紋3和胎面花紋的另一個(gè)條狀胎紋3′。
為了防止該邊緣條狀胎紋3的外表面30產(chǎn)生不規(guī)則磨損，更具體地防止其軸向外部銳邊31被磨圓，一個(gè)稱為“保護(hù)”條狀胎紋4布置在軸向外側(cè)。該保護(hù)條狀胎紋4具有外部接觸面41，其用于在行駛過程中與路面接觸，相對(duì)于該保護(hù)條狀胎紋4和邊緣條狀胎紋3旋轉(zhuǎn)軸線測量的滾動(dòng)半徑差異導(dǎo)致增大保護(hù)條狀胎紋4上的滑動(dòng)，從而在該條狀胎紋上導(dǎo)致明顯的磨損，相應(yīng)地降低邊緣條狀胎紋3上的不規(guī)則磨損。
該保護(hù)條狀胎紋4在胎面厚度方向上偏移量為f，且通過由相對(duì)凹陷42，32(分別是保護(hù)條狀胎紋4和邊緣條狀胎紋3的凹陷)形成的深度為V(相對(duì)于保護(hù)條狀胎紋4的外表面41測量)的窄切口5分隔邊緣條狀胎紋3；如圖2中所示，這些凹陷42，32通過一些橡膠混合物制成的連接梁6相連，圖2表示相同胎面相同部分的正視圖。
“窄切口”在這里理解為表示寬度小于3mm的切口。
圖2表示分隔保護(hù)條狀胎紋4和邊緣條狀胎紋3的寬度為d的窄切口5，該窄切口5包括一些從保護(hù)條狀胎紋4的接觸面41延伸到切口5底部的橡膠連接梁6。如果切口5由尺寸為d和D(后面的尺寸在胎面縱向測量)的連續(xù)凹陷51形成，則任何事情都可能發(fā)生。這些凹陷51從保護(hù)條狀胎紋4的接觸面41延伸到切口底部。
每一切口或凹陷的深度V可以與主凹槽2的深度H相同或不同。
有利地，保護(hù)條狀胎紋4徑向外表面41的偏移f不為0且設(shè)置成，在與具有這種胎面的輪胎額定負(fù)載相等的負(fù)載下，所述外表面41與輪胎行駛的路面相接觸。在與路面接觸后，在整個(gè)使用周期內(nèi)，保護(hù)條狀胎紋4的偏移通過自動(dòng)磨損維持，保護(hù)條狀胎紋4和邊緣條狀胎紋3之間的連接梁6提供足夠的機(jī)械連接，以防止切口5底部破裂。
為了制造這種胎面，多個(gè)凹陷可以模制成具有合適的形狀和尺寸的模制元件，這些模制元件布置成凸出于胎面模具的模制面。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以在胎面的模制和硫化前，在邊緣條狀胎紋和犧牲條狀胎紋之間布置一個(gè)嵌入物，所述嵌入物具有合適數(shù)目的孔，使橡膠混合物在胎面硫化操作過程中穿過這些孔，從而形成期望數(shù)目的連接梁和期望的布置。該嵌入物選擇成用允許模制的材料制成，并可以在模制后整體或部分拆除，或在滾動(dòng)過程中逐漸消除。
在一個(gè)用于尺寸為295/80 R 22.5的輪胎的胎面實(shí)施例中，選擇的尺寸為d＝2mmD＝3mmL＝7mm(L是連接梁在圓周方向測量的長度)。
為了簡化和清晰，在下圖中，相同特征的元件用相同附圖標(biāo)記表示。
在圖3中，表示了另一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的胎面實(shí)施例。在該情況中，分隔保護(hù)元件4和邊緣條狀胎紋3的凹槽5包括一個(gè)第一部分5a，形成一個(gè)深度為h的縱向槽，延伸出一個(gè)第二部分5b。開在犧牲元件4接觸面41上的第一部分5a不包括連接梁，而第二部分5b與圖1和2所示實(shí)施例中的部分相似，且包括一些連接梁6。分隔凹槽5第一部分5a的寬度d′大于分隔凹槽第二部分的寬度d。
以這種方式，當(dāng)胎面是新的時(shí)候，可以保持邊緣條狀胎紋更大的橫向機(jī)動(dòng)性，并可以保護(hù)分隔槽的底部。
在圖4中，每一凹陷6的末端，靠近保護(hù)元件4的外表面41和位于切口5的底部，分別具有更大的截面5′和5″，以降低這些部分中的應(yīng)力集中。優(yōu)選地，這些具有更大截面5′和5″的部分的截面大約是切口5截面的2.5倍。
圖5中的實(shí)施例表示保護(hù)元件4與邊緣元件3通過切口5分隔，切口5實(shí)際上由位于子午面中的連續(xù)凹陷51形成，也就是說穿過輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的凹陷，且從垂直于犧牲元件4接觸面41的直線平均傾斜α角。優(yōu)選地，該平均角α大致等于15°。
后面的布置使得可以更好地控制接觸區(qū)域中的力。
圖6中的實(shí)施例表示圖3中所示的實(shí)施例結(jié)合了開向保護(hù)條狀胎紋4軸向外部側(cè)面43的通道7。這種結(jié)合提供了下列優(yōu)點(diǎn)，即使得保護(hù)條狀胎紋4和胎面邊緣中的操作溫度非常顯著地降低。在該實(shí)施例中，每一通道7具有基本圓形的截面并與至少一個(gè)凹陷6相連。此外，每一通道7延伸到邊緣條狀胎紋3軸向內(nèi)側(cè)的圓周槽2中。保護(hù)元件4接觸面41的偏移f優(yōu)選地選擇成當(dāng)輪胎是新的時(shí)候或如果需要在初始磨損后，使得該表面與地面接觸。
有利地，通道的平均截面為圓形，且直徑處于1.5mm至3mm之間。
為了制造這種胎面，上述一種或另一種方法可以通過與胎面成橫向的指狀物與通道的模制結(jié)合使用，例如專利WO 98/54009中所公開的。
本發(fā)明不局限于說明和顯示的實(shí)施例，可以對(duì)其作出多種改進(jìn)，而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。
特別地，在所述實(shí)施例中的縱向條狀胎紋(也就是說，在輪胎上處于圓周方向的條狀胎紋)是直線的，但它們也可以是鋸齒形的。此外，當(dāng)胎面邊緣的胎面花紋元件是可以通過連接梁在圓周方向上互相連接的塊時(shí)，可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。保護(hù)部分也可以形成一些與胎面相鄰元件分離的塊，這些相鄰元件由具有或不具有連接梁的切口保護(hù)。
在另一種形式的實(shí)施例中(如圖7所示)，保護(hù)條狀胎紋4通過兩個(gè)凹陷6，6′的排列與邊緣條狀胎紋3分離，凹陷6，6′軸向彼此靠近，并靠近邊緣條狀胎紋，從而一串凹陷6′在圓周方向上偏移于另一串凹陷6。這種形式的實(shí)施例增加了負(fù)載靈活性，使得保護(hù)元件4可以與路面滑動(dòng)接觸。在這種形式的實(shí)施例中，可認(rèn)為凹陷6和6′具有大致相同的深度或作為選擇，具有不同的深度。
所述實(shí)施例的切口或凹陷可以具有不一致的寬度d并向所述切口底部增大。
權(quán)利要求
1.一種胎面(1)，其包括一個(gè)具有兩個(gè)邊緣的行駛面，該行駛面在軸向由側(cè)面限制，且該行駛面位于兩個(gè)側(cè)面中間，該行駛面用于與地面接觸；該胎面在其行駛面上包括，由凹槽(2)限定出的凸出元件(3，31)所形成的胎面花紋，至少一個(gè)所述凹槽位于胎面的縱向且深度為H；該胎面在其至少一個(gè)邊緣軸向外側(cè)，包括至少一個(gè)凸出元件(4)，稱為“保護(hù)元件”，“保護(hù)元件”具有相對(duì)于受其保護(hù)不產(chǎn)生不規(guī)則磨損的凸出元件(3)的接觸面(30)向胎面徑向內(nèi)側(cè)偏移的接觸面(41)，偏移使得在地面上接觸產(chǎn)生的力為制動(dòng)力；該保護(hù)元件(4)和受保護(hù)的凸出元件(3)具有兩個(gè)軸向相對(duì)的外側(cè)面(42，32)，并形成深度與深度H大致相同的切口(5)，該胎面的特征在于保護(hù)元件(4)通過至少一個(gè)連接所述元件相對(duì)側(cè)面(42，32)的橡膠連接梁(6)與受保護(hù)的元件(3)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的胎面，其特征在于每一保護(hù)元件(4)通過一些在胎面縱向規(guī)則分布的橡膠連接梁(6)與受保護(hù)元件(3)相連。
3.如權(quán)利要求1或2所述的胎面，其特征在于橡膠連接梁(6)在保護(hù)元件(4)和受保護(hù)元件(3)之間的切口(5)的深度方向上延伸超過至少40％。
4.如權(quán)利要求1或3所述的胎面，其特征在于橡膠連接梁(6)從保護(hù)元件(4)的接觸面延伸到分隔保護(hù)元件(4)和受保護(hù)元件(3)的切口(5)底部，所述梁之間的間隔形成平均長度為D、平均寬度為d的凹陷(51)，長度D在胎面縱向測量，寬度d在胎面軸向或橫向測量，每一凹陷具有處于1mm2至10mm2之間的截面積。
5.如權(quán)利要求4所述的胎面，其特征在于每個(gè)凹陷(51)之間在圓周方向上的距離L是長度D的1至6倍，且在這種情況下，在軸向測量的凹陷寬度d小于長度D。
6.如權(quán)利要求4或5所述的胎面，其特征在于凹陷(51)在胎面厚度上的平均方向，從子午線截面看，也就是說包括輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的平面，相對(duì)于垂直于保護(hù)元件接觸面的直線形成一個(gè)平均傾斜角度，其小于或等于25°。
7.如權(quán)利要求4至6中任意一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于每一凹陷(51)在徑向內(nèi)端或外端中的至少一個(gè)上包括加寬部分(5′，5″)。
8.如權(quán)利要求4至7中任意一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于凹陷(51)在底部開始于一個(gè)形成縱向槽(5a)的第一部分，縱向槽(5a)通向犧牲元件(4)的接觸面(41)且沒有連接梁。
9.如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于還具有一些橫向通道(7)位于至少一個(gè)保護(hù)元件(4)內(nèi)部，并通向所述元件的一個(gè)外側(cè)面。
10.如權(quán)利要求9所述的胎面，其特征在于橫向通道(7)與位于保護(hù)元件(4)中的凹陷(51)相連。
全文摘要
一種胎面(1)包括一種由凸出元件(3，31)形成的胎面花紋，這些凸出元件(3，31)由凹槽(2)分隔，這些凹槽中至少一個(gè)位于胎面縱向且深度為H。所述胎面包括，在其至少一側(cè)的軸向外部，至少一個(gè)凸出元件(4)，稱為保護(hù)元件，其具有相對(duì)于凸出元件(3)接觸面(30)向胎面內(nèi)側(cè)偏移的接觸面(41)，且其保護(hù)凸起元件(3)不產(chǎn)生不規(guī)則磨損。凸出元件(4)通過連接所述元件側(cè)面(42，32)的橡膠連接梁(6)與受保護(hù)元件(3)相連。
文檔編號(hào)B60C11/117GK1805858SQ200480016789
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月16日
發(fā)明者J·米利諾羅坡茨 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司