專(zhuān)利名稱：具有限定彎曲刀槽花紋的輪胎和胎面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎。尤其是，本發(fā)明涉及一種輪胎胎面， 并且刀槽花紋在輪胎胎面中。
背景技術(shù)：
充氣輪胎的胎面部分通常包括許多周向和側(cè)向延伸槽并限定結(jié)合 地面的胎面元件，該元件是以塊或棱或及其組合的形式。該胎面元件 的特定尺寸和形狀大大有助于輪胎的整個(gè)性能，并因該理由設(shè)計(jì)來(lái)實(shí) 現(xiàn)理想的輪胎性能。
除輪胎結(jié)構(gòu)中提供的槽之外，輪胎胎面常常提供刀槽花紋。刀槽
花紋是具有寬度在約0.1%到1%胎面寬度范圍內(nèi)的槽，例如沿軸向胎
面表面的弧長(zhǎng)。當(dāng)其位于輪胎輪跡以零速度并在通常的負(fù)荷及壓力下 該刀槽花紋趨于閉合。刀槽花紋通常由鋼制刀片插入鑄型或機(jī)制?；?胎面團(tuán)形成。
刀槽花紋可周向或側(cè)向繞胎面延伸，并且可與主胎面槽一樣深， 或具有比該槽更大的深度。該刀槽花紋可穿過(guò)棱和胎面塊的側(cè)壁或被 限于胎面元件內(nèi)?，F(xiàn)還公知可采用具有可沿其長(zhǎng)變化深度的刀槽花 紋。
胎面中刀槽花紋的存在增加了胎面中尖銳邊緣的數(shù)量。各尖銳邊
緣的局部高壓改進(jìn)了胎面表面的摩擦接觸和抓地效果，使輪胎在潮濕 路面和冰雪上具有較好的牽引性能。此外，刀槽花紋改進(jìn)了胎面元件 的撓性而不破壞其可靠性。刀槽花紋相對(duì)面間的相對(duì)易于縱向滑動(dòng)弱 化了胎面抵抗路面和胎面接觸區(qū)間彎曲的能力，并且因此減緩了輪胎的
熱量積聚；然而刀槽花紋相對(duì)面間的滑動(dòng)產(chǎn)生了刀槽花紋相對(duì)面間的 摩擦并導(dǎo)致刀槽花紋的磨損。
然而，在輪胎壽命期間，胎面元件的撓性需要能夠改變，并且本 發(fā)明涉及的具有刀槽花紋的輪胎和胎面，反映了這一改變需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)其中具有刀槽花紋的接合地面的輪胎胎面。本發(fā)明還 公開(kāi)了其中具有刀槽花紋的輪胎，和形成刀槽花紋的刀片。
本文公開(kāi)了輪胎和胎面，胎面具有產(chǎn)生胎面表面的多個(gè)接合地面 的胎面元件，并且至少一個(gè)胎面元件中具有刀槽花紋。該刀槽花紋具 有相對(duì)端點(diǎn)，和在相對(duì)端點(diǎn)間測(cè)量的刀槽花紋長(zhǎng)。在胎面表面的平行 平面，該刀槽花紋徑向外部結(jié)構(gòu)由連續(xù)非線性彎曲限定，該彎曲至少
為一個(gè)半徑R。刀槽花紋彎曲半徑R的值從胎面表面到刀槽花紋底部 增大，刀槽花紋底部結(jié)構(gòu)由無(wú)限半徑值R限定。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，該刀槽花紋結(jié)構(gòu)為，在垂直平面，沿該刀 槽花紋的長(zhǎng)，從刀槽花紋長(zhǎng)度的中點(diǎn)到各刀槽花紋的邊緣，該刀槽花 紋結(jié)構(gòu)由增大的彎曲Y限定。
在本發(fā)明的另一方面，該胎面元件包括具有相對(duì)邊緣的刀槽花 紋，和與刀槽花紋相對(duì)邊緣對(duì)應(yīng)的刀槽花紋端點(diǎn)，使刀槽花紋延伸通
過(guò)胎面元件的整個(gè)寬度。可代替的，該刀槽花紋可以為盲刀槽花紋， 使至少一個(gè)刀槽花紋端點(diǎn)位于胎面元件中，并且不與任何胎面元件邊 緣相交。如果兩個(gè)刀槽花紋端點(diǎn)均位于胎面元件中，該刀槽花紋可認(rèn) 為完全嵌于胎面元件。
在本發(fā)明的另一方面，該刀槽花紋具有至少10%但不超過(guò)徑向最 內(nèi)部的45%刀槽花紋深度Ds的徑向最內(nèi)部分，并且該徑向最內(nèi)部具有 由無(wú)限半徑R限定的結(jié)構(gòu)，
在本發(fā)明的另一方面，相對(duì)刀槽花紋的端點(diǎn)間可畫(huà)理論線，并且 該理論線與刀槽花紋的底部在同一垂直平面?？商鎿Q的，該理論線與 刀槽花紋的底部可在軸向偏移的垂直平面上.
在本發(fā)明的另一方面，在刀槽花紋的端點(diǎn)，該刀槽花紋具有直線 垂直結(jié)構(gòu)。
還公開(kāi)了一種形成已公開(kāi)刀槽花紋的刀片。該刀片具有在輪胎胎 面中形成刀槽花紋的從正到負(fù)間隔的部分。該刀片這樣就具有形狀生 成部，該部分具有相對(duì)端點(diǎn)、在相對(duì)端點(diǎn)間測(cè)量的長(zhǎng)度和深度。在垂 直于刀片深處的面，刀片的徑向外部結(jié)構(gòu)由連續(xù)非線性彎曲限定，該 彎曲具有至少一個(gè)半徑R，半徑R的值從刀片頂部到刀片底部逐步增 大，刀片底部具有無(wú)限半徑R限定的結(jié)構(gòu)。 定義
下列定義對(duì)照用于公開(kāi)本發(fā)明。 "軸向"和"在軸向"在此用于指平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸的線或方向。 "刀片"是一種通常寬度很小的元件，用于在輪胎硫化模具內(nèi)形 成突起，該模具用于形成胎面設(shè)計(jì)花紋。所述的突起在加工完畢后的 輪胎胎面內(nèi)形成凹陷。
一般地，刀片不同于胎面硫化模具中的肋。所
述的模具中的肋也是一種突起，但肋在完成后的胎面上形成的是花紋 溝，而刀片則用于形成刀槽花紋。
"徑向"或"在徑向"用于表示徑向朝向或遠(yuǎn)離輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
"刀槽花紋"是指模制于胎面元件內(nèi)的細(xì)槽，其將胎面元件細(xì)分
并能提高牽引性能，刀槽花紋的寬度在約0.1%到1%的胎面寬度范圍
內(nèi)，其在輪胎接地部?jī)?nèi)趨向于完全閉合。刀槽花紋的深度可以沿胎面 周向變化，或者一條刀槽花紋的深度恒定而另外一條刀槽花紋的深度 在輪胎內(nèi)變化。


本發(fā)明將通過(guò)例子參照附圖來(lái)論述，其中
附圖l表示其中具有刀槽花紋的胎面元件；
附圖2A-2D表示沿胎面元件刀槽花紋長(zhǎng)的橫切截面；
附圖2E表示可替代刀槽花紋結(jié)構(gòu)；
附圖3表示其中具有刀槽花紋胎面元件的頂視附圖4表示在約25%磨損胎面元件的頂視附圖5表示在約50%磨損胎面元件的頂視圖；和
附圖6-9表示可替代刀槽花紋結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
以下文字是實(shí)施本發(fā)明的預(yù)期方式或最佳方式。本說(shuō)明書(shū)是為了 表示本發(fā)明基本原理的目的，而不是用于限定理解。本發(fā)明的范圍最 好參照所附權(quán)利要求確定，
附圖1表示根據(jù)本發(fā)明的具有刀槽花紋12的胎面元件10。該胎面 元件IO是輪胎上的胎面特征，尤其是充氣輪胎上。以熟悉技術(shù)人員公
知的方式，該胎面元件10從側(cè)向和/或周向槽任意組合而形成。當(dāng)該胎 面元件IO表示為單個(gè)胎面段，那些熟悉技術(shù)人員可以理解該胎面元件 IO具有輪胎設(shè)計(jì)人所要求的整個(gè)結(jié)構(gòu)。該元件IO可確定為具有沿任何
水平面的長(zhǎng)或?qū)挾群脱卮怪被驈较?、胎面元件和輪胎相交面方向的?br> 度。此外，該胎面元件10的特征，例如刀槽花紋12，可類(lèi)似于沿水平
面的長(zhǎng)或?qū)挾群脱卮怪被驈较虻纳疃却_定。
所示的刀槽花紋12從胎面元件的一邊14延伸到相對(duì)的胎面元件 的邊16，其中相對(duì)的胎面元件端點(diǎn)18位于與刀槽花紋12長(zhǎng)的相同假 想線20上。在刀槽花紋端點(diǎn)18之間，在胎面表面26的平行面上，位 于刀槽花紋12的相對(duì)的壁面22、 24中間部分的刀槽花紋12中心線， 具有確定半徑R圓弧所限定的結(jié)構(gòu)，如附圖3所示在初始胎面表面26 為Rs,該初始胎面表面26，確定原始胎面元件的高度和刀槽花紋深度 Ds，當(dāng)輪胎是新的，并且沒(méi)有受到任何重大的磨損時(shí)，可以被確定。
當(dāng)胎面表面被磨損，并且該刀槽花紋深度減少，該刀槽花紋12的 圓孤半徑R，從胎面表面的平行面上測(cè)量，當(dāng)?shù)恫刍y12的端點(diǎn)18 保持恒定時(shí)，逐步增大，如附圖4和5所示。附圖4表示在該胎面元 件10接近25%磨損后的胎面元件，其磨損級(jí)是基于原始刀槽花紋深度 Ds。該刀槽花紋中心線具有半徑R25; R25比Rs大.附圖5表示在該 胎面元件10接近50%磨損后的胎面元件，其磨損級(jí)是基于原始刀槽花 紋深度Ds。該刀槽花紋中心線具有半徑R50; R50比R25大。對(duì)于該 刀槽花紋的曲線部分，從胎面表面的平行面上測(cè)量，在各刀槽花紋的 深處，半徑沿刀槽花紋的弧形結(jié)構(gòu)是恒定的。
該刀槽花紋12徑向最內(nèi)部30具有長(zhǎng)度DI，對(duì)應(yīng)于至少10%但不 超過(guò)最內(nèi)部45%，優(yōu)選不超過(guò)最內(nèi)部30%，更優(yōu)選不超過(guò)最內(nèi)部25% 的刀槽花紋深度Ds，如附圖2B-2D所示。該刀槽花紋12徑向最內(nèi)部 30具有無(wú)限的半徑R,因此該刀槽花紋12的底部28具有直的結(jié)構(gòu)。 最好是，該刀槽花紋12的直線結(jié)構(gòu)與刀槽花紋12的端點(diǎn)18間所畫(huà)的 理論線在同一垂直平面。當(dāng)該刀槽花紋12的底部28，在該刀槽花紋12 的邊緣18，與線20對(duì)齊，當(dāng)從垂直于胎面表面26的徑向平面看，該 刀槽花紋12具有直的圖象，如附圖2A所示；由于胎面元件側(cè)壁的傾 斜，該側(cè)邊18略有些變尖。這樣，沿該刀槽花紋12的深處，當(dāng)徑向 從胎面表面看，該刀槽花紋12逐步從高度彎曲的曲線結(jié)構(gòu)發(fā)展到均一 結(jié)構(gòu)。
附圖2A-2D表示該胎面元件10沿不同線A-A、 B-B、 C-C、 D-D 的橫切截面。沿剖面線D-D，該刀槽花紋12鏡像對(duì)稱。如已經(jīng)提到的， 在刀槽花紋的端點(diǎn)18，如附圖1和2A所示，在輪胎的徑向平面，該刀 槽花紋具有直的垂直結(jié)構(gòu)。沿該刀槽花紋的長(zhǎng)，如刀槽花紋端點(diǎn)18間 的線20的平行線確定，從刀槽花紋的邊緣18到刀槽花紋長(zhǎng)的中點(diǎn)32 (在剖面線D-D表示的刀槽花紋)，刀槽花紋的垂直結(jié)構(gòu)具有可變的曲 線結(jié)構(gòu)。如附圖2B-2D所示，徑向朝外并與刀槽花紋的徑向最內(nèi)部30 相鄰的20-30。/o刀槽花紋的深處，具有彎曲Y，并隨其接近刀槽花紋的 中點(diǎn)32而逐步變小.這樣，不考慮該刀槽花紋12和胎面元件IO在水 平面內(nèi)逐步增大的半徑R，在刀槽花紋12的垂直平面(或輪胎的徑向 平面)，沿該刀槽花紋的長(zhǎng)，從刀槽花紋的一端到相對(duì)一端，該刀槽花 紋12具有變小然后增大的彎曲。
附圖2E的刀槽花紋12表示在刀槽花紋長(zhǎng)的中點(diǎn)32的變形橫截面 視圖；其與附圖2D的橫截位置相同。在該刀槽花紋中，徑向最內(nèi)部30 具有長(zhǎng)度DI的大約25%。
此外，彎曲半徑的變化，如在胎面表面平行面所示，也在本發(fā)明 的范圍內(nèi)，只要彎曲半徑隨磨損而變小，并流入直的刀槽花紋底部， 如上所述。 一些彎曲變化的實(shí)施例如附圖6和7所示.對(duì)附圖6表示 的刀槽花紋，刀槽花紋12，具有拋物線的彎曲，而刀槽花紋12"具有 由兩個(gè)半徑Rsl 、 Rs2確定的雙彎曲。在胎面表面平行面上確定的該 兩個(gè)半徑Rsl 、 Rs2最好彼此相等，但一個(gè)半徑可大于另一個(gè)。刀槽 花紋的彎曲可包括兩個(gè)以上的曲線，例如三個(gè)曲線，其中刀槽花紋的 中心線開(kāi)始類(lèi)似之字形圖案。
本發(fā)明刀槽花紋結(jié)構(gòu)的技術(shù)效果如下。當(dāng)胎面深處相對(duì)高，具有 新胎面時(shí)，胎面元件具有高度的柔性。為了硬化采用胎面特征的胎面， 彎曲的、三維刀槽花紋將產(chǎn)生閉鎖效果。該三維刀槽花紋的使用還允 許用于制造該刀槽花紋刀片的強(qiáng)化；特別是在例中刀槽花紋完全嵌入 胎面元件，例如盲刀槽花紋。當(dāng)胎面磨損，由于變小的元件高度，胎
面硬化的需要通過(guò)其中或自身胎面特征隨胎面元件變短逐步變小。這 樣，由三維刀槽花紋產(chǎn)生的胎面硬化的需要也變小。在本發(fā)明中，在 胎面表面，刀槽花紋12具有更大的三維特征，這些特征隨胎面硬化特征需要的逐步變小而逐步變小。當(dāng)該需要大大變小時(shí)，刀槽花紋12僅 具有無(wú)硬化的二維結(jié)構(gòu)，這樣就不再提供增大的剛度，但仍然提供刀 槽花紋本身具有的理想牽引特性。
用于制造本發(fā)明刀槽花紋刀片具有刀槽花紋相應(yīng)形狀的刀片主體 部，并大體上正的間隔，或負(fù)間隔，使論述刀槽花紋同樣的語(yǔ)言也論 述形成刀槽花紋的刀片。該刀片被確定為限定刀片長(zhǎng)度和深度的相對(duì) 端點(diǎn)。在垂直于刀片深處的面，刀片的徑向外部具有非線性彎曲，該 彎曲具有至少一個(gè)半徑R，半徑R的值逐步沿刀片深度增大，到具有 無(wú)限半徑R的刀片底部。最好的，不超過(guò)刀片最低部分的45%具有無(wú) 限半徑R。
為了產(chǎn)生附圖l和6的刀槽花紋12、 12，，在垂直面，刀片具有繞 從刀片邊緣增大半徑的刀片中長(zhǎng)的鏡像對(duì)稱。
刀片由金屬制成，最好為鋼，并用于模制刀槽花紋12，刀片安裝 到胎面模中，使刀片直的底部凸出到模的開(kāi)口空間.熟悉技術(shù)人員易 于理解在胎模中安裝和使用刀槽花紋刀片的合適方法。
附圖8和9表示創(chuàng)造性刀槽花紋和輪胎胎面的變體。
在附圖8中，刀槽花紋12的徑向最內(nèi)部30相對(duì)于刀槽花紋12的 徑向最外部分比較，具有增大的寬度。該增大的寬度部分增加了許多 益處。通過(guò)提供增大的寬度，在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)中，當(dāng)胎面元件經(jīng)過(guò)接觸片 時(shí)，通過(guò)提供增大的寬度部分，其降低了刀槽花紋低部的潛在摩擦接 觸。
如前所述，刀槽花紋12的徑向最內(nèi)部30的直結(jié)構(gòu)最好與連接刀 槽花紋徑向最外部分的刀槽花紋端點(diǎn)18的假想線20在同一垂直平面 內(nèi)。相反地，刀槽花紋底部28可從假想線20相應(yīng)的垂直平面移置。 在該實(shí)施例中，刀槽花紋12具有如附圖9所示結(jié)構(gòu)。該刀槽花紋底部 28從刀槽花紋12的徑向外部軸向移置。該移置量X，沿刀槽花紋中心 線測(cè)量，不超過(guò)5倍的刀槽花紋12寬W。
此外，當(dāng)?shù)恫刍y表示為在胎面元件邊緣14、 16間延伸以實(shí)現(xiàn)胎 面特性時(shí)，刀槽花紋可具有至少置于胎面元件的一端18，并且不對(duì)應(yīng) 于各胎面元件邊緣14或16。該刀槽花紋通常指"盲，，刀槽花紋?？纱?替的，刀槽花紋兩端18可完全嵌于胎面元件10，使該刀槽花紋邊緣18 不與胎面元件邊緣14、 16相交，例如嵌入的刀槽花紋。關(guān)于胎面元件10中刀槽花紋12對(duì)胎面周向的移置，刀槽花紋12可設(shè)置于輪胎設(shè)計(jì) 人預(yù)期的任意方向上。
權(quán)利要求
1.一種輪胎，該輪胎具有胎面，該胎面具有胎面表面和多個(gè)與地面接合的胎面元件(10)，由此至少一個(gè)胎面元件中具有刀槽花紋(12)，該刀槽花紋具有相對(duì)端點(diǎn)(18)，在相對(duì)端點(diǎn)間測(cè)量的刀槽花紋長(zhǎng)度，和徑向深度Ds，該輪胎的特征在于在與胎面表面平行的平面上，該刀槽花紋的徑向外部結(jié)構(gòu)由連續(xù)非線性彎曲限定，該彎曲至少具有一個(gè)半徑R，半徑R的值從胎面表面到刀槽花紋底部(28)增大，刀槽花紋底部具有由無(wú)限半徑R限定的結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，所述輪胎的特征在于，其中在垂直 平面，沿刀槽花紋長(zhǎng)度，從刀槽花紋(12)的長(zhǎng)度中點(diǎn)(32)到相應(yīng) 刀槽花紋的端點(diǎn)(18),該刀槽花紋結(jié)構(gòu)由增大的半徑Y(jié)限定。
3. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，所述輪胎的特征在于，該刀槽花紋 具有至少10"/o但不超過(guò)徑向最內(nèi)部的45n/o的刀槽花紋深度Ds的徑向最 內(nèi)部(30)，并且所述徑向最內(nèi)部具有由無(wú)限半徑R限定的結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，所述輪胎的特征在于，其中相對(duì)刀 槽花紋的端點(diǎn)(18)之間可繪制理論線(20)，并且所述理論線(20) 與刀槽花紋的底部(28)在同一垂直平面內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，所述輪胎的特征在于，其中相對(duì)刀 槽花紋的端點(diǎn)(18)間可畫(huà)理論線(20),并且所述理論線U0)與 刀槽花紋的底部(28)在軸向偏移的垂直平面上。
6. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，所述輪胎的特征在于，在刀槽花紋 的端點(diǎn)(18)，當(dāng)從輪胎的徑向面看，該刀槽花紋(12)具有直線垂 直結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，所述輪胎的特征在于，該胎面元件 具有相對(duì)的邊緣(14、 16)，并且至少一個(gè)刀槽花紋的端點(diǎn)對(duì)應(yīng)于胎 面元件相對(duì)邊緣之一。
8. —種用于安裝在輪胎模具內(nèi)用來(lái)成形輪胎胎面中刀槽花紋的模 具刀片，所述刀片具有相對(duì)端點(diǎn)、在相對(duì)端點(diǎn)間測(cè)量的長(zhǎng)度和深度， 所述刀片的特征在于，在垂直于刀片深度的平面上，所述刀片的徑向外部結(jié)構(gòu)由連續(xù)非 線性彎曲限定，該彎曲具有至少一個(gè)半徑R,半徑R的值從刀片頂部到 刀片底部增大，刀片底部具有無(wú)限半徑R限定的結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求8所述的模具刀片，所述模具刀片的特征在于，在 垂直面，沿刀片的長(zhǎng)度方向，從刀片長(zhǎng)的中點(diǎn)到刀片的相應(yīng)端點(diǎn)，刀 片的結(jié)構(gòu)由逐漸增大的半徑限定。
10. 如權(quán)利要求8所述的模具刀片，所述模具刀片的特征在于，至 少10%但不超過(guò)最底部45%的刀片具有無(wú)限半徑，
全文摘要
一種輪胎，具有胎面，胎面具有產(chǎn)生胎面表面的多個(gè)接合地面的胎面元件，并且至少一個(gè)胎面元件中具有刀槽花紋。在胎面表面的平行平面，該刀槽花紋徑向外部結(jié)構(gòu)由連續(xù)非線性彎曲限定，該彎曲至少為半徑R。該刀槽花紋彎曲半徑R的值從胎面表面到刀槽花紋底部增大，刀槽花紋底部結(jié)構(gòu)由無(wú)限半徑值R限定。
文檔編號(hào)B60C11/12GK101096171SQ200710126229
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者A·-F·G·J·-M·坎布倫, G·V·阮 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司