專利名稱：具有刀槽花紋胎面的輪胎和用于輪胎的刀槽花紋刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括刀槽花紋胎面的輪胎，以及用于產(chǎn)生在輪胎胎面 中的刀槽花紋的刀槽刀片。更具體地，本發(fā)明涉及具有刀槽花紋胎面 的輪胎以及用于制造刀槽花紋的刀槽刀片，所述的刀槽花紋和刀槽刀 片具有交叉結(jié)構(gòu).
背景技術(shù)：
充氣輪胎的胎面部分通常包括多條向圓周方向和側(cè)向延伸的花紋 溝，其限定了與地面接觸的胎面元件，所述的胎面元件為花紋塊或肋 或花紋塊與肋的組合。胎面元件特定的尺寸和形狀顯著地影響輪胎的 整體性能，因此，通過(guò)設(shè)計(jì)胎面元件特定的尺寸和形狀來(lái)獲得所希望 的輪胎性能。輪胎沒(méi)有磨損時(shí)，較高的胎面深度產(chǎn)生較低的胎面剛性。 因而，當(dāng)胎面磨損并且深度減小時(shí)，胎面的剛性增加。
除了在胎面設(shè)置溝槽之外，輪胎胎面通常設(shè)置刀槽花紋。刀槽花
紋是一種寬度大約在胎面寬度的約0.1%到約1%的花紋溝，所述的胎
面寬度也就是胎面表面的圓弧在軸向的長(zhǎng)度。輪胎在正常負(fù)載和壓力 下靜止時(shí)，位于輪胎接地部分的刀槽花紋趨向于閉合。刀槽花紋一般 通過(guò)將鋼制刀片插入鑄件或機(jī)制模具或胎面環(huán)狀體內(nèi)而形成。通常， 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的刀槽花紋是直線形狀或只是在兩個(gè)方向上輕微彎曲的刀槽 花紋，將會(huì)減小其所位于的胎面元件的剛性。
刀槽花紋設(shè)置在胎面元件中會(huì)影響很多輪胎特性。其中之一為干
地剎車性能.干地剎車性能隨胎面剛性的增加而增強(qiáng)；同樣隨胎面剛 性的減小而減小。另一個(gè)輪胎的性能為濕滑路面性能。上述討論過(guò)的 影響胎面剛性的變量將在輪胎的整個(gè)使用壽命中影響輪胎的濕滑性 能，而較低的胎面剛性具有較好的濕滑性能，相比較而言，較高的胎 面剛性會(huì)降低磨損后輪胎的濕滑性能。上述的這些情況產(chǎn)生了對(duì)刀槽 花紋結(jié)構(gòu)相互沖突的需求。
JP4-353431公開(kāi)了一種刀槽刀片；然而，其中披露的所有刀片都 具有分支，且每個(gè)分支刀片具有沿刀槽花紋深度方向的相同的結(jié)構(gòu)，
并且不會(huì)產(chǎn)生能夠解決上述沖突特性的刀槽花紋.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有刀槽花紋的輪胎和輪胎胎面，用于提高輪胎的性能.
本發(fā)明披露了一種具有胎面的輪胎。其中胎面具有胎面表面和多 個(gè)與地面接觸的胎面元件。其中至少一個(gè)胎面元件具有刀槽花紋，所 述刀槽花紋具有輪胎徑向上的深度。刀槽花紋包括兩個(gè)刀槽，具有相 互交叉的結(jié)構(gòu)。交叉刀槽花紋的至少一個(gè)刀槽在其徑向外側(cè)部分具有 三維元件并且在徑向內(nèi)側(cè)部分具有基本上直線形結(jié)構(gòu).
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，交叉刀槽花紋的一個(gè)刀槽的徑向外側(cè)部 分具有連續(xù)的非線形曲線，所述曲線位于與刀槽花紋深度方向垂直的 平面內(nèi)。此曲線從胎面表面到刀槽花紋徑向內(nèi)側(cè)部分逐漸增加。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，刀槽花紋徑向外側(cè)部分具有三維徑向外
側(cè)部分，其在刀槽花紋深度最上方部分的45~70%?；旧现本€形狀 的徑向內(nèi)側(cè)部分占刀槽花紋深度最下方的至少10%。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，如果需要，刀槽花紋徑向外側(cè)部分具有 輔助的三維鎖緊部件。所述的三維鎖緊部件既可以是突起的三維直線
形結(jié)構(gòu)，也可以是突起的三維曲線形結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，交叉刀槽花紋的第二刀槽花紋沿刀槽花 紋深度具有非恒定的輪廓。優(yōu)選地，第二刀槽花紋徑向最外側(cè)部分和 徑向最內(nèi)側(cè)部分具有恒定的寬度，而中間部分的寬度逐漸增加。與交 叉刀槽花紋的第一個(gè)刀槽花紋相似，如果需要，第二刀槽花紋徑向外 側(cè)部分也可以有輔助的三維鎖緊部件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，交叉刀槽花紋的第二刀槽花紋徑向外側(cè) 部分具有的三維結(jié)構(gòu)不同于交叉刀槽花紋的第一刀槽花紋徑向外側(cè)部 分?？蛇x地，交叉刀槽花紋的第二刀槽花紋沿刀槽花紋深度具有的非 恒定的輪廓不同于交叉刀槽花紋的第一刀槽花紋徑向外側(cè)部分的輪
在此還披露了一種模具刀片，用于制造輪胎胎面內(nèi)的交叉刀槽花 紋。所述的刀片具有一定的深度，并且具有由兩個(gè)刀片組成的交叉結(jié) 構(gòu)。交叉刀片的至少一個(gè)刀片的上部具有三維元件并且在內(nèi)側(cè)部分具
有基本上直線形的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，交叉刀片的其中一個(gè)刀片的上部具有連 續(xù)的非線形曲線，所迷曲線位于與刀片深度方向垂直的平面內(nèi)。此曲 線從刀片上部到刀片下部逐漸增加。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在模具刀片中，交叉刀片的其中一個(gè) 刀片的上部具有輔助的三維鎖緊部件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在模具刀片中，交叉刀片的第二刀片 沿刀片深度具有非恒定的輪廓。優(yōu)選地，此第二刀片的非恒定的輪廓 不同于交叉刀片的第一刀片的輪廓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，交叉刀片的第二刀片上部具有的三維 結(jié)構(gòu)不同于交叉刀片的第一刀片.
定義
下述的定義用于限定本發(fā)明，
"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 成的突起，以此形成胎面花紋。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，刀片不同于胎面疏化模具中的肋。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。
"刀槽花紋"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。刀槽花紋的寬度為胎面寬度的約0.1%到約1%的范
圍，其在輪胎接地部?jī)?nèi)趨向于完全閉合。刀槽花紋可以繞胎面周向變 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。


以下通過(guò)具體實(shí)施并參照

本發(fā)明，其中
圖l表示一個(gè)輪胎；
圖2表示圖1中輪胎的胎面；
圖3表示一刀槽花紋的模具刀片；
圖4表示圖2中的胎面經(jīng)過(guò)一定程度的磨損后的胎面。
具體實(shí)施例方式
下述文字描述了本發(fā)明的最佳預(yù)期方式或?qū)嵤┓绞?。這種說(shuō)明的 目的是敘述本發(fā)明的一般原理，而不應(yīng)該被理解為限制意義。本發(fā)明 的范圍通過(guò)參照所附的權(quán)利要求得到最佳的確定。
圖l和圖2表示一輪胎IO和一具有多個(gè)胎面元件的典型的輪胎胎 面12。胎面12具有三條沿輪胎10的周向延伸的圓周方向主槽14， 16。 圃周方向槽14， 16限定了兩條連續(xù)肋18，其沿赤道面兩側(cè)延伸并部分 地限定了胎面邊緣元件列20。每個(gè)胎面邊緣元件列20具有橫向槽22, 其從胎面邊緣延伸到周向槽14，與胎面花紋塊24相鄰的形成。
胎面花紋塊24具有位于其上的交叉刀槽花紋26。交叉刀槽花紋26 具有向一個(gè)方向延伸的第一刀槽花紋28，和向第二個(gè)方向延伸的第二 刀槽花紋30，其中兩條刀槽花紋28， 30彼此穿越形成一X形結(jié)構(gòu)或相 互交叉的結(jié)構(gòu)。兩條不同的刀槽花紋28, 30用于獲取輪胎和輪胎胎面 的不同特性。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)刀槽花紋28， 30在刀槽花紋26的深 度上具有不同的非恒定輪廓，以便在胎面12磨損時(shí)使胎面元件24產(chǎn) 生不同的特性。
刀槽花紋是由實(shí)體空間產(chǎn)生的中空空間，其在輪胎制造過(guò)程中由 刀槽刀片形成，交叉刀槽花紋26的基本的細(xì)節(jié)通過(guò)用于形成刀槽花紋 26的交叉刀片32詳細(xì)地描述，如圖3所示。交叉刀片32由沿第一個(gè) 方向形成的第一刀片34和第二個(gè)方向延伸的第二刀片形成，兩個(gè)刀片 34， 36彼此相交形成一X形結(jié)構(gòu)或交叉結(jié)構(gòu)。每個(gè)刀片34， 36沿刀片 32的深度Db具有非恒定的輪廓，
用于形成第一刀槽花紋28的第一刀片34被選擇用于影響輪胎10 的剎車性能。刀片34的上部38在與刀片34的深度Db垂直的平面內(nèi) 具有非線形結(jié)構(gòu)。彎曲部分具有至少一個(gè)半徑，半徑值從刀片上部38 到刀片34的下部逐漸增加。刀片上部38具有非線形的曲線形狀，其 至多占到刀片深度Db上部的90%，優(yōu)選為刀片深度Db的45-70%。 連續(xù)的非線性曲線在刀片34的長(zhǎng)度方向可以由一個(gè)單一的恒定半徑來(lái) 限定，如拋物線或多鄰接曲線，例如類似鋸齒圖案的正弦曲線。相對(duì) 的刀槽花紋的刀片端點(diǎn)沿刀片34的長(zhǎng)度方向產(chǎn)生一假想線40。這條假 想線40優(yōu)選與刀片基底42在同一個(gè)垂直平面內(nèi)。刀片34的上部38 的非線性結(jié)構(gòu)和相應(yīng)形成的刀槽花紋28徑向外部的非線性結(jié)構(gòu)導(dǎo)致刀
槽花紋外部具有三維特性，并且相對(duì)的刀槽花紋壁自動(dòng)地彼此鎖定， 壁之間剪切運(yùn)動(dòng)。
第一刀片34的下部44和最小化的刀片基底42具有直線結(jié)構(gòu)或者 具有無(wú)限大的曲率半徑.刀片下部44具有的直線結(jié)構(gòu)至少占有刀片深 度Db的最下方的10%，至多不超過(guò)最下方的55%,優(yōu)選不超過(guò)刀片 深度Db的30%。刀片下部44的直線結(jié)構(gòu)和由其相應(yīng)形成的刀槽花紋 28的徑向內(nèi)側(cè)的直線結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)刀槽花紋壁產(chǎn)生任何鎖定以阻止剪切 運(yùn)動(dòng)，其允許刀槽花紋壁在刀槽花紋的非剪切部分磨損掉后彼此相對(duì) 運(yùn)動(dòng)，
除了逐漸地增加刀片上部38的曲率外，刀片上部38可以具有附 加的，或次要的，三維方向鎖定部件，例如拉伸管46。其他的三維鎖 定部件包括突起的四方形、四面體、棱柱、棱錐、截錐體或其他多面 三維直線結(jié)構(gòu)，或任何三維曲線結(jié)構(gòu)例如球體、球面、半球體、橢球 體、懸索曲面、拋物面或截圓柱體或任何其他任何能夠在輪胎接地花 紋塊內(nèi)延伸的刀槽花紋26的兩個(gè)相對(duì)的槽壁間產(chǎn)生鎖定作用的結(jié)構(gòu)。
所描述的第二刀片36可以稱作展開(kāi)刀片，其中刀片最上部48具 有的三維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生三維的刀槽花紋，并且刀片最下部分50的寬度比刀 片上部48的寬度要大。刀片36產(chǎn)生的胎面部件具有在未磨損胎面內(nèi) 的傳統(tǒng)的刀槽花紋寬度，其在預(yù)先確定的定量的胎面磨損后，轉(zhuǎn)換為 具有傳統(tǒng)的花紋溝寬度的胎面部件。如圖4所示，其中的胎面12和胎 面元件24為在胎面12磨損掉至少50%的胎面初始深度后 交叉刀槽 花紋26的第二刀槽花紋30轉(zhuǎn)換為小寬度花紋溝30，。
第二刀片36可限定為三個(gè)部分，最上部分48，最下部分50，和 中間部分52。刀片上部48為刀片深度Db上方的20~60%，優(yōu)選30-50%,刀片深度也即刀槽花紋的深度。刀片下部50為刀片深度Db的 最下方的10~50%，優(yōu)選20~40%，刀片深度形成刀槽花紋的深度。 刀片的上部48和下部50都具有恒定的截面寬度，而在中間或中部， 刀片中部52的寬度逐漸增加，將刀槽花紋的寬度過(guò)渡到花紋溝的寬 度。
同樣，形成第二刀槽花紋30的第二刀片36的刀片上部48，具有 不同于第一刀片34的上部38的三維結(jié)構(gòu).這種三維結(jié)構(gòu)優(yōu)選為波浪
形或正弦曲線形結(jié)構(gòu)。正弦線形結(jié)構(gòu)具有更明顯的或更清楚的突起，
以產(chǎn)生鋸齒狀結(jié)構(gòu)。用于形成第二刀槽花紋30的第二刀片36的下部 50具有大致成直線形的等深結(jié)構(gòu)。基本上的直線結(jié)構(gòu)意指第二刀片的 基部54可以是直線形的或輕微彎曲的曲線結(jié)構(gòu)，所述的輕微彎曲要比 刀片上部的彎曲顯著地減少。例如，第二刀片36的上部38可能的曲 率半徑大約為6.5mm，而刀片基部54從一端到另一端具有的曲率直徑 要大于50mm,因?yàn)榫哂腥绱酥蟮那拾霃剑镀膶?shí)際長(zhǎng)度又很 短，因此刀片基部54的外形基本上是直的。
與第一刀片34相似，第二刀片36的上部48具有輔助鎖緊部件， 如圖中表示的交替的延長(zhǎng)的泡狀體56,其他的三維鎖緊部件包括突起 的方形，管狀體或任何其他前述的結(jié)構(gòu)，能夠在輪胎接地花紋塊中延 伸的刀槽花紋26的相對(duì)的槽壁之間產(chǎn)生鎖緊效應(yīng)，
兩刀片34，36被描述為在刀片34，36的大致的中點(diǎn)處相交；但是， 相交的交點(diǎn)可以出現(xiàn)在沿每個(gè)刀片34, 36的長(zhǎng)度上的任何位置。制造 相交刀片32可以通過(guò)以下步驟完成，先制造兩個(gè)刀片34， 36，將刀片 34或36中的一個(gè)分成兩個(gè)部分，再將分開(kāi)的刀片34或36分別焊接或 熔接在另一個(gè)刀片36或34的兩側(cè)，以制成交叉刀片32。決定分開(kāi)哪 個(gè)刀片取決于哪個(gè)刀片更容易分開(kāi)并易于與另一個(gè)刀片焊接。在制造 完成后，刀片通過(guò)傳統(tǒng)方式安裝在輪胎模具中；其他的附件裝置與本 發(fā)明的目的不相關(guān)。未加工的輪胎將在輪胎模具中硫化，并且通過(guò)刀 片32形成刀槽花紋26的將在其深度上具有前述討論過(guò)的刀片32的所 有特征.
具有交叉刀槽花紋26的輪胎胎面磨損時(shí)，胎面深度和深度都減 少，交叉刀槽花紋26的可視外觀開(kāi)始發(fā)生變化。交叉刀槽花紋26的 第一刀槽花紋28開(kāi)始變直，其連續(xù)曲線的曲率半徑增加，第二刀槽花 紋30的寬度開(kāi)始增加。上述的兩個(gè)變化可能會(huì)或不會(huì)在胎面磨損輪胎 的胎面深度的同一點(diǎn)上開(kāi)始。任何相應(yīng)的結(jié)構(gòu)變化都基于兩個(gè)刀槽花 紋28， 30的不同部分的深度的選擇。
特別的交叉刀片32具有兩個(gè)明顯不同的刀片34， 36，并且由其形 成的刀槽花紋26也已被詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明首要的重點(diǎn)就是交叉刀槽花 紋26的至少一個(gè)刀槽花紋具有徑向外部的三維元件，所述的三維元件 可以鎖定刀槽花紋壁并減小或防止相對(duì)的刀槽花紋壁的剪切運(yùn)動(dòng)，且
其徑向內(nèi)側(cè)部分可以不必鎖定任何刀槽花紋壁的剪切運(yùn)動(dòng)。因而，交 叉刀槽花紋的第一刀槽花紋和第一刀片具有的上部形狀帶有鎖定元 件，例如突起的方塊，或半球，或部分圓柱體，或任何其他如前面討
論過(guò)的鎖緊元件。這種鎖緊元件在美國(guó)專利申請(qǐng)US2006/0109438A1和 歐洲專利EP1073562B1中都有公開(kāi)，兩篇文獻(xiàn)在此被充分地結(jié)合參 考。為了使徑向內(nèi)側(cè)在剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生任何鎖定，第一刀槽花紋和 第一刀片的下部應(yīng)限定為直線形或基本上是直線的結(jié)構(gòu)。
最終產(chǎn)生的輪胎具有交叉刀槽花紋，其由交叉刀片形成，所述的 輪胎具有在各個(gè)方向上不同的特性和在輪胎磨損時(shí)不同的性能。刀槽 花紋結(jié)構(gòu)的完美選擇使輪胎在整個(gè)壽命周期內(nèi)都具有相容的特性和性 能。
權(quán)利要求
1.一種輪胎，包括胎面，所述的胎面具有胎面表面和多個(gè)與地面接觸的胎面元件，其中至少一個(gè)胎面元件具有刀槽花紋，所述的刀槽花紋具有輪胎徑向深度，所述輪胎的特征在于所述的刀槽花紋具有包括兩個(gè)刀槽花紋的交叉結(jié)構(gòu)，其中交叉刀槽花紋的至少一個(gè)刀槽花紋的徑向外側(cè)部分具有三維元件并且在其徑向內(nèi)側(cè)部分具有基本上直線形的結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，其特征在于所述的交叉刀槽花紋的 至少一個(gè)刀槽花紋的徑向外側(cè)部分具有連續(xù)的非線形曲線，所述曲線 位于與刀槽花紋深度方向垂直的平面內(nèi)，此曲線的曲率從胎面表面到刀槽花紋徑向內(nèi)側(cè)部分逐漸增加。
3. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，其特征在于所述交叉刀槽花紋的至 少一個(gè)刀槽的徑向外側(cè)部分位于刀槽花紋'家度最上部的45 ~ 70%范圍內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，其特征在于所述的交叉刀槽花紋的 第二刀槽沿刀槽花紋深度具有非恒定的輪廓。
5. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，其特征在于所述的交叉刀槽花紋的 第二刀槽徑向外部具有的三維結(jié)構(gòu)不同于交叉刀槽花紋的第一刀槽徑 向外部。
6. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，其特征在于所述的交叉刀槽花紋的 第二刀槽沿刀槽花紋的深度和輪廓具有的非恒定輪廓不同于交叉刀槽 花紋的第一刀槽的輪廓。
7. —種安裝在輪胎模具內(nèi)的模具刀片，用于制造輪胎胎面內(nèi)的交 叉刀槽花紋，所述刀片具有一定的深度，其特征在于所述刀片具有由兩個(gè)刀片組成的交叉結(jié)構(gòu)，其中交叉刀片的至少 一個(gè)刀片的上部具有三維元件并且在內(nèi)側(cè)部分具有基本為直線形的結(jié) 構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的模具刀片，其特征在于所述的交叉刀片的 至少一個(gè)刀片的上部具有連續(xù)的非線形曲線，所述曲線位于與刀片深 度方向垂直的平面內(nèi)，所述曲線的曲率從刀片上部到刀片最下部逐漸 增加。
9. 如權(quán)利要求7所述的模具刀片，其特征在于所述的交叉刀片的 第二刀片上部具有的三維結(jié)構(gòu)不同于交叉刀片的第一刀片上部。
10.如權(quán)利要求7所述的模具刀片，其特征在于所述的交叉刀片 的第二刀片沿交叉刀片深度具有非恒定的輪廓，并且此第二刀片的輪 廓不同于交叉刀片的第一刀片的輪廓。
全文摘要
一種包括胎面的輪胎，所述的胎面具有胎面表面和多個(gè)與地面接觸的胎面元件。其中至少一個(gè)胎面元件具有在輪胎徑向上具有深度的刀槽花紋。刀槽花紋具有包括兩個(gè)刀槽的交叉結(jié)構(gòu)。交叉刀槽花紋的至少一個(gè)刀槽的徑向外側(cè)部分具有三維元件并且在其徑向內(nèi)側(cè)部分具有基本上直線形的結(jié)構(gòu)。一種用于制造刀槽花紋的模具刀片，所述的模具刀片具有形成相應(yīng)結(jié)構(gòu)的刀槽花紋的交叉結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B29D30/68GK101096172SQ20071012623
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, F·P·塞弗倫斯, G·V·阮 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司