专利名称：具有至少一个插入单元的轮胎胎面的制作方法
技术领域：
本发明的主题是对用于安装在重型车辆上的轮胎胎面的进行改进；具体涉及到所述胎面的胎面图案。
本发明尤其地，但不仅限于，旨在用于重型车辆的非驱动轴的子午线胎体轮胎(radial-carcass tyres)。
背景技术：
按照惯例，这种轮胎通常包括胎体加强件，该加强件在径向上被冠带(crown belt)覆盖在外侧，而该冠带本身又被带有胎面图案的胎面所覆盖，该图案大致由同向的凹槽所限定的周向胎纹(rib)、或者由周向凹槽和横向凹槽所限定的胎纹块(block)、或者由块和凹槽的组合所形成。
现有技术在胎面图案具有周向凹槽的情况下，人们发现在一些使用条件下，在凹槽的底部会出现破裂的情形。就是说，例如，在操动轮胎压过路面上的障碍物或者突出物体的过程中，所述突出物体会插入凹槽中，或者在有/无转向力施加在轮胎的同时卡在障碍物(例如，石头)上。在这个转向操动中，障碍物或者突出物体倾向于阻碍所述转向，结果使构成胎面的材料中、特别是在凹槽的底部的应力增加。
现已知道，为了避免各种物体侵入凹槽，在接近凹槽的底部沿凹槽方向连续或不连续的设置突起，来防止了所述物体伸入胎面内(尤其是直到轮胎胎冠的加强带)。在转向操作中，这些低高度(小于凹槽深度的50％)的突起，通常不足以在转动车辆的精确瞬间防止障碍物至少部分地侵入凹槽。
另一解决方案就是在转向操作过程中尽量增加这些突起的高度，以尽可能地限制、甚至防止物体侵入凹槽中。文件GB 903 389公开了这样一种解决方案。日本文件2002/234313公开了一种胎面图案，其在凹槽中包含了用于减少胎面磨损的胎纹，该胎纹带有多个用于承受胎面图案的胎纹壁的横向延伸部。
然而，这些解决方案有一些缺点，这些正是本发明意欲克服的。这里所述的缺点是指在凸纹或胎纹和所述凹槽的面壁间的凹槽底部出现破裂的危险，或者是指存在凸纹部分或完全撕裂的危险。此外，在所涉及的情况中这些凸纹或胎纹不是完全起作用，即在凹槽中物体的存在阻碍了轮胎的转向(也就是说，必须使用更大的转向力)。
发明内容
本发明的主题是一种橡胶混合物制成的轮胎胎面，这种胎面带有在由多个凸纹状单元所形成的胎面图案，所述凸纹状单元包括接触面和侧面，这些接触面在行驶过程中与路面接触，而侧面限定了凹槽和切口，所有的这些面用于与路面接触的面形成了行驶面。该胎面进一步包括至少一个胎面图案单元，称为“插入单元”，其设置在两个相邻的凸纹状单元间的凹槽中，这个插入单元具有多个侧面和一个接触面，所述接触面相对于相邻单元的接触面向胎面的内侧径向偏移，以便能够在行驶过程中接触到路面。该胎面的特征在于这个插入单元在其至少两个侧面上通过多个橡胶混合物的连接桥连接到相邻凸纹状单元上，其中连接桥分布在胎面的纵向上，所述连接桥在同一侧面上间隔一段平均距离，该距离介于这些桥的平均长度的一倍到六倍之间。
“桥的平均长度”是指在平行于插入单元和相邻胎面图案单元的侧面的行驶面上的轨迹的方向上所截取的桥的尺寸。两个桥间的平均距离等于在同一侧面上的沿相同方向的两个连接桥间的距离长度。优选地，两个通过桥连接的两侧面间的距离最大等于2.0mm，进一步更优选地最大等于1.0mm。
插入单元的径向外表面相对于相邻胎面图案单元的接触面径向偏移，也就是说，它只在载重施加于带有这种胎面的轮胎上时接触到地面(即，当邻近单元的压缩足够大时)。所述偏移的选择，要使得该插入单元的外表面在即使仅经过短暂的初始使用后的新的状态下与地面接触，该短暂的初始使用是与胎面因磨损而被丢弃之前的总使用时间相比而言的。
已经描述的是，胎面包括容易应用在胎面之上的胎纹，该胎面包括多个周向排列或者横向排列的胎纹块；例如，插入单元一样可以是单个连续胎纹或者多个在相同方向上排列的胎纹块。
有利地，为了在积水的路面行驶时促进排水，建议连接桥不要形成闭合的区域，也就是说，非经滚动面上开口而不能流动的区域。后一种结构的效果也有利于行驶噪音的方面。
为了产生这样一种胎面图案，可以使用已知技术，该技术包括使用片或膜形式的材料来模制切口，该切口将插入单元和至少一个相邻胎面图案单元分隔开，其中片或膜的厚度等于切口的宽度(即，限定了切口的相对面间的平均距离)，片或膜的材料具有经受胎面的模制和硫化作用力的特性，该片具有多个孔以允许橡胶混合物在模制过程中经过，以便形成将保护性单元连接到至少一个相邻单元的连接桥。该片优选地由能够在行驶过程中被自动消除的材料制成，例如在所述材料上的潮湿的作用下被消除。
此外，本领域技术人员可以选择插入单元和邻近单元之间的连接比率，以使所述凸纹状单元之间具有足够的连接刚性和适于使插入单元在行驶中接触路面的柔性。
“连接比率”是指总桥表面(即，在凸纹中的单元的侧面上所有桥的总交错面)和侧面的总表面间的比率。当比率为零，则意味着没有桥，当比率为1，则意味着连接桥占据了连接单元的整个侧面。
优选地，插入单元通过多个连接桥连接到相邻单元，其中所述连接桥在深度为V的凹槽的深度方向上延伸，而所述插入单元放在凹槽的深度V中，这些桥在插入单元和邻近单元间延伸，占据了深度V的至少80％。
当这个插入单元由连续的胎纹块形成时，有利地，除了由橡胶桥连接到相邻胎面图案单元之外，还在所述插入单元间设有由橡胶混合物制成的机械连接桥。
根据本发明的胎面图案的另一变体中，至少一个插入单元通过桥连接到相邻单元，其中桥从插入单元的接触面延伸到设有插入单元的凹槽的底部。可以通过传统方式模制胎面图案单元的表面、并同时模制在胎面厚度上延伸的各种井(就是桥间的空间)来获得这种变体。这些井可以在周向或横向方向上规则或不规则地间隔排列，这需要考虑由插入单元来决定。
然后，这些井形成了同一切口的连续部分，这些被井间橡胶所填满的空间形成连接桥。
优选地，每个长度为D的井或空间具有0.5mm2和10mm2之间的横截面积，该长度D的方向平行于插入单元和它的相邻胎面图案单元的侧面的滚动面上的轨迹，其。
所产生的井可以为任何的几何截面具体地说，圆形、椭圆形、长方形、三角形、或者半圆、半椭圆形、或半长方形。为了尽量避免在使用过程中井的特定点的任何应力集中，最好使用井的几何截面，井的轮廓不包括拐角点(angular point)(因而圆形优于长方形)。此外，可以规定加宽井的底部以避免所述井的底部的作用力集中。
因此，在子午线剖面、即包含配有本发明胎面的轮胎的转动轴的平面中看去，这些产生的井相对于垂直于滚动面的线可以具有适当倾斜度。相对于垂直于滚动面的线的倾斜角优选地小于等于25°。更优选地，该角度在0°到15°之间。
当然，如果希望在积水的路面上行驶时具有满意的排水性能，优选地所形成的井不相互分离而应该相互联通以使水流过。当插入单元在胎面上沿横向排列时，可以使用在美国专利6,484,772中或美国专利6,143,223中所述的模制方法。
当切口的方向是周向(或纵向)时，其中该切口将插入单元和另一凸纹状单元隔开，包括用具有孔的片或膜模制切口的方法是合适的。在后者中，也可以在胎面中形成多个通道，其中每个通道的一端开口在所述胎面的至少一个侧面上，而在另一端开口与至少一个井相通，其中所述井将凸纹状单元与插入单元分开。
参考依靠非限制性例子示出了本发明的实施例的附图，结合以下所给出的描述，很容易地理解本发明的其它特征和优点。
图1示出了根据本发明的轮胎胎面的局部透视图；
图2示出了沿图1中II-II的截面图；图3示出了用于模制图1所示的胎面图案的模具的局部视图；图4、5和6以平面和截面形式示出了根据本发明的胎面的同一变体，其插入单元是相互连接的块；图7示出了一个变体，其中的插入单元与相邻单元一起限定了一个倾斜切口。
具体实施例方式
在图1中，可以看到根据本发明的胎面B的局部透视图。在这个局部视图中，可以看到两个胎纹1限定了凹槽2，在凹槽2中设置了插入胎纹3，该胎纹3在和相邻胎纹1在相同的方向上延伸。这个插入胎纹3和每个相邻胎纹1一同限定了宽度为0.6mm的切口4。
此外，这个插入胎纹3通过橡胶连接桥6机械地与两个相邻胎纹1连接。
这些连接桥6在插入胎纹3的整个高度上伸展，并从所述单元的接触面31延伸到切口4的底部42。在如图2所示的图1的截面中可以看到，插入胎纹3的对地面的接触面31相对于相邻胎纹1的接触面10偏移f，该偏移量f适于使插入胎纹3的接触面31在行驶过程中与路面接触。无论在开始使用具有这种新胎面的轮胎时，还是在初始使用之后，都会产生这种接触。
在这个变体中，桥6具有长度L和宽度d，并且桥之间由井41彼此分割，其截面是长为D、宽为d的长方形。
这种胎面图案是由例如模具M所制造，在图3中仅示出了该模具的一部分。在图3中，可以看见位于模具M的面5’上的胎纹2’，胎纹2’用于模制限定了主胎纹的凹槽。
在模具上的这些胎纹2’间，设置了中间胎纹3’，胎纹3’在模具的表面上以偏移量f形成凸纹，这个中间胎纹3’的高度小于相邻胎纹2’的高度，所述高度是相对于模具的表面测量的。另外，沿中间胎纹3’的各侧面规则地分布地设置有多个长方形截面的杆4’。
所述的例子使用长方形截面的杆41’，但不限于这种几何形状，具体而言，还可以使用其它截面形状，例如圆形、椭圆或者三角形。为了避免在井的底部出现破裂的危险，优选地将每个杆41’的最内部分设置成加宽部分。
在另一变体中，连接桥可以只由其高度等于插入胎面图案单元的接触面以下的切口的深度的特定百分比形成，如图4至6所示。
在图4中，可以看到根据本发明的胎面的滚动面的平面图，其包括至少两个胎纹11以及位于这些胎纹间一系列的插入块13，所示的每个插入块13具有外表面131，该外表面131相对于围绕所述块13的胎纹11的接触面110稍微向下偏移。
每个块13在它的两个侧面上通过连接桥16与两个胎纹11连接，如在图6中所示(沿VI-VI线的截面)，它们本身相对于插入单元13的接触面131径向向内偏移。这些桥16在深度方向上延伸，只覆盖了部分切口的深度，该切口将插入块与相邻胎面图案单元分离，以便在行驶在湿路上时保持良好的排水性能。
此外，这些插入单元13通过连接桥17相互联接，这些连接桥在图5所示的沿V-V线的截面上可视。当然，这只是变体，可以省略所述块之间的连接桥17。
优选地，只有凹槽底部最容易破裂的凹槽设有凸纹状的插入单元，而其它凹槽则没有插入单元，以便能够充分的排水，从而保持必要的性能，特别是在湿路上。
在图7所示的另一变体中，凸纹状的插入单元通过多个橡胶桥与两个胎纹连接。在这个变体中，插入单元23置于两个相邻单元21之间，并具有接触面231，该面231相对于相邻单元21的外表面210形成偏移量f。这个插入单元23与每个相邻单元一同限定了切口25，其中该切口25相对于该插入单元的接触面231的垂直线倾斜平均角度α。
目前，这个角度α为10°，从胎面的行驶面看去，插入单元的宽度随着胎面的磨损而下降。
插入单元23通过连接桥26与每个相邻单元21连接，所述的连接桥26在倾斜切口25的深度方向上偏移。
优选地，插入单元和相邻单元间的切口相对于插入单元的接触面的垂直线倾斜的平均角度α最大为25°。
本发明不仅限于上述和所示的例子，还可以在不脱离本发明的范围的基础上对其进行修改。特别地，可以通过选择切口的倾斜角度使得插入单元的宽度随着磨损而增加。也可以将角度大于零的倾斜切口与另一切口结合，其中另一切口相对于滚动面的垂直线成零度角。
当然，本发明也可以与存在于边缘胎纹外侧的、针对磨损被称为“保护性”胎纹的结构相结合，这样就可以保护边缘胎纹的锐利边缘不受不规则的磨损。这种保护性胎纹具有用于在行驶中与路面接触的外接触面，这种在保护性胎纹和边缘胎纹在滚动半径上的差异使得增强了保护性胎纹上的滑动，从而在这个胎纹上产生明显的磨损。这个在厚度方向上偏移的胎纹通过狭窄的切口与边缘胎纹隔开，该切口的相向侧壁通过多个橡胶混合物制成的连接桥相连。
在桥形成于周向(纵向)的凹槽中、并限定了闭合空间(除了在滚动面上开口)的情况下，为胎面提供多个一端在胎面的外侧开口、而另一端在所述空间中开口的通道是有利的。
为了保持胎面与地面的接触面中尖利的橡胶边缘的大致不变的长度，使连接桥在插入单元的方向上偏移是有利的。
权利要求
1.一种由橡胶混合物制成的胎面(B)，这种胎面设有由多个凸纹状单元(1，11，21)所形成的胎面图案，该单元(1，11，21)包括接触面(10，110，210)，这些接触面在行驶过程中与路面接触，而凸纹状单元限定了凹槽(4)和切口的侧面，该胎面(B)还包括至少一个插入单元(3，13，23)，该插入单元(3，13，23)设置在两个相邻凸纹状单元(1，11，21)间的凹槽(4)中，这个插入单元具有多个侧面和一个接触面(31，131，231)，所述接触面相对于相邻单元的接触面(10，110，210)径向偏移到胎面的内侧，以便能够在行驶过程中接触到路面，这个插入单元以其两个侧面通过多个长度为L的橡胶混合物制成的连接桥(6，16，26)连接到邻近凸纹状单元(1，11，21)，该胎面的特征在于，连接桥与凸纹状的插入单元和各相邻单元一起限定了平均长度为D的多个井(41)，这些连接桥的平均长度L优选介于平均长度D的一倍到六倍之间，长度D和平均距离L是在平行于插入单元(3)和相邻胎面图案单元(1)的侧面的滚动面上的轨迹的方向上进行测量的。
2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，形成的井的深度为V，连接桥(6，16，26)在深度V的方向上延伸，并覆盖了深度V的80％的深度。
3.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，井(41)在滚动面上的投影具有的平均截面积为0.5mm2和10mm2之间。
4.根据权利要求3所述的胎面，其特征在于，每个井或切口相对于滚动面的垂直线的倾斜角小于等于25°。
5.根据权利要求4所述的胎面，其特征在于，井的倾斜角要使得插入单元的接触面随着磨损而改变。
6.根据权利要求5所述的胎面，其特征在于，插入单元与路面的接触面随着磨损而减小。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的胎面，其特征在于，插入单元(3)和相邻胎面图案单元(1)的侧面的滚动面上的轨迹基本为纵向。
8.根据权利要求7所述的胎面，其特征在于，至少一个插入单元是连续的胎纹。
全文摘要
本发明涉及一种由橡胶混合物组成的轮胎，该轮胎带有由多个凸纹单元(1)形成的纹路，所述凸纹单元形成了凹槽和切口。所述轮胎也包括至少一个插入单元(3)，该单元(3)设置在两个相邻凸纹单元间的凹槽中，其带有一个接触面(31)以接触路面，并相对于相邻单元的接触面偏移到轮胎的内侧。单元(3)的一些侧面带有多个由橡胶混合物制成的接触柱(stud)(6)，从而将插入单元(3)固定到至少一个相邻单元(1)上。
文档编号B60C11/12GK1805859SQ200480016786
公开日2006年7月19日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年6月16日
发明者J·米利诺罗坡茨 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司