一种轮胎胎面结构的制造方法与工艺

本发明涉及轮胎，特别是涉及一种轮胎胎面结构。

背景技术：
轮胎花纹是汽车直接与路面接触的部位，主要作用是增加胎面与路面间的磨擦力，保障汽车动力性、制动性、转向操纵性和行驶稳定性的正常发挥，防止车轮打滑。而花纹发挥的作用取决于花纹形状和花纹深度。其中轮胎花纹中的块状花纹是由3～5条纵向沟槽与横向或接近于横向的沟槽组成，纵沟一般采用全深花纹沟设计，横沟将纵向花纹条分割成块状花纹，使轮胎具有优良的牵引力、制动性、排水性和操纵稳定性，适合于货车和拖车使用，一般安装于车辆的驱动轴位上。块状花纹由于独立的花纹块结构造成轮胎的花纹块刚性低、蠕动变形大，耐磨性能差，易出现偏磨、沟裂等问题，目前在横沟中采用加强筋设计来改善块状花纹的性能(加强筋的高度根据花纹深度确定，有的甚至高8mm以上)；但是随着轮胎的磨损，当磨到加强筋时，块状花纹变成纵向花纹，牵引力、制动性能降低，造成轮胎打滑，车辆需要更换新的轮胎，影响轮胎的行驶里程。

技术实现要素：
本发明的目的旨在克服现有的轮胎的至少一个缺陷，提供一种轮胎胎面结构，其在轮胎磨损后能够生成新的再生花纹沟，从而确保能够继续使用较长的时间。为了实现上述目的，本发明提供了一种轮胎胎面结构，包括轮胎胎面，形成在所述轮胎胎面上的第一花纹沟，以及设置于所述第一花纹沟内的加强筋。特别地，所述轮胎胎面上还形成有第二花纹沟，所述第二花纹沟的底面与所述轮胎胎面间的距离大于所述加强筋的顶面与所述轮胎胎面间的距离，所述第二花纹沟的宽度最宽的位置位于所述加强筋的顶面内侧，或与所述加强筋的顶面处于同一平面内。进一步地，所述加强筋上还形成有第三花纹沟，所述第三花纹沟的底面与所述轮胎胎面间的距离大于所述第二花纹沟的底面与所述轮胎胎面间的距离，所述第三花纹沟的宽度最宽的位置位于所述第二花纹沟的底面内侧，或与所述第二花纹沟的底面处于同一平面内。进一步地，所述第二花纹沟和所述第三花纹沟的底部轮廓均为具有缺口的竖椭圆形，所述第二花纹沟的底部轮廓的缺口位于所述加强筋的顶面外侧，所述第三花纹沟的底部轮廓的缺口位于所述第二花纹沟的底部外侧。进一步地，所述第二花纹沟的处于所述轮胎胎面上的开口的宽度与其底部轮廓的缺口的宽度相等；所述第三花纹沟的处于所述加强筋的顶面上的开口的宽度与其底部轮廓的缺口的宽度相等。进一步地，所述第二花纹沟的处于所述轮胎胎面上的开口与其底部轮廓的缺口间的区段呈直线状、弯折状或弯曲状；所述第三花纹沟的处于所述加强筋的顶面上的开口与其底部轮廓的缺口间的区段呈直线状、弯折状或弯曲状。进一步地，所述第二花纹沟的处于所述轮胎胎面上的开口的宽度小于所述第一花纹沟的处于所述轮胎胎面上的开口的宽度；所述第三花纹沟的处于所述加强筋的顶面上的开口的宽度小于所述第一花纹沟的处于所述轮胎胎面上的开口的宽度。进一步地，所述轮胎胎面还形成有第四花纹沟，所述第四花纹沟与所述第一花纹沟被布置成使得所述轮胎胎面被分割成多个花纹块。进一步地，所述第四花纹沟沿所述轮胎胎面结构的周向方向延伸。进一步地，每个所述花纹块上形成一个或多个所述第二花纹沟。本发明提供的轮胎胎面结构中因为轮胎胎面上形成有特殊的第二花纹沟，可在轮胎胎面磨损到一定程度后(如磨损到加强筋顶面)，宽度变宽，使轮胎胎面上再次具有花纹沟，即再生花纹沟，可保证轮胎使用中后期的牵引力、制动性能等，也可延长轮胎的使用寿命和行驶里程。进一步地，由于本发明提供的轮胎胎面结构中加强筋上也具有与第二花纹沟类似的第三花纹沟，可进一步保证轮胎使用中后期的牵引力、制动性能等，进一步延长轮胎的使用寿命和行驶里程。第三花纹沟也更有利于至少在轮胎使用初期，轮胎的排水性能，提高轮胎抗湿滑性能。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构的示意性结构图；图2是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构磨损后的示意性结构图；图3是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构进一步磨损后的示意性结构图；图4是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构中第二花纹沟或第三花纹沟的示意性截面图；图5是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构中部分部件的示意性关系图；图6是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构的示意性结构图。具体实施方式根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。图1是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构的示意性结构图。如图1所示，并参考图2和图3。本发明实施例提供了一种轮胎胎面结构，包括轮胎胎面20，形成在轮胎胎面20上的第一花纹沟30，以及设置于第一花纹沟30内的加强筋40。特别地，轮胎胎面20上还形成有第二花纹沟50。第二花纹沟50的底面与轮胎胎面20间的距离大于加强筋40的顶面与轮胎胎面20间的距离。第二花纹沟50的宽度最宽的位置位于加强筋40的顶面内侧，或与加强筋40的顶面处于同一平面内。第二花纹沟50的处于轮胎胎面20上的开口的宽度小于第一花纹沟30的处于轮胎胎面20上的开口的宽度。第二花纹沟50也可被称为花纹细沟，第二花纹沟50的处于轮胎胎面20上的开口的宽度较小，不会影响轮胎在初期的使用，随着使用时间的增长，轮胎胎面20的不断磨损，磨损到一定程度后，第二花纹沟50的宽度会开始慢慢变大，直至磨损到与加强筋40的顶面持平的位置，加强筋40的顶面与磨损后的轮胎胎面20可形成新的轮胎胎面20，第二花纹沟50由于底部较宽可形成新的可用于排水、抓地等性能的花纹沟(也可被称为再生花纹沟)，可保证轮胎的良好的牵引力和制动性，具体可如图2所示。为了进一步轮胎的良好的牵引力和制动性，在本发明一些实施例中，加强筋40上还形成有第三花纹沟60，第三花纹沟60的底面与轮胎胎面20间的距离大于第二花纹沟50的底面与轮胎胎面20间的距离。第三花纹沟60的宽度最宽的位置位于第二花纹沟50的底面内侧，或与第二花纹沟50的底面处于同一平面内。第三花纹沟60的处于加强筋40的顶面上的开口的宽度小于第一花纹沟30的处于轮胎胎面20上的开口的宽度。当轮胎胎面20磨损到与加强筋40的顶面持平的位置处后，随着轮胎的继续使用，轮胎胎面20可继续磨损到与第二花纹沟50的底面持平的位置，此时，第三花纹沟60由于底部较宽可形成新的可用于排水、抓地等性能的花纹沟(也可被称为双重再生花纹沟)，可进一步保证轮胎的良好的牵引力和制动性，具体可如图3所示。图4是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构中第二花纹沟50或第三花纹沟60的示意性截面图，图5是根据本发明一个实施例的轮胎胎面结构中部分部件的示意性关系图。如图4和图5所示，第二花纹沟50和第三花纹沟60的底部轮廓均为具有缺口的竖椭圆形。第二花纹沟50的底部轮廓的缺口位于加强筋40的顶面外侧，第三花纹沟60的底部轮廓的缺口位于第二花纹沟50的底部外侧。第二花纹沟50的处于轮胎胎面20上的开口的宽度与其底部轮廓的缺口的宽度相等；第三花纹沟60的处于加强筋40的顶面上的开口的宽度与其底部轮廓的缺口的宽度相等。且第二花纹沟50的处于轮胎胎面20上的开口与其底部轮廓的缺口间的区段呈直线状、弯折状或弯曲状；第三花纹沟60的处于加强筋40的顶面上的开口与其底部轮廓的缺口间的区段呈直线状、弯折状或弯曲状。进一步地，如图5所示，第一花纹沟30的深度可设计为H1，第二花纹沟50的深度可设计为H2，加强筋40的高度可设计为H3，第三花纹沟60的深度可设计为H4，第二花纹沟50和第三花纹沟60的底部轮廓的高度为H5，它们之间应满足如下要求：H2-H5＜H1-H3(一般向差1mm及以上)；H2＞(H1-H3)+(H4-H5)(一般向差1mm及以上)；H1＞H2＞H5，H1＞H3≥H4＞H5。在本发明的一些实施例中，如图1和图6所示，轮胎胎面20还形成有第四花纹沟70，第四花纹沟70与第一花纹沟30被布置成使得轮胎胎面20被分割成多个花纹块。第四花纹沟70沿轮胎胎面结构的周向方向延伸。每个花纹块上形成一个或多个第二花纹沟50。本发明实施例还提供了一种设计上述轮胎胎面结构的设计方法：第一步：确定第二花纹沟50和第三花纹沟60的位置，分别设置在花纹块上和沿横向延伸的第一花纹沟30内的加强筋40上。第二步：确定第二花纹沟50和第三花纹沟60的样式，第二花纹沟50和第三花纹沟60的底部轮廓为沟底宽为3-5mm、高度为4-6mm的具有缺口的竖椭圆形。第三步：确定第二花纹沟50和第三花纹沟60的长度、深度等。长度：横向或接近横向贯通整个花纹块或加强筋40。第一花纹沟30的深度可设计为H1，第二花纹沟50的深度可设计为H2，加强筋40的高度可设计为H3，第三花纹沟60的深度可设计为H4，第二花纹沟50和第三花纹沟60的底部轮廓的高度为H5，它们之间应相互制约，需满足如下要求：H2-H5＜H1-H3(一般向差1mm及以上)；H2＞(H1-H3)+(H4-H5)(一般向差1mm及以上)；H1＞H2＞H5，H1＞H3≥H4＞H5。第四步：确定第二花纹沟50的数量：花纹块上的细沟可以设计成一个也可设计成多个。至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。