圆形石块弹射器的制造方法
【专利摘要】一种具有胎面部分的充气轮胎，所述胎面部分包括具有沟槽底部和沟槽侧壁的胎面沟槽。一行圆形石块弹射器沿着所述沟槽的长度方向间隔开。每个圆形石块弹射器具有附接至所述沟槽底部并独立于所述沟槽侧壁的基部。每个圆形石块弹射器具有圆形峰并且从所述基部到所述圆形峰连续渐缩。
【专利说明】
圆形石块弹射器
【背景技术】
[0001 ]1.技术领域
[0002]本发明整体涉及充气轮胎的构造，并且更具体地但非限制性地讲，涉及位于轮胎胎面区域中的石块弹射器的改进构造。
[0003]2.现有技术说明
[0004]在充气轮胎，并且具体地对于相对较大轮胎诸如用在十八轮卡车上和用在公共汽车上的卡车和公共汽车子午线轮胎的使用过程中，遇到的一个问题是石块陷于轮胎上相对较大的胎面沟槽中。如果石块陷入胎面沟槽中抵靠胎面沟槽的底部，则石块反复撞击地表面可能会导致石块切入或钻入胎面沟槽的底部，因而最终触及轮胎的结构构件并且降低轮胎的强度和寿命。
[0005]此类充气轮胎通常在胎面沟槽的底部设置有石块弹射器，以有助于防止发生这种石块陷入。
[0006]目前尚有持续改进此类石块弹射器的设计和构造的需要。
【发明内容】
[0007]本发明公开了一种具有胎面部分的充气轮胎，所述胎面部分包括具有沟槽底部和沟槽侧壁的胎面沟槽。所述胎面沟槽的沟槽宽度限定为所述沟槽侧壁之间的最短距离。所述沟槽的沟槽长度方向大体平行于所述沟槽侧壁延伸。一行圆形石块弹射器沿着所述沟槽长度方向间隔开。每个圆形石块弹射器具有一个附接至所述沟槽底部并独立于所述沟槽侧壁的基部。每个圆形石块弹射器具有一个圆形峰并且从所述基部到所述圆形峰连续渐缩。
[0008]在本发明的另一方面，公开了一种具有胎面部分的充气轮胎，所述胎面部分具有限定于其中的沟槽。所述沟槽具有由沟槽底部和相对的沟槽侧壁所限定的沟槽横截面。石块弹射器从所述沟槽底部向上延伸并且并不接触所述沟槽侧壁。石块弹射器具有弹射器表面，而所述弹射器表面的所有部分均在竖直方向上呈连续圆形并且从所述沟槽底部处的基部到圆形峰连续渐缩。
[0009]在以上任何一个实施例中，所述圆形石块弹射器中的至少一些可从所述基部到所述圆形峰呈连续圆形。[〇〇1〇]在以上任何一个实施例中，所述基部可具有周边部分，并且对于所述圆形石块弹射器中的至少一些来说，所述基部的整个周边部分可为平滑的并且在切线方向上无任何陡变。
[0011]在以上任何一个实施例中，所述圆形石块弹射器中的至少一个可为球形石块弹射器，其形状为球体的一部分并且每个球形石块弹射器的基部均为圆形。
[0012]在以上任何一个实施例中，所述圆形石块弹射器中的至少一些可为长圆形石块弹射器，并且每个长圆形石块弹射器的基部可沿着所述沟槽长度方向呈细长形状，并且可以具有圆形端部。
[0013]在以上任何一个实施例中，所述长圆形石块弹射器中的至少一些可为椭圆形石块弹射器。每个椭圆形石块弹射器的基部大体上可为椭圆形，其具有基本上平行于所述沟槽宽度方向的最短轴线并且具有基本上平行于所述沟槽长度方向的最长轴线。
[0014]在以上任何一个实施例中，所述每个椭圆形石块弹射器中均可呈椭圆形基部围绕最短轴线旋转的形状。
[0015]在以上任何一个实施例中，所述每个细长石块弹射器中的基部均可具有基部长度和基部宽度。所述基部宽度可在所述基部长度的中心部分具有最大基部宽度，并且所述基部宽度可从所述最大基部宽度到每个圆形端部连续渐缩。
[0016]在以上任何一个实施例中，所述最大基部宽度可出现在所述基部长度的中点处。 [〇〇17]在以上任何一个实施例中，相邻圆形石块弹射器可以通过一定间距隔开，所述间距小于相邻两个圆形石块弹射器中任一个的基部宽度。
[0018]在以上任何一个实施例中，每个圆形石块弹射器与每个沟槽侧壁的间距可基本上相等，并且所述沟槽底部与所述基部和所述沟槽侧壁两者之间的接合部可为圆弧形，使得所述基部与所述沟槽侧壁之间的所述沟槽底部呈完全弯曲状。
[0019]在以上任何一个实施例中，所述沟槽侧壁可具有未磨损的沟槽侧壁高度，并且圆形石块弹射器中可各自具有弹射器高度，所述弹射器高度不高于约8_。
[0020]在以上任何一个实施例中，轮胎上的圆形石块弹射器中的至少约75%可具有基本上相同的形状和尺寸。
[0021]在以上任何一个实施例中，所述圆形石块弹射器可包括不同形状和尺寸的圆形石块弹射器的混合。
[0022]在以上任何一个实施例中，所述胎面沟槽可围绕轮胎呈锯齿形图案周向延伸，所述锯齿形图案包括在钝角拐角处接合的交替的直线部分，并且所述沟槽长度方向可沿着各个直线部分来限定。一行圆形石块弹射器可在所述沟槽的每个直线部分中包括多个直的长圆形石块弹射器，并且在每个钝角拐角中包括一个弯曲的长圆形石块弹射器。
[0023]在以上任何一个实施例中，所述每个石块弹射器均可具有约4mm至约8mm范围内的高度。
[0024]在以上任何一个实施例中，所述石块弹射器的所述基部与所述沟槽侧壁可间隔不大于约4mm的间距。
[0025]在以上任何一个实施例中，所述沟槽底部与所述基部和所述沟槽侧壁两者之间的接合部可为弯曲的，并且所述石块弹射器的基部可足够接近所述沟槽侧壁，使得所述基部与所述沟槽侧壁之间的所述沟槽底部完全弯曲。
[0026]对于本领域技术人员来讲，当结合附图阅读后文的公开内容时，本发明的众多目的、特征和优点将变得显而易见。【附图说明】
[0027]图1是结合了圆形石块弹射器的充气轮胎的示意性剖视图。
[0028]图2是图1中轮胎胎面区域的透视图。
[0029]图3A是穿过胎面沟槽之一的示意性剖视图，示出了椭圆形或长圆形石块弹射器的横截面。
[0030]图3B是穿过胎面沟槽之一的示意性剖视图，示出了球形石块弹射器的横截面。
[0031]图4A是沿图3A中线4A-4A截取的示意性平面图，示出了沿胎面沟槽长度方向间隔开的一行椭圆形或长圆形石块弹射器。[〇〇32]图4B是沿图3B中线4B-4B截取的示意性平面图，示出了沿胎面沟槽长度方向间隔开的一行球形石块弹射器。[〇〇33]图4C是与图4A和4B类似的示意性平面图，示出了沿胎面沟槽长度方向间隔开的一行交替的球形石块弹射器和椭圆形或长圆形石块弹射器。【具体实施方式】
[0034]下文为本文所采用的所选术语的定义。这些定义包括落入术语范围内且可用于实施的部件的各种实例和/或形式。所述实例并非旨在进行限制。术语的单数和复数形式均可在所述定义之内。[〇〇35]“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎旋转轴线的方向。
[0036]“胎圈”或“胎圈芯”是指轮胎上包括环形拉伸构件的部分，胎圈芯被帘线层包裹并且形成为具有或不具有其他加强元件以配合所设计的轮辋。
[0037]“带束”或“带束层”指的是织的或非织造的环形层或平行帘线层，位于胎面下方、 未固定至胎圈。
[0038]“胎体”指的是除开带束结构、胎面、底胎面和胎侧橡胶以外，但包含胎圈的轮胎结构(胎体帘线层被包裹在胎圈周围)。
[0039]“周向”指的是沿环形胎面表面周长方向延伸且轴向垂直的线或方向。
[0040]“帘线”是指组成轮胎中的帘线层的加强线束之一。
[0041]“赤道面(EP)”指的是垂直于轮胎旋转轴线并且穿过轮胎胎面中心的平面。
[0042]“帘线层”是指连续的橡胶涂覆平行帘线层。
[0043]“径向”和“径向地”是指垂直于轮胎旋转轴线的方向。
[0044]“子午线帘线层”或“子午线帘线层轮胎”指的是带束的或周向限制的充气胎，在这种充气胎中，从胎圈延伸到胎圈的帘线层以相对于轮胎赤道面成65度与90度之间的帘线角设置。
[0045]“上翘高度”(TH)是指从胎圈芯的基部到上翘区上端的径向距离。
[0046]方向在本申请中也结合轮胎的旋转轴线来阐明。术语“向上”和“向上地”是指朝向轮胎胎面的总体方向，而“向下”和“向下地”是指朝向轮胎旋转轴线的总体方向。因此，当相对的方向性术语诸如“上部”和“下部”结合元件使用时，“上部”元件比“下部”元件更靠近胎面。此外，当相对的方向性术语诸如“上方”或“下方”结合元件使用时，如果某一元件位于另一元件的“上方”，则意味着该元件比另一元件更靠近胎面。另外，术语“径向内部”指的是比 “径向外部”元件更靠近旋转轴线的元件。术语“轴向向内”和“轴向向内地”指的是朝向轮胎赤道面的总体方向，而“轴向向外”和“轴向向外地”指的是远离轮胎赤道面并且朝向轮胎侧壁的总体方向。[〇〇47]就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语 “包含”在权利要求中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，其旨在表示“A或B或两者”。当
【申请人】旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性。参见Bryan A.Garner,A Dict1nary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995) (Bryan A.Garner，现代法律用法辞典624(第二版，1995年))。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在...中”或“到...中”而言，其旨在另外表示“在...上”或“到...上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，其旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，诸如通过另外的一个部件或多个部件进行连接。
[0048]现在参见图1，示出了充气轮胎10的示意性剖视图。轮胎10具有第一侧壁12和第二侧壁14。周向胎面区域或胎面部分16在侧壁之间延伸。第一胎圈18和第二胎圈20分别位于第一侧壁12和第二侧壁14的胎圈部分22和24中。包括一个或多个主体帘线层26A和26B的胎体26延伸穿过胎面区域16，向下穿过侧壁12和14，并包裹在胎圈18和20周围，终止于上翘端部30。
[0049]—条或多条周向延伸的加强带束(其通常可被称为带束包装)32径向地放置在胎面部分16中，位于胎体26外部。
[0050]胎面部分16包括径向外部地面接触表面34,该径向外部地面接触表面中具有多道胎面沟槽36A、36B、36C和36D，如图1所示。[〇〇51]如图3A的放大剖视图中清晰所示，每道胎面沟槽诸如36A具有沟槽底部38以及沟槽侧壁40和42。沟槽36A的沟槽宽度44被限定为沟槽侧壁40与42之间的最短宽度。如图2和 4A中清晰所示，沟槽36A具有大致平行于沟槽侧壁40和42延伸的沟槽长度46。[〇〇52]应当理解，每道沟槽诸如36A均围绕轮胎10的外周大致周向地延伸。沟槽36A(例如图2所示)围绕轮胎10以锯齿形图案周向地延伸，该锯齿形图案包括在钝角拐角50处接合的交替的直线部分48。如图2所指出的那样，沟槽长度46可沿着每个直线部分48来限定。
[0053]沟槽36A的形状(诸如图2所示的锯齿形形状)并不是本发明概念的关键。沟槽可以是例如围绕轮胎的整个外周以直线方式周向地延展的完全直的沟槽。沟槽可如图2所示为锯齿形。沟槽可具有其他图案，诸如各种其他波状或锯齿形形状。一般来说，沟槽长度指的是大致平行于沟槽侧壁并且大致围绕轮胎外周延伸的线。[〇〇54]如图2中清晰所示，每道沟槽诸如36A均可具有沿沟槽长度46间隔开的一行圆形石块弹射器52。将图3A的长圆形或椭圆形石块弹射器标记为52A。将图3B的球形石块弹射器表示为52B。如本文所用，对石块弹射器52的引用一般指的是52A和52B两者。对石块弹射器52 的类似部件的引用同样如此。[〇〇55]如图3A和3B的放大视图中清晰所示，每个石块弹射器52具有基部54,该基部附接至沟槽底部38并且独立于沟槽侧壁40和42。每个圆形石块弹射器52具有一个圆形峰56,并且从基部54到圆形峰56连续渐缩。在优选的实施例中，诸如图3A和3B所示，圆形石块弹射器也从基部54到圆形峰56呈连续圆形。或者，石块弹射器侧面的一些部分可以是直线渐缩侧面而不是呈连续圆形，并且也可将相同的部分视为连续渐缩，尽管不一定在竖直方向上呈连续圆形。[〇〇56]在图4A中所示的实施例中，每个石块弹射器52A的基部54A均是大致椭圆形的，并具有基本上平行于沟槽宽度44的最短轴线58,并具有基本上平行于沟槽长度46的最长轴线 60 〇
[0057]在椭圆形石块弹射器52A的一个实施例中，椭圆形石块弹射器呈椭圆形基部54A围绕最短轴线58旋转的形状，以使得诸如图3A的在高度方向区段中所示的椭圆形石块喷射器52A的横截面轮廓与在图4A中所示的椭圆形基部54A的一半的横截面轮廓基本相同。
[0058]椭圆形石块弹射器52A可更一般地被称为长圆形石块弹射器52A。每个长圆形石块弹射器52A的基部54A均沿着沟槽长度46方向伸长并具有圆形端部。
[0059]长圆形石块弹射器52A可通常描述为具有基部长度74和基部宽度72,该基部宽度从最大基部宽度到各个圆形端部连续渐缩。所述最大基部宽度可出现在所述基部长度的中点处。
[0060]另一种形式的圆形石块弹射器52是图3B和4B中描述为球形石块弹射器52B的那种。球形石块弹射器52B具有大致圆形形状的基部54B。球形石块弹射器52B大致成形为球体的一部分，例如，成半球形。
[0061]—般来讲，椭圆形或长圆形石块弹射器52A的基部54A和球形石块弹射器52B的基部54B均可描述为具有周边部分，该周边部分是完全平滑的并在切线方向上无任何陡变。这与现有技术中在平面图中具有锐角的许多石块弹射器(诸如大致矩形形状的石块弹射器) 形成对照。
[0062]因此，术语“圆形石块弹射器”可包括长圆形石块弹射器(诸如52A)和球形圆形石块弹射器(诸如52B)。在长圆形石块弹射器52A类别中，石块弹射器可以是椭圆形的，但更一般地说，也可仅仅为具有圆形端部的细长形状，而不需要是精确椭圆形的。
[0063]另外，应当指出，如图2所示，当使用具有沟槽36A的轮胎时(该沟槽呈现具有钝角拐角50的锯齿形图案)，所述一行圆形石块弹射器可包括位于每个钝角拐角中的弯曲的长圆形石块弹射器62,其中细长石块弹射器62中的弯曲大致对应于钝角拐角50的角度。[〇〇64] 应当进一步指出，如图3A和3B所示，沟槽底部38与侧壁40和42之间的接合部诸如 64优选地为圆弧形，以具有曲率半径66。同样，沟槽底部38与基部54之间的接合部诸如68为圆弧形，以具有曲率半径诸如70。提供了圆弧形接合部以防止在这些接合部处出现应力集中，从而防止轮胎开裂。
[0065]在一个实施例中，所述基部的宽度72被选择为让石块弹射器52的基部54足够接近沟槽侧壁40和42,使得基部54与沟槽侧壁40和42之间的沟槽底部38是完全弯曲的，如图3A 和3B大体所示。[〇〇66]应当指出，由于石块弹射器52的基部54与沟槽底部38的接合部68处的半径70,不一定需要任何其他断线来标识基部54的周边部分。因此，在接合部68不是圆形且石块弹射器的渐缩侧壁与无任何圆弧70的平坦沟槽底部相交的情况下，存在下述情况:弹射器宽度 72和弹射器长度74即为标称基部周边部分的长度和宽度。[〇〇67] 从图4A中可以清晰地看出，相邻椭圆形石块弹射器52A可以通过间距76隔开，所述间距优选地小于任一相邻石块弹射器52A的基部宽度72。间距76可小于5mm，并且更优选地， 小于约2.5mm。[〇〇68]从图3A和3B中可以看出，椭圆形石块弹射器52A具有高度78A，并且球形石块弹射器52B具有高度78B。对于椭圆形石块弹射器52A来说，高度78A等于长度74A的一半，并且对于球形石块弹射器52B来说，高度78B等于长度74B的一半，而长度则等于限定球形石块弹射器的球形形状的半径。弹射器高度78可以例如在约4_至约8_的范围内，并且更优选地，可为约6mm。[〇〇69]椭圆形石块弹射器或球形石块弹射器具有外表面82,其所有部分在竖直方向上呈连续圆形且从沟槽底部38处的基部54到圆形峰56连续渐缩。本文所提供的圆形石块弹射器 52在它们的外表面82上提供了多个角度以帮助从沟槽底部38弹射石块。
[0070] 在一个实施例中，弹射器52可与沟槽侧壁40和42隔开不大于约4mm的间距84。[〇〇71]间距84可选择成尽可能小，同时仍然留出空间以向圆弧形接合部64和68提供沟槽底部38。这样使得圆形石块弹射器的尺寸和效果最大化，同时仍保持其相对于侧壁40和42 的独立性。
[0072]高度78可选择成足够高以提供相当大的石块弹射效果，同时仍然没有大到显著影响沟槽36的控水能力。应当指出，当石块弹射器宽度72相等时，椭圆形石块弹射器52A的高度78A高于球形石块弹射器52B的高度78B。[〇〇73]从图3A中可以看出，当轮胎10处于新的未磨损状态时，沟槽侧壁40和42具有未磨损的沟槽侧壁高度80。[〇〇74]从图2中可以看出，在一个实施例中，绝大多数石块弹射器36可以具有基本上相同的形状和尺寸。例如，圆形石块弹射器中的至少75%可具有基本上相同的形状和尺寸。
[0075]或者，例如图4C所示，所述一行圆形石块弹射器可包括不同形状和尺寸的圆形石块弹射器(例如，交替的椭圆形石块弹射器52A和球形石块弹射器52B)的混合。可以使用不同形状和尺寸的石块弹射器的其他搭配或图案。
[0076]因此，可以看出的是，本发明的设备和方法容易地实现了所提及的目的和优点以及其中的这些固有特性。尽管为了本公开的目的，图示并描述了本发明的某些优选实施例， 但本领域技术人员能够做出部件及步骤在偏离额及构造上的诸多改变，如随附权利要求所限定，这些改变被包括在本发明的范围和精神内。
【主权项】
1.一种充气轮胎，包括:胎面部分，所述胎面部分包括胎面沟槽，所述胎面沟槽具有沟槽底部和沟槽侧壁，所述 沟槽具有大致平行于所述沟槽侧壁延伸的沟槽长度；以及一行圆形石块弹射器，所述圆形石块弹射器沿着所述沟槽长度方向间隔开，每个所述 圆形石块弹射器具有基部，所述基部附接至所述沟槽底部并独立于所述沟槽侧壁，每个圆 形石块弹射器具有圆形峰，并且从所述基部到所述圆形峰连续渐缩。2.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述圆形石块弹射器中的至少一些从所述基部到所述圆形峰呈连续圆形。3.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述基部具有周边部分，并且对于所述圆形石块弹射器的至少一些来说，所述基部的 整个周边部分是平滑的并且在切线方向上无任何陡变。4.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述圆形石块弹射器中的至少一些为球形石块弹射器，所述球形石块弹射器成形为球 体的一部分，并且每个球形石块弹射器的所述基部都是圆形的。5.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述圆形石块弹射器中的至少一些为长圆形石块弹射器，并且每个长圆形石块弹射器 的所述基部沿着所述沟槽长度方向呈细长形状，并且具有圆形端部。6.根据权利要求5所述的轮胎，其中:所述沟槽的沟槽宽度被限定为所述沟槽侧壁之间的最短距离，并且所述长圆形石块弹射器中的至少一些为椭圆形石块弹射器，每个椭圆形石块弹射器的 所述基部是大致椭圆形形状的，具有基本上平行于所述沟槽宽度的最短轴线，并具有基本 上平行于所述沟槽长度的最长轴线。7.根据权利要求6所述的轮胎，其中:每个所述椭圆形石块弹射器呈所述椭圆形基部围绕所述基部的所述最短轴线旋转的 形状。8.根据权利要求5所述的轮胎，其中:每个所述长圆形石块弹射器的所述基部具有基部长度和基部宽度，所述基部宽度在所 述基部长度的中心部分具有最大基部宽度，并且所述基部宽度从所述最大基部宽度到各个 所述圆形端部连续渐缩。9.根据权利要求8所述的轮胎，其中:所述最大基部宽度出现在所述基部长度的中点处。10.根据权利要求1所述的轮胎，其中:相邻圆形石块弹射器通过一定间距隔开，所述间距小于相邻两个圆形石块弹射器中任 一个的所述基部宽度。11.根据权利要求1所述的轮胎，其中:每个所述圆形石块弹射器与每个所述沟槽侧壁的间距基本上相等，并且所述沟槽底部 与所述基部和所述沟槽侧壁两者之间的接合部是圆弧形，使得所述基部与所述沟槽侧壁之 间的所述沟槽底部呈完全弯曲状。12.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述圆形石块弹射器各具有弹射器高度，所述弹射器高度不大于约8_。13.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述轮胎上的所述圆形石块弹射器中的至少75%具有基本上相同的形状和尺寸。14.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述圆形石块弹射器包括不同形状和尺寸的圆形石块弹射器的混合。15.根据权利要求1所述的轮胎，其中:所述胎面沟槽围绕所述轮胎以锯齿形图案周向地延伸，所述锯齿形图案包括在钝角拐 角处接合的交替的直线部分，并且所述沟槽长度沿着每个所述直线部分来限定；以及所述一行圆形石块弹射器在所述沟槽的每个直线部分中包括多个直线长圆形石块弹 射器，并且在每个钝角拐角中包括一个弯曲的长圆形石块弹射器。16.—种充气轮胎，包括:胎面部分，所述胎面部分具有限定于其中的沟槽，所述沟槽具有由沟槽底部和相对的 沟槽侧壁所限定的沟槽横截面;以及石块弹射器，所述石块弹射器从所述沟槽底部向上延伸并且不接触所述沟槽侧壁，所 述石块弹射器具有外表面，所述外表面的全部部分在竖直方向上呈连续圆形，并且从所述 沟槽底部的基部到圆形峰连续渐缩。17.根据权利要求16所述的轮胎，其中:所述基部为细长基部，所述细长基部具有大致平行于所述沟槽侧壁的基部长度。18.根据权利要求16所述的轮胎，其中:所述石块弹射器的高度在约4mm至约8mm的范围内。19.根据权利要求16所述的轮胎，其中:所述石块弹射器的所述基部与所述沟槽侧壁间隔不大于约4_的间距。20.根据权利要求16所述的轮胎，其中:所述沟槽底部与所述基部和所述沟槽侧壁两者之间的接合部呈弯曲状，并且所述石块 弹射器的所述基部足够接近所述沟槽侧壁，使得所述基部与所述沟槽侧壁之间的所述沟槽 底部呈完全弯曲状。
【文档编号】B60C11/13GK105960340SQ201580007065
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】亚历山大·I·什马格兰奥夫, 戴维·M·塞韦林, 史蒂芬·T·米兰达, 托德·A·巴克斯顿
【申请人】普利司通美国轮胎运营有限责任公司