专利名称：机动车的高性能轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车的高性能轮胎。
在本说明以及权利要求书中，术语“连续的胎面条”表示轮胎胎面带的一部分，该部分只在胎面两侧的一侧上连续地形成，而术语“细缝”表示宽度不超过1mm的凹槽。
本发明的一方面在于一种机动车的高性能轮胎，这种轮胎具有总宽度为L的胎面，并包括两个深的环槽，该环槽使中心区域与两个侧面肩部区域分开，上述肩部区域具有肩部块体，其特征在于，上述侧面肩部区域宽度之和等于或小于上述总宽度L的60％；各个上述肩部区域的宽度不小于上述总宽度L的20％；各个上述环槽在远离上述中央区域的一侧邻接连续的胎面条，形成上述肩部块体的横槽从上述胎面条分叉出来。
上述连续胎面条最好结束于形成上述环槽的连续壁。
至少一个环槽的上述连续侧壁在径向平面内具有剖面，相对于上述环槽的中心线轴线，该剖面与上述环槽的相对侧壁的剖面相比更为倾斜。
在一个实施例中，上述环槽的上述连续侧壁相对于上述中心线轴线具有约14度到24度角的倾斜角以及半径R约为2mm到5mm的底部，上述相对侧壁具有相对于上述中心线轴线约3度到10度角的倾斜角以及半径R1约为4mm到7mm的底部。
上述环槽的上述连续壁相对于上述中心线轴线最好具有约19度角的倾斜角以及半径R约为3.5mm的底部，而上述相对侧壁相对于上述中心线轴线具有约为5度角的倾斜角以及半径R1约为5mm的底部。
上述肩部块体中的至少一个块体最好具有细缝，该细缝大体横向于赤道面。
上述中央区域最好至少包括第一和第二环形中央块体区域，该块体区域由一个上述环槽和另一个深的环槽形成。
上述中央块体最好约为菱形。
上述中央块体最好约为尖角形。
上述中央区域最好包括邻接环形突出部的第三内部中央块体环形区域，上述第三块体区域和上述突出部由上述其它环形槽形成。
上述内部中央块体最好大体为半抛物线形。
上述中央块体区域的上述块体最好由横槽分开，该横槽的底壁具有可变深度的异形剖面。
本发明的第二方面在于一种机动车的高性能轮胎，该轮胎具有胎面，该胎面具有中央区域和两个侧面肩部区域，该中央区域和各个肩部区域由深的环槽分开，各个肩部区域具有由横槽分开的肩部块体，其特征在于，上述块体的一端结合于连续的胎面条，该胎面条结束于形成上述环槽侧壁的连续壁。
本发明的第三方面在于一种机动车的高性能轮胎，该轮胎具有胎面，该胎面具有中央区域和两个侧面肩部区域，该中央区域与各个肩部区域由深的环槽分开，各个肩部区域具有由横槽分开的肩部块体，其特征在于，上述肩部块体的一端结合于连续胎面条，该胎面条结束于形成上述环槽侧壁的连续壁，至少一个环槽的上述连续壁在径向平面内具有剖面，相对于上述环形槽的中心线轴线，该剖面与上述环槽的相对侧壁的剖面相比更为倾斜。
本发明的第四方面，在于一种在适当模具中硫化期间促使轮胎胎面化合物均匀分布的方法，该方法包括以下步骤成形上述胎面横槽底壁的剖面，使其具有可变深度，从而有利于上述化合物沿上述胎面的纹距顺序(pitch sequence)纵向流动。
本发明的轮胎不管在新的时候还是在用过一段时间以后都具有较高的性能。这种高性能主要在于不管在直路上还是弯道上行驶都具有较高的塑性舒适性(plastic comfort)和行驶声音小的舒适性(acousticcomfort)以及很高的抗水漂性，而且在干地和湿地上都具有很好的控制特性。
连接肩部块体的连续胎面条的存在减少了在轮胎滚动期间在横槽边缘上和相邻环槽边缘上产生的称作锯齿形磨损的通常不规则的过早形变的外貌，由此改进了单位行驶里程的油耗。
在另一方面，本发明涉及一种方法和轮胎，该方法和轮胎使得可以控制轮胎的某些设计特征，例如可以优化胎面化合物沿轮胎冠面的流动和分布。
另一方面，本发明设计一种方法和轮胎，该方法和轮胎使得可以控制轮胎特别是高性能轮胎的某些特征参数，例如可以控制胎面带在使用期间的磨损程度和磨损速度，以及在干路面和湿路面上的机动车方向稳定性和在高速的恶劣行驶条件下行驶的塑性舒适性和/或安静性。
下面参考作为例子示出的实施例说明本发明的其他特征和优点，但实施例不限于附图的实施例，这些附图是
图1是本发明轮胎的透视图；图2是图1所示轮胎的胎面的局部平面图；图3是图1所示轮胎在径向平面上的局部截面图；图4是本发明另一种轮胎的透视图；图5是图4所示轮胎的胎面的局部平面图；图6是图4所示轮胎在径向平面上的局部截面图；图7和8是曲线图，示出在装有本发明轮胎和常规轮胎的机动车中车辆的作为速度函数的噪声量的变化；图9示出本发明的轮胎的胎面在使用一定时期以后沿子午面的轴向顺序剖开的剖面图，该剖面图是利用激光束重现的。
图1示出机动车的高性能轮胎1。轮胎1是非对称型轮胎。换言之，该轮胎在赤道面10两边的花纹是不同的(即不对称的)(图2)。
轮胎的结构是常规型的，包括胎体、配置在上述胎体顶部上的胎面带、一对轴向重叠的侧壁及相应的胎边填料，该侧壁结束于用卷边钢丝增强的边缘，以便将上述轮胎固定在安装轮圈上。该轮胎最好还包括放在胎体和胎面带之间的带构件。更可取的是，这种类型的轮胎具有显著整平部分，例如在0.65至0.30的范围内，这些数字表示轮胎横直部分(cross right section)的高度和上述部分的最大弦长之比的百分数。在这种技术中，此比值通常称作H/C。
胎体用一个或多个固定于上述卷边钢丝的帘子层增强，而带构件包括两个带条，该带条由几段橡胶液处理的含有金属绳的织物构成，该金属绳在每一个条中彼此平行并跨越相邻条的金属绳，该条最好对赤道面对称倾斜，并沿径向彼此重叠。胎体最好还包括位于径向最外部位置的第三带条，该带条具有绳子，该绳子最好是织物，并且最好用热缩材料制作，并沿圆周延伸即与上述赤道面形成零度角。
轮胎1具有用预定化合物制作的胎面2，该胎面具有深的环槽3、4、5和6。环槽3和6将胎面的中心区域7与两个肩部区域8和9分开，该肩部区域分别位于赤道面10的左右。
中心区域7包括三个环形块体区域11、12和13。肩部区域8包括环形块体区域14，而肩部区域9包括环形块体区域15。
块体区域14包括近似长方形的肩部块体20，该块体由横向槽21彼此分开。各个块体20具有细缝23，该细缝大体横向于赤道面10，并与靠近胎面外边缘的横向凹槽24对准。块体20的一端连接于连续的胎面条22，该胎面条结束于形成环槽3侧壁的连续壁103。
块体区域11由环槽3和4形成。该块体区域包含近似菱形的外部中心块26，该外部中心块通过横向槽27彼此分开。块体26分成三部分26a、26b和26c。其中两部分26a和26b由大体横向细缝28分开，沿轴向邻接第三部分26c，并通过环形凹槽49而与部分26c分开。块体26结束于壁30，该壁形成环槽3的有凹槽的侧壁203。
例如，环槽3的宽度约为10.5mm，其深度约为8mm，其侧壁103和203与中心线轴线形成约5度的倾斜角，并连接于底部，该底部的半径约为4.5mm。
块体区域12形成在环槽4的一侧，而其相对侧邻接环形突出部35，该突出部又由环槽5确定。块体区域12包括近似半抛物线形的内部中心块体36，该内部中心块体36由大体横向槽37彼此分开，并通过环槽38而与突出部35分开，该环槽38具有谐波的半波形状。
块体区域13由环槽6确定，并邻接环形突出部40，该突出部又由环槽5确定。块体区域13包括近似菱形的外部中心块体41，该块体由横向槽42彼此分开。各个块体通过环形凹槽43而与突出部40分开。块体41结束于壁44，该壁形成环槽6的有槽口的侧壁206。
块体区域15包括近似长方形肩部块体120，该块体由横向槽121彼此分开。各个块体具有大体横向的细缝123，该细缝与靠近胎面外边缘的横向凹槽124准直。块体120的一端结合于连续的环形胎面条122，该环形胎面条122结束于连续壁106，该壁形成环槽6的侧壁。
两个肩部区域彼此最好具有不同的宽度，例如较窄的肩部8(在机动车一侧)其宽度约为胎面总宽度的25％，而较宽的肩部9(最好在外侧)其宽度约为胎面总宽度的28％。
环槽6的连续侧壁106在径向平面内具有剖面(图3)，该剖面与相对侧壁206的剖面相比对环槽的中心线轴线更为倾斜，换言之更散开。例如，环槽6的宽度约为10.5mm，深度约为8mm，而壁106相对于其中心线轴线倾斜约19度角，并具有半径R约为3.5mm的底部，壁206相对于中心线轴线倾斜约5度角，并具有半径R1约5mm的底部。
连续胎面条122的存在赋予了轮胎1最佳的滚动特性，因为，它可以防止在环槽121的边缘以及细缝123上生成由于摩擦形成的“锯齿形”磨损形变，这种锯形齿将引起噪声和行驶的不舒适感。
位于胎面外边缘上即装在车上时位于机动车外部一侧的特殊形状的环槽106在弯道的苛刻条件下行驶(在高速度下拐弯)期间还可以提高轮胎肩部的抗磨性，因此在环槽的边缘上显著减少了过早的磨损，特别是减少了锯齿形的磨损现象。这样便尽量减少了通常有的由于磨损而引起的轮胎性能的减低。
块体区域11的横槽27具有底壁127(图3)，该底壁在径向平面内具有拱形轮廓。
这种轮廓最好是曲线形的，近似沿一条弧线延伸，该弧线的形状这样选择，使得有助于化合物的移动，例如按照上述化合物的粘度移动，该粘度按照技术人员熟悉的知识最好在40ML(1+4)至110ML(1+4)(Mooney viscosity)的范围内。这种曲线的曲率半径最好在25至110mm之间。
块体区域12的横槽37其底壁137具有朝环槽4下降的倾斜轮廓。这种倾斜轮廓具有适度的曲线形状，其曲率半径在90到120mm之间。
块体区域13的横槽42也具有底壁142，该底壁具有朝环槽6下降的倾斜轮廓。上述倾斜轮廓最好具有适度的曲线形状，其曲率半径在90到120mm之间。
横槽27、37和42的底壁127、137和142的剖面的可变深度结构有助于在适当模子中的硫化期间均匀分布胎面化合物，因为这有助于上述胎面化合物沿花纹的纹距顺序(pitch sequence)纵向流动。这样，便可以防止总体的不均匀分布和不平衡的分布。
例如在225/40 ZR18型轮胎中，胎面的宽度L约为243mm，肩部区域8的宽度约为61.5mm，而肩部区域9的宽度约为67.5mm。
绕位于图纸平面上的穿过赤道面10的一根轴线转动块体区域14的块体20一百八十度，便可形成块体区域15的各个块体120。由此形成的块体因此相对于图纸平面上的垂直于赤道面10的轴线翻转180度。
胎面2的花纹按预定纹距顺序具有沿胎面延伸部分分布的四个不同的纹距值。每个纹距代表在预定环形方向的一个块体和相邻横槽的长度，例如，块体20或120和相邻槽21或121的长度。可以按照美国专利5371685的发明形成纹距顺序，以便控制由轮胎产生的噪音，特别是避免汽笛效应(具体是产生高频的共振现象)。
图4示出机动车的高性能轮胎51。该轮胎是定向性的轮胎，换言之，它具有对赤道面50对称的花纹(图5)。
轮胎51具有用预定化合物作的胎面52，该胎面具有深的环槽53、54、55和56。环槽53和56使胎面的中心区域57与两个肩部区域58和59分开，该肩部区域分别位于赤道面50的左右侧。环槽54和55具有谐波的半波形状。
中央区域57包括两个环形块体区域60和61。肩部区域58具有环形块体区域62，而肩部区域59具有环形块体区域63。
块体区域62包括近似矩形的肩部块体64，该肩部块体由横槽65相互分开。每个块体64具有大体横向的细缝68，该细缝与靠近外边缘的横向凹槽69准直。块体64的一端与连续的环形胎面条66相结合，该胎面条结束于连续壁153，而该连续壁形成环槽53的侧壁。
块体区域60由环槽53和54确定，并包括近似尖角形的中央块体70，该块体70由大体横向的槽71相互分开，并由曲线槽口72分成两个部分70a和70b。部分70a具有大体横向的细缝73。块体70结束于壁74，该壁形成有环槽53的有槽口的壁253。横向槽71具有底壁271，该底壁具有向环槽53下降的倾斜剖面。
环槽53的连续侧壁153在径向平面内具有剖面，该剖面与相对侧壁253的剖面相比，相对于环槽的中心线轴线更为倾斜，换言之，该侧壁153更为分散。例如，环槽53的宽度约为12mm，深度约为8mm，壁153相对于中心线轴线倾斜约14度角并具有半径R近似4.5mm的底部，而壁253相对于中心线轴线倾斜约5度角。
中心区域还包括两个环形位于赤道面50左右侧的两个环形突出部75和76。突出部75由半波形的环槽54和环形凹槽77形成。而突出部76由环形凹槽77和半波形的环槽55形成。
块体区域61由环槽55和56确定，并包括中央块体170，该块体170是块体70的镜像并不与块体70准直。块体170由横槽171相互分开，并由细的曲线槽口172分成两部分170a和170b。部分170a具有大体横向细缝193。块体170结束于壁174，该壁形成环槽56的有槽口56的有槽口的壁256。横槽171具有底壁371，该底壁具有向环槽56下降的倾斜剖面。
块体区域63包括肩部块体164，该块体164是64的镜像，不与该块体64准直。肩部块体164为近似的长方形，由横槽165相互分开。各个块体164具有近似横向细缝168，该细缝168与靠近外边缘的横向凹槽169准直。块体164的一端与连续的环形胎面条166相结合，该胎面条结束于连续壁156，该壁形成环槽56的侧壁。
环槽56的连续侧壁156具有与环槽53的侧壁153一样的剖面(完全相同的镜像)和相同的尺寸。
例如在225/40 ZR 18型轮胎中，胎面52的宽度L约为237mm，而肩部区域58和59的宽度分别约为73mm。
制作轮胎1和轮胎51的样胎并在实验室内(室内实验)和道路上进行实验，与常规轮胎进行比较结果证明，轮胎1和轮胎51具有极好的性能(舒适安静抗水漂和耐磨)。
将本发明的轮胎与在现在机动车制造商认为是参考标准的本申请人制造的Pzero型轮胎以及代表非对称型和定向型两种类型的市售其他等同轮胎进行了比较。另外将本发明的轮胎与卖得最多的轮胎中选出的两种市售轮胎进行了比较。第一种轮胎是非对称型的，下面称作C1的轮胎，而第二种轮胎是定向型的，下面称作C2的轮胎。
实验所用的机动车是Porsche Carrera996型机动车，根据进行的轮胎实验，该机动车装有四个非对称型的轮胎或者在前轮上装有定向型的轮胎，而在后轮上装有非对称型的轮胎。装在前轮上的轮胎是225/40 ZR18型轮胎，而装在后轮上的轮胎是265/35 ZR 18型轮胎。这些轮胎装在标准的轮圈上并充气到标准的操作压力。
全部作非对称型轮胎的舒适性试验。
假定所用的评价尺度是从-3到+3，并且该尺度是由试验驾驶员表示的主观判断，驾驶员在道路上进行实验，顺序地比较所有的这些轮胎的装法，试验在路况方面(马路、普通路、直路、弯路)、路面方面(平坦路面、粗糙路面)以及行驶速度方面是混合型的，结果如下
在这种试验中相对于轮胎对粗糙路面的吸振能力，试验驾驶员根据感觉的组合提出塑性舒适性的评分。另外在这种试验中“消声舒适性”表示试验驾驶员在乘客车厢内感觉到的噪声。
障碍试验试验在于制造轮胎、用标准的操作负载加载，使其压着装有垂直转动轴的道路轮转动，转动速度从150km/h到0km/h。在道路轮的径向外表面上装有预定长度的平行四边形杆，该杆形成障碍物。轮胎装在固定的测力计轮毂上，该轮毂测量障碍物在轮胎上产生的扰动(作用在轮毂上的力)。
这种测试产生作为速度和频率函数的力振幅的三维曲线。从这些曲线中选出在速度和频率范围有明显区别的区域，然后对各个这些区域计算力振幅的均方根值(用kg表示)，该均方根值是预测轮胎塑性舒适性的参数。
a)非对称型轮胎
b)定向型轮胎
在轮胎径向的均方根值的测量范围在速度从120km/h减少到10km/h时是从20Hz到40Hz。
在轮胎纵向的均方根值的测量范围在速度从120km/h减少到10km/h时是从60Hz到140Hz。
在障碍试验中，在评价塑性舒适性时由试验驾驶员给出的评分被改进为均方根值，例如本发明轮胎的评分，这种评分值降低。
直道水漂试验试验在预定长度的平整沥青路面的平直段上进行，该平直段上具有恒定的预定深度的水膜，该水膜在试验机动车通过时可以自动复原。第一步，测量轮胎开始失去附着力的速度(V1，km/h)；在第二步，测量完全失去附着力的速度(V2，km/h)。
a)非对称型轮胎
b)定向型轮胎
弯道水漂试验试验在平整干燥的沥青路面上进行，弯道具有恒定的半径及预定的长度，并在最后路段具有预定长度的部分覆盖一层预定深度的水膜。在试验期间，测量相当于造成水漂的机动车最大离心加速度和最大速度。下面表示出用百分数表示的加速度和速度值，在每种情况下对照轮胎(PZero)的值设定为100。
a)非对称型轮胎
b)定向型轮胎
噪音测试实验在一个与外界隔者的屋(半吸音屋)中用如上所述的Porsche机动车进行，该机动车首先装上本发明的新轮胎，然后再装上市售的对照轮胎。
图7和8分别示出前左轮胎和后左轮胎在速度从180km/h减少到20km/h时在机动车内产生的噪音曲线(dB(A))。具体是曲线A是市售轮胎的曲线，而曲线B是本发明轮胎的曲线。
还用装有上述新轮胎的同样机动车在道路上进行噪音试验，结果用试验驾驶员的主观评价表示。本发明轮胎和市售对照轮胎的评价值是7，而新轮胎的合格极限值是6。
仅对装有本发明轮胎的机动车，在不同的连续的行驶里程之后重复在道路上的噪声试验，得到以下结果在行驶3240km之后，噪音量是6.5；在行驶6840km之后，噪音量是6；在行驶10800之后，噪音量是6。
此时将轮胎返回到半吸音屋，在其中测量噪音值，测量出的值是用图7和图8的曲线C表示。
从这些数据可以确信，本发明轮胎尽管已用过，性能下降，但噪声量仍然保持等于新轮胎合格性的阈值，即使在跑了10800km之后。
在此使用期间还发现，显著地减少了磨损，特别是肩部的磨损发现轮胎实际上没有过早磨损和不均匀磨损的痕迹，特别是没有出现“锯齿形”磨损现象。
在进行噪音试验的同时进行了胎面磨损的测量，测量结果示于所附的曲线(图9)，该曲线是用激光再现的，代表沿子午面的轴向方向(axialsequence)的块体的剖面，示于图9的测量值是在225/40 ZR 18型轮胎跑了10800km之后进行测量的。头两个剖面是右肩部的块体剖面，第三到第六剖面是中心块体区域的块体的剖面，而最后两个剖面是左肩部块体的剖面。
每个曲线示出轮胎环形延伸部分的一部分，在这一部分中应当注意到，由于磨损造成的块体高度的减少，实际上是均匀的发生在各个块体的外周面上以及发生在所有的块体上。
权利要求
1.一种机动车的高性能轮胎，具有总宽度为L的胎面，包括两个深的环槽，上述环槽使中央区域与两个侧面肩部区域分开，上述肩部区域具有肩部块体，其特征在于，上述侧面肩部区域的宽度之和等于或小于上述总宽度L的60％；各个上述肩部的宽度不小于上述总宽度L的20％；各个上述环槽在远离上述中央区域的一侧邻接连续的胎面条，确定上述肩部块体的横槽从该胎面条分叉出来。
2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，上述连续胎面条结束于一个连续壁，该壁形成上述环槽的侧壁。
3.如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，至少一个环槽的上述连续侧壁在径向平面内具有剖面，相对于上述环槽的中心线轴线，该剖面比上述环槽的相对侧壁的侧面更为倾斜。
4.如权利要求3所述的轮胎，其特征在于，上述环槽的上述连续侧壁相对于上述中心线轴线具有约14度到24度角的倾斜角以及半径R约在2-5mm范围内的底部，而上述相对侧壁相对于上述中心线轴线具有约3度到10度角的倾斜角以及半径R1约在4-7mm范围内的底部。
5.如权利要求4所述的轮胎，其特征在于，上述环槽的上述连续侧壁具有相对于上述中心线轴线约19度角的倾斜角以及约3.5mm的底部半径R，而上述相对侧壁具有相对于上述中心线轴线约5度角的倾斜角以及约5mm的底部半径R1。
6.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，至少一个上述肩部块体具有细缝，该细缝大体横向于赤道面。
7.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，上述中央区域至少包括第一和第二环形中央块体区域，该中央块体区域由一个上述环形槽和另一个深的环形槽确定。
8.如权利要求7所述的轮胎，其特征在于，上述中央块体约为菱形。
9.如权利要求7所述的轮胎，其特征在于，上述中央块体大体为尖角形。
10.如权利要求1和7所述的轮胎，其特征在于，上述中央区域还包括第三环形内部中央块体区域，该块体区域邻接第一环形突出部，上述第三块体区域和上述突出部由上述其它环槽形成。
11.如权利要求10所述的轮胎，其特征在于，上述内部中央块体约为半抛物线形状。
12.如权利要求7和8所述的轮胎，其特征在于，上述中央块体区域中的上述块体由横槽分开，该横槽的底壁具有可变深度的异形剖面。
13.一种机动车的高性能轮胎，具有胎面，该胎面具有中央区域和两个侧面肩部区域，该中央区域通过深的环槽与各个肩部区域分开，各个肩部区域具有由第一横槽分开的肩部块体，其特征在于，上述肩部块体的一端结合于连续的胎面条，该胎面条结束于连续壁，该连续壁形成上述环槽的侧壁。
14.一种机动车的高性能轮胎，具有胎面，该胎面具有中央区域和两个侧面肩部区域，该中心区域与各个肩部区域由深的环槽分开，各个肩部区域具有由第一横槽分开的肩部块体，其特征在于，上述块体的一端结合于连续的胎面条，该胎面条结束于形成上述环槽侧壁的连续壁，至少一个环槽的上述连续侧壁在径向面内具有剖面，相对于上述环槽的中心线轴线，该剖面比上述环槽的另一个相对侧壁的剖面更为倾斜。
15.一种方法，用于在适当模具中硫化期间促使轮胎的胎面化合物均匀分布，包括以下步骤成形上述胎面横槽底壁的剖面，使该底壁具有可变深度，从而有利于上述化合物沿上述胎面的纹距顺序(pitchsequence)纵向流动。
全文摘要
机动车的高性能轮胎(1、51)具有胎面(2、52),该胎面包括两个深的环槽(3、6,53、56),该环槽将中央区域(7、57)与两个侧面肩部区域(8、9,58、59)分开,该肩部区域具有肩部块体(20、120,64、164);在胎面(2、52)中,肩部区域(8、9,58、59)的宽度的总和等于或小于其总宽度L的60%,各个肩部区域(8、9,58、59)的宽度不小于总宽度L的20%,各个上述环槽(3、6,53、56)在远离上述中央区域(7、57)的一侧邻接连续的胎面条(22、122,66、166),横槽(21、121,65、165)从该胎面条分叉出来,该横槽确定肩部块体(20、120,64、164)。
文档编号B60C11/12GK1359341SQ00809645
公开日2002年7月17日 申请日期2000年6月28日 优先权日1999年6月30日
发明者毛里奇奥·布奥奇, 詹弗兰克·克隆博 申请人:倍耐力轮胎公司