专利名称：具有带全深度刀槽花纹的胎面的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及轮胎，更具体地是，涉及具有带窄花紋沟的胎
面的轮胎，该窄花紋沟称为刀槽花紋(sipes)。
背景技术：
以这样一种方式对轮胎胎面进行模制，以产生用于排水的花紋沟 空隙，并提供多个胎面边缘使轮胎在道路表面上具有牵引力。典型地， 花紋沟足够宽，以在轮胎滚过接地的胎面部分时保持打开。胎面深度， 也称为"防滑深度"，典型地确认为在花紋沟基部或底部所测量的胎 面外表面和最深的花紋沟之间的距离。这些最深的花紋沟常常是周向 连续的花紋沟，但取决于胎面花紋，可以是斜向或横向延伸的花紋沟。
当胎面磨损超过某个深度时，许多国家规定这种轮胎应该更换， 因为形成这些排水通道的花紋沟的尺寸减少了 ，使得它们在排水时效 率不够。
在胎面厚度为2.0亳米或更小时，安全法律通常要求移除此轮 胎。胎面磨耗标记(TWI)常被模制在全深度花紋沟的基部中，以提供 辨认轮胎何时必须更换的 一种方法。
另 一类型的非常窄的切口提供了 一类花纹沟，此类花紋沟如此之 窄，以致当轮胎转动时，该花紋沟在印痕或接地印痕中闭合。这些窄 的花紋沟常指肋状或块状的胎面元件中的刀槽花紋以及刀槽花紋形 的额外边缘，这些胎面元件在所有的道路条件下显著地增加轮胎的牵 引性能。这些刀槽花紋与开口宽花紋沟排水的方式不同，虽然如此， 但是额外的边缘在牵引力上提供了有益的改善。
使用刀槽花紋的一个重要缺点是如果不仔细地设计，它们容易使胎面元件开裂，在由于其它设计元件的存在而使得压力已然增加的位 置处，当刀槽花紋切入向宽花紋沟敞开的壁式胎面元件时，就尤其如 此。为了避免这个问题，轮胎设计师们已将刀刃变短，即用来形成刀 槽花紋的刀片在胎面磨耗标记上方径向向内地延伸一段距离，该距离
典型地为全深度花紋沟基部上方的4毫米或者更多。能够轻易地认识 到，这意味着随着胎面被磨损，刀槽花紋在轮胎必须更换之前很久就 消失了。这进一步意味着，随着轮胎胎面的磨损的浅花紋沟空隙的排 水能力的减弱，轮胎胎面也完全失去了由刀槽花紋所产生的牵引边缘 的好处。
下文所描述的本发明提供了独一无二的、新颖的解决方案，其不 仅使这些刀槽花紋边缘能够在轮胎完全磨损之前得到保留，并且还以 避免在胎面边缘上发生开裂的形式来达成此效果。
发明内容
用于轮胎的胎面具有多个胎面元件，这些胎面元件的外形由多个 开口花紋沟所限定。胎面具有至少一个全深度花紋沟。全深度花紋沟 具有径向最内侧的花紋沟底部，该花紋沟底部提供测量位置，以确定 花紋沟底部和胎面外表面之间的限定胎面深度的距离。与此至少一个 全深度花紋沟相邻的至少一个胎面元件具有一个或多个刀槽花紋，该 刀槽花紋自胎面元件的径向最外侧表面径向向内地延伸至大于距离X 的深度。该距离X限定在全深度花紋沟底部上方径向地延伸的全磨损 胎面深度水平。优选地是，位置X由胎面磨耗标记(TWI)限定，该标 记被^^莫制在胎面中，指示相对于花紋沟底部的距离X的位置，该距离 X限定全磨损胎面深度。
在一个优选实施例中，该至少一个刀槽花故延伸越过该至少一个 胎面元件的径向最外侧表面的至少一个部分，通过胎面元件的侧壁， 将该至少一个刀槽花紋连接到该至少一个全深度花紋沟上。侧壁具有 弯曲的径向内部，该内部延伸至该至少一个全深度花紋沟的花紋沟底部，并且刀槽花紋延伸通过弯曲部分至花紋沟底部，该花紋沟底部具 有最大深度，该最大深度优选地等于或大于全深度花紋沟底部。
在至少 一个实施例中，胎面具有多个全深度花紋沟和多个胎面元 件。各胎面元件具有一个或多个刀槽花紋，各胎面元件中的这些刀槽
花紋的至少其中一个至少延伸距离Z以超过胎面磨耗标记水平X,优
选地是，延伸至胎面的全深度并在花紋沟底部与全深度花紋沟交叉。 定义
下面的定义适用于本发明。
"花紋沟，，指胎面中的延长空穴区域，其可以以直弧式或z字形 的方式绕着胎面周向地或侧向地延伸，有时周向地或侧向地延伸的花 紋沟具有公共部分，并可被细分为"宽花紋沟，，、"窄花纹沟"或"刀 槽花紋"。刀槽花紋典型地由插入铸件或机械铸模或胎面花圏中的钢 刀片形成。花紋沟以及别的空隙减少了其所在的胎面区域的刚度。刀 槽花紋常用于此目的，例如侧向延伸的窄花纹沟的或宽花紋沟。轮胎 中的花紋沟可具有不同的深度。花紋沟的深度可沿胎面的圆周而变 化，或者一个花紋沟的深度可以恒定不变但是不同于轮胎中另 一个花 紋沟的深度。如果和与其相互连接的宽的圆周方向的花紋沟相比，这 种窄花紋沟或宽花紋沟的深度大为减少的话，则它们被认为形成了
"横拉杆(tiebar)"，它们趋向于保持所涉及的胎面区域里的条状特征。 "内"指朝向轮胎的内部而"外"指朝向其外部。 "外"指朝向轮胎的外部。
"径向的"和"径向地"用来指沿径向朝向或背离轮胎的旋转轴 线的方向。
"胎面"指模制的橡胶部件，当被粘合到轮胎外胎上时，包括轮 胎正常膨胀和正常负载下与道鴻4妄触的部分。胎面具有自胎面表面到 轮胎最深花紋沟的底部按常规所测量的深度。
将通过示例的方式并参考附图来描述本发明，在附图中 图1示出了根据本发明的示例性胎面的透视图； 图2为图1中的示例性胎面的平面图3为取自图2的平面图的放大部分，其示出了胎面的一部分； 图4为带有根据本发明而制造的胎面部分的轮胎的截面图； 图5为现有技术胎面元件的截面剖视图，其示出了根据现有技术 的刀槽花紋或切口的深度；
图6为沿图5的现有技术横截面的6-6线剖开的视图。图6示出 了现有技术刀片相对于胎面基部的深度、相对于胎面花紋沟底部的深 度，并示出了明显地在胎面磨耗标记(TWI)上方的刀槽花紋。 图7为本发明的刀槽花紋或切口的截面剖^L图； 图8为自图7的线8-8剖开的显示刀槽花紋深度的端视图。
具体实施例方式
参考图1，示出了根据本发明的轮胎2。轮胎2具有径向外胎面， 胎面10—般绕轮胎胎体3的最外侧表面延伸。如图所示，胎面10具 有多个宽的全深度周向延伸的花紋沟12，该花紋沟限定了如图所示为 花紋条(rib)6的形状的胎面元件。如图所示这些花紋条6绕轮胎2周 向地延伸。胎面10的外侧边缘9、 11上的花紋条6向内延伸，并包 括自花紋条6的一部分向宽的周向花紋沟12延伸的多个表面花紋沟 20。在各个这些表面花紋沟20之间有多个小切口或小刀槽花紋21， 用于帮助减少花紋条边缘的磨损。在轮胎2的中心平面(CP)的每一侧 上，最外侧或侧向外部的花紋条6的径向内侧为中间花紋条6。图示 的中间花紋条6示出了多个切口或刀槽花紋22,该切口或刀槽花紋 22自一个全深度花紋沟12向位于花紋条6相对一侧的另一个全深度 花紋沟12延伸而完全通过胎面花紋条6。此刀槽花紋为"S"形状。 此刀槽花紋和具有分支段22A的表面花紋沟相联接，当该分支段22A延伸通过胎面元件时，其与刀槽花紋22在中间点处交叉，并向外延 伸与一个花紋沟12交叉。另外，还有如图所示的通向圓周花紋沟的 小刀刃状刀槽花紋21。在胎面10的中心平面(CP)处，示出了周向连 续的胎面花紋条6。该胎面花紋条6也具有侧向延伸通过胎面花紋条 6的窄刀槽花紋或切口 24,此外，如图所示在各刀槽花紋24之间包 括周向延伸的盲花紋沟25。
图2示出了上文所述的胎面IO的平面图。 参考图3，示出了图1和图2中所示的胎面IO的放大部。 图4中示出了沿线4-4剖开的截面剖视图。此截面剖视图示出了 在轮胎2的径向最内侧部分处具有胎圈5的整个轮胎2,以及径向最 外侧部或显示胎面10的轮胎胎体3的胎冠。如横截面所示，周向延 伸的花紋沟12如图所示自全深度向花紋沟14的底部延伸。如图所示， 各花紋沟12具有自花紋沟14的底部径向向外地延伸到花紋沟壁8的 曲率半径R,该花紋沟壁8延伸至花紋条6的径向最外侧表面7。如 图4中的横截面所显示，侧向最外侧胎面花紋条6没有示出如图所示 的窄花紋沟或刀槽花紋20的全深度，然而如图所示，在中间花紋条6 处可以看到全深度刀槽花紋24延伸通过整个花紋条6。如图所示，刀 槽花紋24径向向内地延伸，穿过侧面或花紋沟壁8到达如图所示的 胎面花紋沟12的基部或底部14 。
参考图5，示出了根据现有技术的胎面100的示例性部分。在此 胎面100中，容易认识到，全深度花紋沟120通常延伸至虚线所示的 花紋沟底部140。此花紋沟底端140以图示的曲线方式径向向外地延 伸，并形成相邻的胎面花紋条60的侧面或花紋沟壁80，此处的相邻 的胎面花紋条60是侧向外侧花紋条60和中间花紋条60。如图所示， 根据现有技术的刀槽花紋240延伸至位置X上方的深度Z处，在位置 X处，虚线所示的TWI水平显示了胎面100的全磨损水平。这些 TWI(未示出)典型地置于花紋沟120的基部，并根据通常由法律要求 的当地要求向外延伸1.6mm到2.0mm的距离。这些TWI在胎面全部磨损时为用户提供简易的指示，而轮胎应该更换并从车辆中移除。如
图所示，刀槽花紋240自胎面100的径向最外侧表面70向内距离Z， 正好位于TWI水平X上方。刀槽花紋的边缘240通向全深度花紋沟 的侧面或花紋沟壁80，但并非在全深度处，而是高于TWI水平X， 以避开花紋沟140的底部处的曲率半径R。
图6的横截面剖视图基本上示出了这种类型的刀槽花紋240根据 其相对于胎面外侧表面70的深度看起来将如何。如图所示，当刀槽 花紋240径向向内地延伸到终止于Z处的缩短的深度时，其具有较宽 的向上部240A和明显的狭窄部240B。
参考图7，横截面剖视图仅仅示出了根据本发明的刀槽花紋24， 可以理解，刀槽花紋20、 22和22A也制成或者可将其制成如图所示 的等于刀槽花紋24的延伸深度。在这种情况下，刀槽花紋24延伸到 全深度花紋沟的底部14的深度处或之下，并同样地自花紋条6的侧 面或花紋沟壁8通向全深度花紋沟12,并甚至通过曲率半径R沿花紋 沟12的侧壁8通向花紋沟12的基部或底部14,如图所示。此特征使 得从顶视图能观察到花紋沟12，并能看到刀槽花紋20、 22、 22A及 24的敞开部，这些刀槽花紋直接延伸至花紋沟12的基部或底部14， 花紋沟12沿整个侧面或花紋沟壁8敞开，并延伸通过花紋条6的外 表面7,如图3中所示。在图示的实施例中，切口或刀槽花紋24实际 上切入胎面花紋条距离Z,该距离Z显示在花紋沟12的基部水平之 下，尽管如此，据信这是新颖的，即刀槽花紋24至少延伸至TWI水 平X之下，并通过花紋条6的曲率半径R延伸至全深度花紋沟12的 基部或底部14附近的深度Z。
图8用截面剖视图对此作了说明，其中，刀槽花紋24的径向最 外部24A^f皮轻箱b改大，其中，刀槽花紋24的长得多的延伸部24B进 入胎面元件，延伸至距离Z处，并至少到达胎面磨^^标记水平TWI 之下的深度，如图所示，Z在胎面基线之下。如可轻易地认识到的， 当胎面磨损时，其中花紋条6的高度被减少，从而大幅度减少周向花紋沟12的总可用排泄容积。胎面花紋条6的径向外侧表面7会持续 减少，直至到达胎面磨耗标记(TWI)水平X，在此位置， 一旦胎面10 被全部磨损，刀槽花紋20、 22、 22A或24将具有会继续存在并在轮 胎2中的此磨损状况下仍然暴露的形成的切口。这一点的意义在于， 当胎面磨损时，通常这些刀槽花紋会被完全擦掉，从而当达到胎面的 磨损条件时，胎面元件将变成实心花紋条6。在本发明中，当轮胎模 制时，刀片形成的刀槽花紋延伸超过TWI水平X至深得多的距离Z， 结果，当胎面10达到完全磨损条件时，这些刀槽花紋仍会提供胎面 花紋条6中的抓着边缘(biting edge)。这具有极大的好处，因为切口或 刀槽花紋21、 22、 22A或24的抓着边缘增加了附加牵引力。此附加 牵引力在轮胎2的整个寿命期间一直保持，并且当胎面磨损至全磨损 深度时也不会减少。
参考图5,如可见的，现有技术的胎面100具有刀槽花紋240， 该刀槽花紋240通常会在停止在高于TWI水平X处，从而避开花紋 沟120的曲率R存在的区域。此区域为典型的高风险开裂区域。其原 因是，应力性折断的最临界位置(用于标志应力/疲劳的位置)大约位于 离花紋沟底部140为45度角的位置，在此位置，TWI虚线X沿花紋 沟底部半径R的中心的上升坡度显示。此解决方案达到避免了在此位 置形成开裂的效果是因为使刀槽花紋更深而非更浅，以便刀槽花紋终 止于花紋沟底部140的中心处的上升坡度之下。
回到图1,所示出的轮胎2为长途运输转向轮，并设计用于商用 卡车和重型车辆。典型地，此胎面IO具有的防滑深度为13mm-20mm, 通过使用根据本发明的刀槽花紋20、 22、 22A或24，该防滑或胎面 深度可降低20%，并且人们可以随意地将胎面化合物从高抗磨损化合 物改变成低温运行化合物(cool running compound),其接受專支4氐里程的 移除，但获得更低温运行的轮胎。通过使用更低防滑性能的胎面，胎 面整个寿命可能会轻微减少，但大大改善了滚动阻力，使得车辆的燃 油效率可获得好得多的表现，同样地，即便轮胎更换的速度更快，车辆的整个运行费用也可以减少。备选地，胎面10可制成具有
13mm-20mm的全深度，而通过使用这些延伸深度的刀槽花紋20、 22、 22A和24,在轮胎2的整个寿命期间将获得改善的牵引性能的好处。 当前，有一种获得更大的车辆燃油效率的变化，其结果是这样一种观 念，最初提供较低的防滑深度，但通过提供匹配全深度花紋沟的花紋 沟深度的更深的刀片，将使得车辆在轮胎寿命期间能够以更大的燃油 效率运行而无需牺牲牵引力。这些商用卡车具有在带束层增强结构之 上的胎面基部，其典型地将允许使用如本发明所提出的这种更深的刀 槽花紋。备选地，即便在别的轻型卡车和轿车胎中，提供根据本发明 的更长深度的切口或刀槽花紋将意味着，由于在轮胎的整个寿命期间 都保持刀槽花紋的抓着边缘，在冰、雪、和湿地上的牵引力将会优于 使用当前的轮胎所获得的牵引力。通常公认的是，对于刀槽花紋而言， 当轮胎是新的时，湿地牵引性能最好。然而，当轮胎磨损到完全磨损 状态时，牵引力显著地减少。本发明试图通过提供在轮胎的整个胎面 寿命期间可用的切口或刀槽花紋来使此效率的降低最小化。尽管图中 所示出的典型实例使用了具有花紋条6形状的胎面元件的胎面花紋， 但应懂得，本发明可用于任何胎面花紋之中，包括那些使用块状胎面 元件或别的形状的胎面元件的胎面花紋，其中，不仅使用了长的连续 延伸的圓周花紋沟，而且还使用了结合根据本发明的深刀槽花紋的侧 向花紋沟。
根据这里所提供的描述，本发明可能具有各种变形。为了说明本 发明，虽然示出了某些代表性的实施例及细节，但对本领域技术人员 而言，在不脱离本发明的范围下，可在其中做出不同改变和修改是显 而易见的。因而，应当理解，可在特定实施例中做出修改，而落在所 附权利要求所限定的本发明的整个意图保护的范围内。
权利要求
1. 一种用于轮胎的胎面，所述胎面具有多个胎面元件，各胎面元件的形状由多个开口花纹沟限定，所述胎面具有至少一个全深度花纹沟，其具有限定最内侧位置的径向最内侧花纹沟底部，该最内侧位置用来测量胎面深度，完全磨损胎面磨损深度水平，其在全深度花纹沟底部上方径向地延伸距离X，其特征在于与所述至少一个全深度花纹沟相邻的至少一个胎面元件，所述至少一个胎面元件具有一个刀槽花纹或多个刀槽花纹，所述刀槽花纹自所述胎面元件的外表面径向向内地延伸到大于距离X的深度处。
2. 如权利要求1所述的轮胎胎面，其特征还在于 模制到所述胎面中的胎面磨耗标记，其指示距离X的位置，限定完全磨损胎面深度。
3. 如权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述至少一个刀槽 花紋延伸越过所述至少一个胎面元件的径向最外侧表面的至少一部 分，穿过开口的胎面元件的侧壁，或连接到所述至少一个全深度花紋 沟上。
4. 如权利要求3所述的胎面，其特征在于，所述侧壁具有弯曲 的径向内部部分，所述径向内部部分延伸至所述至少一个全深度花紋 沟的花紋沟底部，并且其中，所述刀槽花紋延伸穿过该弯曲部分至所 述花紋沟底部，所述花紋沟底部具有等于或大于所述全深度花紋沟底 部的最大深度。
5. 如权利要求2所述的胎面，其特征在于，所述胎面具有多个 全深度花紋沟和多个胎面元件，各胎面元件具有 一个刀槽花紋或多个 刀槽花紋，各胎面元件内的所述刀槽花紋中的至少一个刀槽花紋至少 延伸距离X。
6. 如权利要求5所述的胎面，其特征在于，各胎面元件内的至少一个刀槽花紋延伸至所述胎面的全深度，并和位于花紋沟底部处的 全深度花紋沟相交。
全文摘要
本发明涉及具有带全深度刀槽花纹的胎面的轮胎，具体而言，公开了一种用于具有多个胎面元件或花纹条(6)的轮胎(2)的胎面(10)。该胎面(10)具有至少一个全深度花纹沟(12)。该全深度花纹沟(12)具有径向最内侧花纹沟底部(14)。与此至少一个全深度花纹沟(12)相邻的至少一个胎面花纹条(6)具有一个或多个刀槽花纹21、22、22A或24，这些刀槽花纹自胎面花纹条(6)的径向最外表面径向向内地延伸到大于距离X的深度处。距离X限定完全磨损胎面深度水平，其在全深度花纹沟底部(14)上方径向地延伸。优选地位置X由模制进胎面的胎面磨耗标记(TWI)限定。
文档编号B60C11/13GK101412350SQ200810169769
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月15日 优先权日2007年10月15日
发明者巴西 O·德 申请人:固特异轮胎和橡胶公司