专利名称：一种用于卡车或拖车的子午线轮胎的可变胎冠的制作方法
技术领域：
本发明涉及卡车或卡车拖车的载重子午线充气轮胎领域。
在世界上许多地区，诸如卡车的载重车必须在车辆的驱动轴位置处具有良好的附着性能。带有块形部件类型的车胎花纹的并有足够抗阻的车胎花纹的轮胎似乎能够提供最好的附着性能。
当这些块形部件磨损约一半时，它会丧失一些附着性能。理论上，此时将更换驱动轴上的轮胎。不幸的是对于车辆拥有者来讲，如果它能用于附着性能不敏感的车轮位置时，该胎冠仍保持着一半的寿命。不幸的是原有的车胎花纹在磨损后无助于用在诸如拖车轮胎上。
如果能被成功地用于其它车轮的位置上，需要在部分地磨损时车胎花纹改变或变换成不同的花纹。
由美国专利US4223712给出了可变换成卡车轮胎的应用，它具有一个块形类型的车胎花纹，并在轮胎达到一确定的磨损水平时变成一棱纹型轮胎，其中在轮胎的30％-70％磨损后，小于整个深度的倾斜横向槽将消失。
1988年3月22日授权的后一美国专利US4732195指出，轮胎磨损时，朝向胎冠轴向外侧的横向槽将消失，因而，分离的块纹变成从胎冠之轴向外侧到内侧的连续棱纹。
1989年8月8日授权的美国专利US4854384中给出了一种块形车胎花纹，当轮胎被磨损到最大深度的35％-70％的范围时，它也可变换成棱纹型轮胎。该胎冠具有一系列环形连续的Z字形的和直的槽，槽具有等于轮胎是新的时胎冠总宽度15％-35％的总宽度，及轮胎被磨损时胎冠总宽度10％-25％的总宽度，并且横向槽完全消失，并仅形成具有Z字形纵向槽的棱纹型轮胎。
在这些专利中，轮胎花纹通过横向槽的消失被简单地从块部件变换成棱纹。
这些棱纹型轮胎一般磨损均匀和可被用于必须通过使纵向槽锯齿形弯折得到附着性能的地方。其实，这种轮胎被用于湿路或雪路路面时有相对差的制动附着力。
本发明以一种独特的方式在轮胎被磨损一半时，将用于卡车驱动轴上的块部件车胎花纹变换成大的块部件的中央列和胎缘棱纹的组合，它可表现出比现有棱纹轮胎明显优越的湿地附着性能。
一用于卡车或拖车的子午线气动轮胎10，包括一个具有至少3个纵向槽20、22的胎冠12，纵向槽20、22在环向上延伸，将胎冠12分成至少4部分，最好由4个纵向槽分成5部分。该胎冠12具有至少跨过胎冠12的4部分延伸的横向槽30、31、32、33、34，以构成至少环形分离的块40的4个列1、2、3、4、5，它包括两个胎缘列1、5和至少两个，最好三个中间的列2、3、4，每个块部分40具有一径向外表面42。
纵向槽20、22在延伸到小于胎冠总深度D的60％的深度上并在胎冠块40的径向外表面42之间具有一平均宽度W1，其后纵向槽20、22平均宽度变窄到小于W1的50％，而在每一胎缘列处的横向槽30、34延伸到小于胎冠总深度的60％的深度。
中间的列处的横向槽31、32、33在到小于胎冠总深度D的60％深度上并在胎冠块40的径向外表面42之间具有一平均长度L1，其后横向槽31、32、33平均长度增加到大于L1，最好到L1+50％的W1。中间的列处的横向槽31、32、33平均槽宽度等于W2，该宽度W2是在小于胎冠总深度D的60％的深度上并在胎冠块40的径向外表面42之间测量的，其后对剩余的槽深度，该横向槽变窄到平均宽度小于W2的80％，最好小于W2的50％。
这些纵向槽20、22以及中间列的横向槽31、32、33的平均槽宽度W1和W2，到小于W1的50％和小于W2的80％的变化分别最好出现在同一深度。此外最好是在胎缘列1,5的横向槽30、34终止于纵向槽和横向槽变窄的相同深度上。
纵向槽和横向槽在胎冠12的总深度40％或更多深度处平均宽度的变化被确信是很重要的。
在最佳实施例的轮胎中，每个块部件具有至少一个轮胎防滑花纹(size)50、51、52、53，在纵向槽20、22和横向槽31、32、33的宽度由于轮胎10磨损而变窄后，该轮胎防滑花纹50、51、52、53的一部分保留在胎冠12上。
轮胎10在新的时候，最好具有小于70％的净比总比率，它在平均的槽宽度变窄的胎冠深度上增加至少10％，最好增加接近20％。
轮胎的“纵横比”指其截面高度(SH)比截面宽度(SW)乘100％的百分比表达式。
“非对称胎冠”指胎冠具有相对轮胎的中间平面或赤道面EP不对称的车胎花纹。
“环形”指沿垂直于轴线的环形胎冠表面圆周上延伸的线或方向。
“赤道平面(EP)”指垂直于轮胎旋转轴线并经过胎冠中央的平面。
“印迹”指在0速率及正常载荷和压力下轮胎胎冠与一平面接触的斑纹或接触区域。
“槽”指在胎冠上的细长空窝区域，它可以直的、弯曲的、锯齿曲折的方式相对胎冠环形或横向延伸。环形和横向延伸的槽有时具有公共部分，“槽的宽度”等于槽或槽部分占据的胎冠表面并被这些槽或槽部分的长度所分界，其宽度是问题所在，该槽宽度是在其整个长度上的平均宽度。在一个轮胎上该槽可有多种深度。槽的深度在一轮胎上可有变化，一槽的深度可以在绕胎冠圆周上变化，或者一个槽的深度可是恒定的，但不同于该轮胎上另一个槽的深度。如果这种窄的或宽的槽与相互连接的宽的环形槽相比是明显深度减小的，它们被认为构成了“连接条”，有助于在所涉及的区域保持象棱纹那样的特征。
“内侧面”指当轮胎安装在车轮上而车轮安装在车辆上时离车辆最近的侧面。
“横向”指的是轴向。
“净接触面积”指确定的限界边缘之间的部件接触地面的总面积除以(divided by)绕胎冠整个圆周测量的在该限界边缘之间的总面积。
“净比总比率”指绕胎冠整个圆周的横向边缘之间的胎冠部件接触地面的总面积除以横向边缘之间整个胎冠总面积。
“无方向胎冠”指一种胎冠，它没有最佳的行进方向，不需要设置在特定的轮胎位置或保证最佳行驶方向相应车胎花纹的位置。通常，方向性胎冠具有需要特定车辆位置的最佳行驶方向。“轴向的”或“轴向地”指平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“外侧面”指当轮胎安装在车轮上而车轮安装在车辆上时离车辆最远的侧面。
“径向的”或“径向地”指径向地朝向或离开轮胎旋转轴线的方向。
“棱纹”指在胎冠上环向延伸的橡胶带，它由至少一个环形槽和一个第二槽或横向缘确定，该橡胶带不被整个深度上的槽分开。
“轮胎防滑花纹”指一些小片(slots)，装在胎冠的胎冠部件上，它们细分胎冠表面并改善附着力。“胎冠部件”指的是棱纹或块部件。
图面说明
图1是根据本发明最佳实施例的具有块型胎冠花纹的轮胎的局部平面视图；图2是图1中轮胎磨损后的平面视图，轮胎磨损导致胎冠花纹变化成带有扩大块的中间列的两胎缘棱纹；图3-7是沿多个纵向槽和横向槽的剖面视图。
发明的详细描述参见图1，其中显示了最佳实施例轮胎10的局部平面视图，该轮胎10具有一个胎冠12，它包括至少三个将该胎冠分为至少四部分的纵向槽。如图所示该最佳轮胎的该胎冠12具有四个将该胎冠分为五部分的纵向槽20、22，该胎冠12具有一系列横向槽30、31、32、33、34，它们延伸过每一部分并将这些部分分为至少四列，如所示五列1、2、3、4、5环向分离的块部分40。
每个块40具有至少一个轮胎防滑花纹50、51、52、53，一些横向槽30、31、33和34具有轮胎防滑花纹55，许多的横向短轮胎防滑花纹54密集地间置，并位于邻近胎缘槽22的块部件40的径向内部。
许多石头卡入防护结构60被显示从环形槽20、22的底部伸出，这些特点有助于防止小石子或石块卡入槽20、22的底部，及露出加强带结构。
如图所示，纵向槽20、22是直的，并如图3和4的横剖视图所示具有整体深度D(除胎冠磨损标记和石头卡入防护结构外)。该整体深度通常作为胎冠的防滑深度。
每个槽20、22具有一平均宽度W1，它位于相邻胎冠块40的径向外表面42之间至小于60％整体深度D的深度。而后，该槽20、22的宽度变窄到小于W1的50％，如所示约W1的30％。
参照图4-6的横剖视图，显示了多种横向槽30、31、32、33、34的截面形状，在每种情况中，该横向槽具有一W2标示的平均宽度，它是测量相邻胎冠块40的径向外表面42之间至小于60％整体深度D的深度处得到。
在胎缘列1和5处，横向槽终止于小于深度D的60％的深度处，如图示，这些槽从胎冠面径向上往里延伸到至少D的40％。在这个深度下面，该槽中断，该胎缘列变成连续的胎缘棱纹。
参照中间列2、3和4的块40，每个横向槽31,32,33具有一W2标示的平均宽度，W2是在相邻胎冠块40的径向外表面42之间至小于60％深度D的深度处，最好至深度D的至少40％，而后，大多数横向槽31、32、33，最好所有横向槽，变到窄于其相应的横向槽宽度W2的宽度，最好变窄到小于初始W2的约80％。
通过沿邻近一列横向槽的每个块40的径向外表面42测量，可确定横向槽的平均长度，每个这种平均长度由L1标示。当胎冠12磨损到纵向槽20、22变窄的标记处，在中间列2、3和4处的横向槽长度实际上增加。如图2所示，该长度从L1增加到L1加上大于或等于W1的50％的长度。如所示，在中间列处，横向槽31、32、33增加了等于W1的约2/3的量。
进一步参照图2所示，该最佳轮胎的净比总比率从初始或新轮胎的约68％增加到约85％，该新轮胎的净比总比率被认为应该是或低于70％，在胎冠被磨损掉深度D的40％-60％后，该槽的变窄或消失导致净比总比率增加至少10％，最好15％或更多。
这种与路面接触的胎冠橡胶的增加将极大地延缓胎冠磨损率。在中间列的横向槽31、32、33有效地加长的情况意味着其附着性能与前述已有技术棱纹轮胎相比保持在一较高的水平上。此外，本发明轮胎的湿路附着性能通过长的横向槽和直的纵向槽的组合被提高。沿具有延长横向槽的一系列块的直纵向槽20、22的使用明显改善了已磨损轮胎的附着性能。适当应用较低水平的防滑花纹54及55并保持部分的防滑花纹51,52,53也很有利于防滑性能。
横剖视图3的虚线描述了轮胎防滑花纹54，该轮胎防滑花纹位于邻近环形槽22的槽壁区域上。该轮胎防滑花纹在或稍低于槽壁与块部件40的径向外表面42的相交处，并径向往里延伸到，或稍高于，槽的底部，最好高于槽底部或高于石头卡入防护结构60。当胎冠12磨损时，这些最初部分隐藏在槽22中的轮胎防滑花纹54被露出。当胎冠达到磨损临界点时，该轮胎防滑花纹54在横向上完全被露出，并且其作用变得很重要。在轮胎的这个磨损程度上，该轮胎胎冠变换成一个对诸如拖车的车辆自由转轴上有用的花纹。这些轮胎防滑花纹54有助于延缓产生破水(rivewear)，这通常出现在邻近槽22轴向外部的列2和4位置处的轮胎块或棱纹处。
虽然图1和2的块部件40被描述成在环向上几乎对齐，可以相信，它能够按要求使列1、2、3、4、5交错排列，使得相邻的块在环向上相当偏置。
本发明的另一个重要特性是，图1所示的槽24象线24那样，当驱动轴胎冠花纹如前说明的图2所示达到40％-60％的完全磨损情况下，则最初看不到的直环形槽随轮胎磨损变窄。在这种磨损程度下，该拖车花纹及变窄的槽24被完全露出。这种变窄的槽起压力分布槽的作用，它有助于减小或消除经常出现于卡车拖车的自由转轴位置轮胎上的斜切磨损。
另一个重要特性是，每个横向槽具有其垂直于纵向定位的第一和第二端部30A、30B、31A、31B、32A、32B、33A、3B34A、34B，及一或多个直的倾斜部分，它们相对纵向定向约45°或更多。这种结构保证了横向槽的大部分被垂直于向前行进的方向排列。这大大地改进了干及湿的制动附着力。
从上述说明可知，根据本发明的轮胎没有综合考虑在磨损60％的情况下，胎缘棱纹和中间块类型花纹的附着性能，而大部分注意力放在提高已磨损轮胎的附着性和磨损特点上，这种从驱动轴类型的胎冠转变为具有胎缘棱纹和扩大的中间列块组合的拖车类胎冠使本发明轮胎优于那些现有技术。
权利要求
1.一种用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，包括一胎冠，它具有总深度D的环向上延伸将胎冠分成至少4部分的至少3个纵向槽；至少跨过胎冠的4部分延伸的横向槽，以构成至少环形分离的块的4个列，它包括两个胎缘列和至少三个中间的列，每个块具有一径向外表面，该轮胎的特征在于纵向槽在延伸至小于胎冠总深度的60％的深度上并在相邻胎冠块的径向外表面之间具有一平均宽度W1，其后纵向槽平均宽度变窄到小于W1的50％，且在每一胎缘列中的横向槽延伸到小于胎冠总深度的60％的深度，而在中间的列中的横向槽在到小于胎冠总深度D的60％深度上并在相邻胎冠块的径向外表面之间具有一平均长度L1，其后该平均长度从L1增大到大于L1。
2.如权利要求1的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于中间的列中的横向槽具有在小于胎冠总深度D的60％深度上并在胎冠块的相邻径向外表面之间的平均宽度W2，其后对剩余的槽深度，该横向槽变窄到小于W的80％的平均宽度。
3.如权利要求1的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于纵向槽以及中间列的横向槽的宽度W1和W2，到小于W1的50％和小于W2的80％的变化分别出现在同一径向深度。
4.如权利要求3的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于在胎缘列的横向槽终止于纵向槽和横向槽变窄的相同深度上。
5.如权利要求2的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于纵向槽和横向槽在胎冠的总深度40％或更多处变化平均宽度。
6.如权利要求2的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于轮胎具有一小于70％的初始净比总比率，它在槽的宽度变窄处的胎冠深度上增加至少10％。
7.如权利要求1的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于横向槽的长度L1增加到L1+大于或等于50％W的和。
8.如权利要求1的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于每个块部件具有至少一个轮胎防滑花纹，在纵向槽和横向槽平均宽度因轮胎磨损而变窄后，该轮胎防滑花纹的一部分保留在胎冠上。
9.如权利要求1的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于中间列横向槽在磨损60％或更多情况下，在超过其长度约一半上是垂直于向前行进的方向排列的。
10.如权利要求1的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于轴向向内并邻近于胎缘列的纵向槽具有槽壁，该槽壁上具有许多在胎冠磨损时露出的横向延伸的轮胎防滑花纹。
11.如权利要求1的用于卡车或拖车的子午线充气轮胎，其特征在于一个窄环形直槽位于胎缘块列的轴向外部和径向内部的位置处，该直槽在胎冠磨损时露出。
全文摘要
一种卡车或拖车的子午线充气轮胎(10),包括一个具有至少3个将胎冠(12)分成至少4部分的纵向槽(20、22)的胎冠(12),及至少跨过胎冠的4部分延伸的横向槽(30、31、32、33、34),构成至少环形分离的块40的4个列(1、2、3、4和5)。纵向槽在延伸到小于胎冠总深度(D)的60%的深度上并在胎冠块(40)的径向外表面(42)之间具有一平均宽度W
文档编号B60C11/04GK1219909SQ96180318
公开日1999年6月16日 申请日期1996年6月7日 优先权日1996年6月7日
发明者D·E·舒斯特, J·J·瑟里奇 申请人:固特异轮胎和橡胶公司