專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充氣輪胎。更特別地，本發(fā)明涉及隨輪胎磨損而改變以保持性能的展 開(kāi)的胎面花紋。
背景技術(shù)：
當(dāng)輪胎磨損時(shí)，胎面的量(volume)由于與路面的摩擦接觸而減少。當(dāng)輪胎磨損 時(shí)，由于毛凈比(net to gross)增大，花紋溝的量減少。最后，輪胎將需要更換。當(dāng)花紋溝的量減少時(shí)，它降低了輪胎將水從輪胎接地印跡中導(dǎo)走的能力，降低了 濕滑路面輪胎性能。對(duì)于某些胎面結(jié)構(gòu)，即使輪胎胎面沒(méi)有磨損至法定最小防滑深度，但輪 胎的濕滑路面性能也可能非常有限。當(dāng)輪胎磨損時(shí)，干式制動(dòng)性能通常提高，而濕式制動(dòng)性能則可能下降。因此，當(dāng)輪胎是新的時(shí)期望提供具有好的操縱和性能特征的輪胎，并在輪胎的生 命周期中保持可接受的輪胎性能。

發(fā)明內(nèi)容
本文所公開(kāi)的是設(shè)計(jì)成具有可變胎面花紋的輪胎胎面。該胎面花紋隨著磨損而改 變，以在輪胎是新的時(shí)和磨損時(shí)都獲得相似的胎面性能?？勺兓y試圖保持輪胎的濕滑路 面性能特征而優(yōu)化磨損輪胎性能。定義“刀片(blade)”表示形成胎面設(shè)計(jì)的部分的輪胎固化模具中的突起。該突起在完 成的輪胎胎面中形成相應(yīng)的凹陷?！盎y溝”表示胎面中延長(zhǎng)的空隙區(qū)，其可周向地或橫向地在胎面周圍以直的、曲 的或鋸齒方式延伸。周向或橫向延伸的花紋溝有時(shí)具有共同部分，并可細(xì)分為“寬的”或“窄 的”?！罢y溝”具有比刀槽花紋(Sipe)大的寬度，但小于或等于大約4.0毫米，而“寬花 紋溝”具有大于大約4. 0毫米的寬度?；y溝寬度等于花紋溝或花紋溝部分所占據(jù)的胎面 表面面積，所討論的花紋溝寬度被這種花紋溝或花紋溝部分的長(zhǎng)度分開(kāi)，因而，花紋溝寬度 是其長(zhǎng)度之上的平均寬度?！皬较虻摹焙汀皬较虻亍庇脕?lái)表示徑向地朝向或遠(yuǎn)離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向?！袄摺北硎局芟蜓由斓奶ッ嫦鹉z帶，其被至少一個(gè)周向花紋溝和第二周向花紋溝或 橫向邊限定，其中帶不被全深度花紋溝分開(kāi)?！暗恫刍y”指的是模制成輪胎的胎面元件的寬度非常窄的花紋溝，其細(xì)分胎面元 件。刀槽花紋具有在大約0.3毫米至1.0毫米范圍內(nèi)的寬度。刀槽花紋的寬度使得刀槽花 紋在輪胎接地印跡中趨于完全閉合。


本發(fā)明將通過(guò)示例并參考附圖進(jìn)行描述，其中圖1是本發(fā)明輪胎的第一實(shí)施例的透視圖；圖2是圖1的輪胎的正視圖；圖3是圖2的輪胎胎面的靠近正視圖；以及圖4是一段輪胎胎面的局部橫斷面視圖；圖5A-5C圖示了輪胎胎面段的另外實(shí)施例的附加局部橫斷面視圖；圖6是鍵孔刀槽花紋刀片的透視圖；圖7是用于形成凹花紋溝的刀片的透視圖；圖8-11圖示了顯示變化的磨損度的輪胎胎面；圖12圖示了具有50%胎面磨損的圖1中所示的輪胎；以及圖13圖示了具有50%或更多胎面磨損的輪胎接地印跡，圖示了排水通道。
具體實(shí)施例方式圖1-4圖示了充氣輪胎的第一實(shí)施例，該充氣輪胎適于用作客車或卡車輪胎，并 且特別適合用在濕滑條件中。輪胎10具有帶防滑深度D的胎面12。胎面12設(shè)計(jì)成隨輪胎 磨損而展開(kāi)，以顯露隱藏的或凹陷的花紋溝，使得防濕滑性能和滑水性能不下降到不可接 受的水平。輪胎10包括包含兩個(gè)輪胎側(cè)壁16的胎體14，該輪胎側(cè)壁16自胎面12徑向地向 下延伸。輪胎胎體14還包括一個(gè)或多個(gè)徑向簾布層(未示出)，簾布層從兩個(gè)環(huán)形胎緣 (未示出)延伸，并優(yōu)選地卷繞或以其它方式固定到兩個(gè)環(huán)形胎緣上。輪胎還可以可選地包 括脊尖(apex)(未示出)。在胎緣區(qū)域卷起的簾布層可以可選地用卷繞胎緣簾布層的碎片 (chipper) 23。輪胎10還可包括襯里以及蹼狀物(flipper)、碎片(chipper)、脊尖(未示 出)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它輪胎部件。輪胎胎面的雙重膠料(compound)在圖4a和圖5a_5c中示出了胎面膠(green tread)輪廓的橫斷面視圖。圖4b圖 示了固化的胎面。胎面12由雙層胎冠橡膠層組成，該胎冠橡膠層由徑向外胎冠層13(或冠 部1)和徑向內(nèi)胎冠層15 (或冠部2)的組合連同下層胎面底層橡膠層17組成，胎面底層橡 膠層17位于雙層胎冠層之下。如圖所示，在如圖4a所示的胎面膠中，冠部1層和冠部2層 的交接處19具有尖的、鋸齒形邊緣。在固化之后，當(dāng)橡膠流入如圖4b中所示的模具中時(shí)， 尖銳的鋸齒形邊緣變成圓形。優(yōu)選地，至少一個(gè)頂點(diǎn)位于未固化或固化的胎面的各個(gè)胎面 塊或肋中。優(yōu)選地，在未固化或固化的胎面中有兩個(gè)或多個(gè)頂點(diǎn)。更優(yōu)選地，在周向花紋溝 之間的未固化/固化胎面中具有至少三個(gè)頂點(diǎn)。固化的胎面中的波狀外形確保在胎面磨損 時(shí)，內(nèi)冠部2的層15逐漸地暴露，以致在復(fù)合屬性方面沒(méi)有大的梯級(jí)改變。優(yōu)選地，冠部2 層15徑向地向胎面周向花紋溝底部的外側(cè)延伸，以使冠部2層延伸到胎面塊或肋中。備選地，冠部1層和冠部2層可在未固化或固化的胎面中形成階梯狀，具有平坦的 頂部。外胎冠橡膠層13可以是任何期望的胎面膠料，例如選擇用來(lái)提高低運(yùn)轉(zhuǎn)阻力和好的干牽引力。內(nèi)胎冠層15由較軟的多硅橡膠復(fù)合物組成，以在外胎冠層磨損而暴露較軟 的內(nèi)胎冠層時(shí)提高胎面運(yùn)行表面的濕牽引力。在對(duì)于夏季輪胎的一個(gè)示例中，胎冠可具有 如下表所描述的屬性。胎冠可以是共擠壓型的。
胎冠1胎冠2差異％穆尼塑性485817RPA G' 1%3. 65. 837冷反彈2417-43輪胎胎面肋和刀槽花紋布置如圖3中所示的輪胎胎面12關(guān)于周向平面或縱向軸線對(duì)稱。輪胎胎面12具有至 少一個(gè)周向?qū)R的肋20的列，優(yōu)選地具有兩個(gè)周向?qū)R的肋20和22的列。肋20、22優(yōu)選 地是周向連續(xù)的，并位于縱向軸線附近。胎面12還包括兩個(gè)周向?qū)R的肩部塊24和26的 列。肩部塊的寬度優(yōu)選地比內(nèi)部肋20、22大，并且在內(nèi)部肋寬度的1. 5到3. 5倍的范圍內(nèi) 變化。肩部塊由橫向花紋溝分開(kāi)。位于肋20、22之間的是中心周向花紋溝27，該花紋溝優(yōu)選的是連續(xù)的。周向花紋 溝27較寬并位于輪胎的中心面上。第二周向花紋溝28位于肩部塊24和肋20之間。第三 周向花紋溝31位于肋22和肩部塊26之間。因此在此特定實(shí)施例中，具有三個(gè)周向花紋溝 27、28、31。最外層的花紋溝28、31優(yōu)選地比中心花紋溝27稍寬。兩個(gè)中心肋20、22具有 相對(duì)于軸向方向成一定角度的刀槽花紋30、32。當(dāng)從輪胎的軸向方向測(cè)量時(shí)，角度在大約 30度至大約50度的范圍內(nèi)變化。更優(yōu)選地，刀槽花紋的角度在大約40度至大約50度的范 圍內(nèi)變化。更優(yōu)選地，刀槽花紋具有波狀形狀。優(yōu)選地，刀槽花紋30、32由圖7中所示的刀片40形成。刀槽花紋30、32具有位于 刀槽花紋下方的凹陷花紋溝30’、32’，當(dāng)輪胎胎面在使用期間被磨損時(shí)，該凹陷花紋溝暴露 在輪胎胎面表面上。凹陷花紋溝30’、32’可以是直的，而形成刀槽花紋的刀片的上部是直 的或波狀的。備選地，刀槽花紋30、32可以用凹陷花紋溝代替。刀槽花紋和/或凹陷花紋 溝定位成使得當(dāng)胎面磨損時(shí)凹陷花紋30’、32’逐漸地暴露。當(dāng)暴露于胎面表面時(shí)，凹陷花 紋溝30’、32’有助于將水引向圖13中所示的周向花紋溝。當(dāng)凹陷花紋溝暴露于胎面表面 時(shí)，肋20、22展開(kāi)成胎面塊20’、22’的周向列。圖9_11圖示了具有不同磨損級(jí)別的胎面。 該示了在磨損期間加寬的刀槽花紋花紋溝30、32，并最后被連接周向花紋溝28、27的 花紋溝代替。圖12圖示了在50%的磨損級(jí)的胎面。凹陷花紋溝可處于變化的深度，并可以以比胎面塊或肋之間的花紋溝更深的深度 延伸?；y溝可在胎面表面下凹陷防滑深度的大約30-110%的范圍。優(yōu)選地，凹陷花紋溝 延伸進(jìn)入冠部2層。胎面肩部塊24、26還可包括凹陷花紋溝40或具有在其下方的凹陷花紋溝的刀槽 花紋。當(dāng)凹陷花紋溝對(duì)胎面表面敞開(kāi)時(shí)，其定位成與周向花紋溝28、30連通以方便引導(dǎo)水 來(lái)防滑。刀槽花紋/凹陷花紋溝的結(jié)合可通過(guò)圖6中所示的鍵孔刀槽花紋刀片來(lái)形成。
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圖8-12圖示了不同的胎面磨損程度。圖8示出了在新的或未磨損條件下的胎面 表面。圖9示出了輕微磨損條件下刀槽花紋30、32、33依然完整的胎面表面。冠部2層的 小部分已經(jīng)暴露。圖10圖示了輪胎胎面的進(jìn)一步磨損。凹陷的花紋溝30'、32'已經(jīng)變得 暴露于胎面表面，以致肋20、22已經(jīng)展開(kāi)成被花紋溝30' ,32'分開(kāi)的周向排列的塊的列。 暴露的凹陷花紋溝30' ,32'與周向排列的花紋溝27、28、31協(xié)作以引導(dǎo)水來(lái)改善濕牽引。 圖10也圖示了冠部2層的增加區(qū)域，該增加區(qū)域具有選擇用于濕牽引屬性的胎面膠料。圖 11和12圖示了更進(jìn)一步的胎面磨損，其中，肩部的橫向花紋溝完全暴露。圖13圖示了暴露于磨損的肩部塊24、26中的周向花紋溝60、62。凹陷花紋溝30' ,32' ,33'可在胎面表面下凹陷防滑深度的大約30-110 %范 圍。根據(jù)本文所提供的描述，本發(fā)明的變型是可能的。盡管為了說(shuō)明本主題發(fā)明，已經(jīng) 示出了某些代表性的實(shí)施例和細(xì)節(jié)，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)地是，在不脫離本 主題發(fā)明范圍的情況下，可做出不同的改變和修改。因此，應(yīng)該了解的是，可對(duì)所描述的特 定實(shí)施例中做出改變，其將落在由所附權(quán)利要求所限定的發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有輪胎胎面的充氣輪胎，該胎面包括一個(gè)或多個(gè)周向花紋溝以及一個(gè)或多個(gè)接地胎面元件；所述胎面具有徑向外表面、從所述胎面的該徑向外表面測(cè)量的防滑胎面深度、花紋溝的徑向最內(nèi)側(cè)表面、徑向地位于未磨損胎面表面的內(nèi)側(cè)并位于該未磨損胎面表面下方的一個(gè)或多個(gè)凹陷花紋溝；所述胎面包括基底胎面膠料、徑向外側(cè)膠料和徑向內(nèi)側(cè)膠料，其中，所述徑向內(nèi)側(cè)膠料在胎面表面之下，并且其中所述徑向外側(cè)膠料和所述徑向內(nèi)側(cè)膠料的交接處是波狀的。
2.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，當(dāng)所述胎面處于磨損條件下時(shí)，所述一個(gè)或 多個(gè)凹陷花紋溝與所述一個(gè)或多個(gè)周向花紋溝成流體連通。
3.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述徑向內(nèi)側(cè)膠料徑向向上地延伸進(jìn)入所 述胎面元件。
4.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述徑向內(nèi)側(cè)膠料具有大約58的穆尼塑性。
5.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述徑向內(nèi)側(cè)膠料具有大約17的冷回彈性。
6.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述徑向內(nèi)側(cè)膠料具有大約5.8的RA G' 1%。
7.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述徑向外側(cè)膠料為胎面磨損而進(jìn)行選擇， 并且所述徑向內(nèi)側(cè)膠料針對(duì)濕牽弓I而進(jìn)行選擇。
8.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，外側(cè)膠料和內(nèi)側(cè)膠料之間的交接面形成位 于胎面元件內(nèi)的至少一個(gè)頂點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述胎面元件為肋。
10.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述胎面元件為胎面塊。
11.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述胎面表面包括三個(gè)周向連續(xù)的花紋 溝，其中，這些花紋溝中的一個(gè)花紋溝位于所述輪胎的中心平面中。
12.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述胎面的表面包括至少兩個(gè)周向連續(xù)的 肋，其中，所述肋位于周向連續(xù)的花紋溝附近。
13.一種具有輪胎胎面的充氣輪胎，該胎面包括一個(gè)或多個(gè)周向花紋溝以及一個(gè)或多 個(gè)接地胎面元件；所述胎面具有徑向外表面、從所述胎面的徑向外表面測(cè)量的防滑胎面深 度、花紋溝的徑向最內(nèi)側(cè)表面、位于所述胎面的表面上的刀槽花紋、徑向地位于未磨損胎面 的內(nèi)側(cè)并位于其下的凹陷花紋溝；所述胎面包括基底胎面膠料、徑向外側(cè)膠料和徑向內(nèi)側(cè) 膠料，其中，所述徑向內(nèi)側(cè)膠料在所述胎面的表面之下，并且其中，所述徑向外側(cè)膠料和所 述徑向內(nèi)側(cè)膠料的交接處是波狀的。
全文摘要
本發(fā)明涉及充氣輪胎，具體而言，提供了一種具有輪胎胎面的充氣輪胎，該胎面在其內(nèi)包括花紋溝，該花紋溝形成胎面元件，該胎面具有徑向外表面和從胎面的徑向外表面測(cè)量的防滑胎面深度、花紋溝的徑向最內(nèi)側(cè)表面、徑向地位于未磨損胎面表面內(nèi)側(cè)并位于其下方的一個(gè)或多個(gè)凹陷花紋溝，該胎面包括基底胎面膠料、徑向外側(cè)膠料和徑向內(nèi)側(cè)膠料，其中，徑向外側(cè)膠料和徑向內(nèi)側(cè)膠料的交接處是波狀的。
文檔編號(hào)B60C11/117GK101934685SQ20091017593
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者A·E·F·雷斯根, A·-F·G·J·-M·坎布倫, A·F·韋默, G·A·L·蒂斯, G·V·阮, J·L·德?tīng)? J·-M·拉卡澤, M·J·Y·溫德斯豪森, P·P·羅赫 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司