CN102421609A - 刀槽花纹具有厚度降低区域的轮胎和制造该轮胎的设备 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎，其具有带有厚度降低区域的刀槽花纹。所述刀槽花纹的侧壁可以具有在所述轮胎的径向方向和横向方向两个方向上延伸的波动部，并且所述厚度降低区域存在于所述波动部的顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部之间。在所述轮胎的所述径向方向上的波动部的振幅的值的两倍大于所述波动部的半节距的值的95％。所述刀槽花纹的厚度降低区域的面积与所述刀槽花纹的较厚区域的面积的比值可以符合最小阈值。设备还可以包括刀槽花纹刀片，所述刀槽花纹刀片自用于轮胎模制或翻新的固化构件延伸。

Description

刀槽花纹具有厚度降低区域的轮胎和制造该轮胎的设备
技术领域
本发明总体涉及具有带有厚度降低区域的一个或更多个刀槽花纹的轮胎和用于制造这种轮胎的设备，并且更具体地，涉及具有带有在轮胎的径向方向和横向方向上具有波动部(undulations)的厚度降低区域的刀槽花纹以及能够在轮胎中形成这种刀槽花纹的刀槽花纹刀片。
背景技术
刀槽花纹，即轮胎的胎面胶料中存在的细缝，常规地用于提高轮胎的性能特性。例如由在轮胎的圆周方向和/或横向方向上存在的花纹沟(groove)形成的花纹块(block)和/或花纹条(rib)的胎面元件内经常存在有刀槽花纹。备选地，胎面胶料上以其它角度或方向存在的其它花纹沟能够形成这些胎面元件。刀槽花纹在其与轮胎圆周的相交处提供的额外边缘增强了轮胎附着至例如道路的表面的能力，从而有利于在潮湿路况下操控和制动，这一点是众所周知的。这些额外边缘在减少失去粘附力的情况(viscoplaning)、改进潮湿牵引力方面尤其有利。而且，形成刀槽花纹向例如胎面花纹块的胎面元件提供使雪地牵引力增强的表面边缘和挠性。此外，随着胎面元件或花纹块进入和离开轮胎的接触面(即轮胎与地面相接触的位置)，形成刀槽花纹增加了胎面元件或花纹块的挠性，从而减小了应力而改进了磨损性能，并且减少了热量的产生，进而减小了滚动阻力同时提高了燃料效率。因此，能够通过将刀槽花纹增加到特定程度来改进轮胎的潮湿牵引力、雪地牵引力、滚动阻力和磨损性能。但是，利用以所有这些性能同时得到改进的方式使用刀槽花纹是困难的。
此外，过度形成刀槽花纹或者对形成刀槽花纹利用不足会增加胎面元件或花纹块内的迟滞损失，并且会增大滚动阻力、减小燃料效率，这也是众所周知的。形成刀槽花纹降低了胎面花纹花纹块的硬度，从而使得一旦胎面元件在接触面上是附着的，就会使干燥牵引力和磨损寿命降级。因此，期望在胎面元件或花纹块进入或离开接触面时具有数目较多的刀槽花纹以增加胎面的挠性，而在胎面元件或花纹块与道路相接触时具有尽可能少的刀槽花纹以使胎面元件是尽可能坚硬的。
因此，仍然存在对这样的刀槽花纹构造的需要：该刀槽花纹构造允许胎面元件在该胎面元件进入或离开接触面时是尽可能柔性的，并且还允许胎面元件在该胎面元件处于接触面时是尽可能坚硬的，以便同时改进轮胎的牵引力、操控特性、磨损性能和滚动阻力。
发明内容
根据本发明的一个方面的具有径向方向的轮胎包括具有胎面元件的胎面胶料和位于胎面元件内的刀槽花纹，该刀槽花纹具有第一侧壁和相对的第二侧壁。第一侧壁在轮胎的径向方向上具有第一组波动部，第一组波动部具有半节距和振幅，其中该振幅的值的两倍大于半节距的值的95％。刀槽花纹具有较厚区域和厚度降低区域，在所述较厚区域中所述相对侧壁以第一预定距离间隔开，在所述厚度降低区域中所述相对侧壁以第二预定距离间隔开。第二预定距离小于第一预定距离，并且厚度降低区域的侧壁具有的表面积是刀槽花纹的较厚区域的侧壁的表面积的至少25％并且小于其85％。
在特定实施例中，在径向方向上的波动部的半节距可以处于从大约0.7毫米至1.25mm的范围内，而振幅可以处于大约0.4毫米至0.625毫米的范围内，振幅的值的两倍总是大于半节距的值的95％。在其它实施例中，胎面元件可以具有顶面，并且刀槽花纹可以在刀槽花纹与胎面元件的顶面会合处具有倒角。
轮胎的刀槽花纹可以具有彼此形状互补的侧壁并且厚度降低区域能够由存在于侧壁上的第一凸出部和第二凸出部形成。在特定实施例中，刀槽花纹在基本垂直于轮胎的径向方向的方向上包括第二组波动部。任一组波动部的半节距和振幅都可以在刀槽花纹内发生变化。
在其它实施例中，第一侧壁在轮胎的径向方向上的波动部具有中平面，而第一侧壁在基本垂直于轮胎的径向方向的方向上的波动部同样具有中平面，并且两组波动部的中平面是共面的。此外，第一侧壁在轮胎的径向方向上的第一组波动部可以以具有零振幅起始点、与周期波相类似的方式发生变化，而第一侧壁在基本垂直于轮胎的径向方向的方向上的第二组波动部同样可以以与具有半节距和振幅的周期波相类似、并且同样具有零振幅起始点的方式发生变化。两个起始点可以在轮胎的基本垂直于径向方向的方向上对齐。
在特定实施例中，在轮胎的径向方向和基本垂直于轮胎的径向方向的方向两个方向上的波动部都可以具有周期性地彼此重合的顶点和槽谷。一组波动部的顶点可以周期性地与另一组波动部的顶点重合，而一组波动部的槽谷可以周期性地与另一组波动部的槽谷重合。在一些情况中，刀槽花纹的厚度降低区域包括至少一个顶点或槽谷。在其它情况中，刀槽花纹的厚度降低区域并不包括顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部。
根据本发明的一个方面的具有胎面元件的轮胎，该轮胎可以具有这样的刀槽花纹：该刀槽花纹在轮胎的径向方向上的波动部的半节距和振幅不同于在基本垂直于轮胎的径向方向的方向上的波动部的半节距和振幅。在这种情况下，对于在轮胎的基本垂直于径向方向的方向上的波动部而言，半节距能够是大约3.7毫米而振幅能够是大约0.75毫米。而且，在径向方向或基本垂直于径向方向的方向中的任一方向上的波动部的半节距和振幅可以在刀槽花纹内发生变化。
根据本发明的另一个方面的用于模制或翻新具有胎面和径向方向的轮胎的设备包括：固化构件，该固化构件具有与轮胎的胎面相接触的固化表面；以及刀槽花纹刀片，该刀槽花纹刀片在径向方向上具有第一组波动部，第一组波动部具有半节距和振幅，其中该振幅的值的两倍大于半节距的值的95％。第二组波动部处于基本垂直于轮胎的径向方向的方向上。第一组波动部或第二组波动部可以形成至少一个顶点或槽谷以及至少一个顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部。刀槽花纹刀片可以具有自固化构件延伸的较厚部分和包括至少一个顶点或槽谷的厚度降低部分。
刀槽花纹刀片在径向方向和基本垂直于径向方向的方向上的两组波动部可以以周期性地方式发生变化，并且具有通过至少一个顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部周期性地彼此重合的顶点和槽谷。刀槽花纹刀片的厚度降低部分可以不包括任何顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部。此外，刀槽花纹刀片可以包括存在于刀片的顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部中的每一个之间的一系列厚度降低部分。一组波动部可以具有相比另一组波动部不同的半节距和振幅。
设备的刀槽花纹刀片在径向方向上的波动部的振幅可以是大约0.5毫米并且半节距可以是0.9毫米，而在轮胎的基本垂直于径向方向的方向上的波动部的振幅可以是大约0.75毫米并且半节距可以是大约3.7毫米。
根据下面如附图所示的对本发明特定实施例的更加具体的描述，本发明的前述和其它目的、特征和优点将会变得明朗，在附图中同样的附图标记代表本发明的同样部件。
附图说明
图1A是根据本发明的第一实施例的其胎面花纹块中具有刀槽花纹的轮胎的立体图，在该实施例中，随着刀槽花纹离开胎面花纹块的侧面，刀槽花纹具有锯齿形构造，从而示出跨越刀槽花纹的整个宽度出现了径向波动部；
图1B是根据本发明的第二实施例的其胎面花纹块中具有刀槽花纹的轮胎的立体图，在该实施例中，随着刀槽花纹离开胎面花纹块的侧面，刀槽花纹具有直线构造，从而示出径向波动部隐藏在胎面花纹块内；
图2是图1B所示的轮胎的俯视图，为了清楚起见，该轮胎具有完全在横向方向上进行定向的刀槽花纹；
图3是沿图2中的线3-3截取的图2所示的轮胎的横截面图，其中示出了存在于刀槽花纹的左侧上的刀槽花纹上的波峰部位置处的刀槽花纹的较厚区域的横截面；
图4是沿图2中的线4-4截取的图2所示的轮胎的横截面图，其中示出了存在于刀槽花纹的右侧上的刀槽花纹上的波峰部位置处的刀槽花纹的较厚区域的横截面；
图5是沿图2中的线5-5截取的图2所示的轮胎的横截面图，其中示出了刀槽花纹的厚度降低区域的横截面图；
图6是从图1B所示的轮胎移除的胎面花纹块的剖视图，其中更清楚地示出了刀槽花纹的侧壁和用于形成刀槽花纹的厚度降低区域的凸出部；
图7是在径向方向上具有波动部的图6所示的轮胎的俯视图，其中移除了用于形成刀槽花纹的厚度降低区域的凸出部和刀槽花纹的底部，使得能够更清楚地看到轮胎的在横向方向上的波动部；
图8是沿图6中的线8-8截取的图6所示的胎面花纹块的横截面图，图中隐藏了横向波动部；
图9是形成图1B所示的轮胎的刀槽花纹的设备的立体图，其中为了清楚起见，移除了用于形成花纹沟的凸出部，该花纹沟对轮胎的胎面花纹块进行限定；以及
图10是图9所示的设备的刀槽花纹刀片的立体图。
具体实施方式
参见图1A和图1B，其中示出了本发明的两个实施例。图1A和图1B包括轮胎100a、100b的一部分，轮胎100a、100b具有一系列成胎面花纹块102a、102b的形式的胎面元件，胎面花纹块102a、102b由在轮胎的圆周方向和横向方向上沿轮胎的胎面胶料存在的圆周花纹沟104a、104b以及横向花纹沟106a、106b进行限定。术语“胎面胶料”可以指在环形模具中形成的轮胎的胎面，或者等同地指用于在翻新轮胎过程中使用的所获得的胎面。作为参考，圆周方向C是轮胎滚动所沿并且与轮胎的中心线CL平行的方向。横向方向T垂直于圆周方向并且与轮胎的旋转轴线(未示出)平行。参见胎面花纹块102a、102b，胎面花纹块102a、102b具有存在于其中的一系列刀槽花纹108a、108b，这一系列刀槽花纹108a、108b根据本发明的一个方面具有特定构造：当胎面花纹块与例如道路的表面开始接触时，该特定构造使胎面花纹块的牵引力和挠性增加，而当胎面花纹块与道路完全接触时，该特定构造允许刀槽花纹锁止，从而增强了胎面花纹块的刚度并且减少了轮胎的滚动阻力的量。在由图1A所示的第一实施例中，刀槽花纹108a通过胎面花纹块102a的顶面110a和侧面112a形成了锯齿形构造，而在由图1B所示的第二实施例中，刀槽花纹通过胎面花纹块的顶面110b形成了锯齿形构造，并且随着胎面花纹块102b的侧面112b离开胎面花纹块，刀槽花纹通过胎面花纹块102b的侧面112b形成了直线构造。当然，可以设想，也能够使用刀槽花纹通过胎面花纹块的顶面形成直线构造而通过侧面形成锯齿形构造的相反情况。因此，这些附图仅仅意在表示，刀槽花纹的外观并不是本发明的本质，相反，内部几何形状才是重要的。同样地，胎面元件的形状能够具有例如花纹条或花纹块的任何期望的形状，花纹条或花纹块能够具有由以任何方向进行定向的花纹沟形成的任何合适的周界，任何方向包括但不限于横向方向和圆周方向。还可以设想，刀槽花纹能够存在于轮胎的胎肩中。
集中看图2至图8，能够清楚地看到图1B所示的轮胎中示出的刀槽花纹108的特征和构造(为了简明起见，在这些附图及其后的附图标记中将省略后缀b，因为应当理解，具体而言，所有这些标记都特别地属于图1B所示的轮胎的刀槽花纹的特征)。刀槽花纹108部分地包括终止于底面118中的相对的侧壁114、116，底面118存在于胎面的顶面110的下方(见图2至图6)。每个侧壁114、116都具有在轮胎的横向方向上延伸的第一组波动部并且在该方向上产生底切。尽管波动部示作完全沿横向方向，但是应当理解，这总体代表这些波动部延伸所沿的方向和“横向”方向包括以轮胎设计中常见的角度进行任何微小偏斜，从而使例如与在完全横向的方向上进行定向的刀槽花纹相关的噪声的问题最小化。而且，这些波动部可以在除了完全横向的方向之外的基本垂直于径向方向的任何方向上延伸。
如图7中清楚可见的，由于已经移除了径向方向R上的波动部和用于形成刀槽花纹的厚度降低区域的凸出部，这些波动部由自胎面花纹块的第一侧面112延伸的直线部段120起始，直线部段120过渡到第一成角部段122，第一成角部段122融为半径，从而形成槽谷124，槽谷124随后导入另一个成角部段122，另一个成角部段122接着导入另一个半径部段中，该半径部段形成顶点126。因此，第一组波动部具有重复的波形的样式，类似于正弦波但是不一定具有完全相同的几何形状(能够使用锯齿或类似的轮廓)。这一样式终止于另一个直线部段120，该另一个直线部段120导入胎面花纹块102的第二侧面112。由于期望允许波动部逐渐形成最大振幅，因此从胎面花纹块102的任一侧面112进行测量的第一槽谷124并不具有完全的深度或凸出。因此，由从胎面花纹块102的任一侧面112进行测量的第一顶点126起始，在圆周方向C上从这些波动部的顶点或槽谷(侧壁114、116的表面)至中平面MT进行测量的这些波动部的振幅AT是0.75mm(大约0.030英寸)。同样地，在轮胎的横向方向T上从顶点126至槽谷124进行测量的半节距HPT是3.7mm(大约0.147英寸)。尽管示出的横向波动部在短于胎面花纹块的任一侧面处终止，但是横向波动部能够延伸至任一侧面或两个侧面。此外，这些波动部的半节距和振幅能够进行改变并且这些变化仍然落入本发明的范围内的情况也是可能的。例如，振幅AT能够是1.0mm(大约0.04英寸)而半节距HPT能够是5mm(大约0.198英寸)，或者AT和HPT的值能够在刀槽花纹内发生变化，或者能够在这一方向上根本不存在波动部。
如图8最佳所示的，刀槽花纹108还包括在轮胎的径向方向R上延伸的第二组波动部，从而在这一方向上产生底切，并且第二组波动部具有与第一组波动部类似的构造。尽管波动部示作在完全径向的方向上，但是应当理解，这总体代表这些波动部延伸所沿的方向并且“径向”方向包括以轮胎设计中常见的且能够成功地模制和脱模的角度进行任何微小偏斜。第二组波动部跟随直线部段128在胎面花纹块102的顶面110的下方以预定距离起始并且包括一系列成角部段130和半径部段，一系列成角部段130和半径部段围绕中平面MR交替以形成顶点132和槽谷134。波动部在存在于刀槽花纹的底部的直线部段128处终止。在轮胎的径向方向R上从顶点132至邻近的槽谷134进行测量，第二组波动部的半节距HPR典型地处于0.7至1.25mm(大约0.028至0.049英寸)的范围内。同时，在垂直于中平面MR的方向上从这些波动部的顶点132或槽谷134(侧壁114、116的表面)至中平面MR进行测量，振幅AR典型地处于0.4至0.625mm(大约0.016至0.025英寸)的范围内。应当注意到，能够使用半节距或振幅的任何范围的值，只要振幅的值的两倍大于半节距的值的95％，这有助于增加刀槽花纹的互锁以及花纹块的硬度，从而与刀槽花纹的变薄区域结合在一起为刀槽花纹提供了如在下文中进行了讨论的实验结果所证明的相比以前的刀槽花纹明显更优的性能。
还可以设想，这组波动部的半节距和振幅能够发生变化，并且能够对位于刀槽花纹的顶部和底部的直线部段在长度上进行调节或者将位于刀槽花纹的顶部和底部的直线部段全部除去。备选地，位于胎面花纹块的顶面附近的成角部段能够设置成与胎面花纹块的顶面一起形成倒角。对于这一实施例而言，两组波动部的中平面MT、MR是共面的，但是可以设想，两组波动部的中平面MT、MR不一定是共面的。而且，各组波动部的起始点在轮胎的横向方向T上对齐，使得两组波动部彼此同相位。因此如图6所示，一组波动部在另一组波动部上的叠加与下述的区域一起在刀槽花纹上产生了装蛋箱外形：在该区域，各组波动部的顶点和槽谷周期性地彼此重合，并且该区域不定期地具有顶点与顶点重合部136或槽谷与槽谷重合部138。这种情况并不一定是本发明的所有实施例所处的情况。
转到图2至图6，其中所示的刀槽花纹的另一个特征是由于一个侧壁114上具有的凸出部144而在刀槽花纹108内存在的分别由140、142标示的较厚区域和较薄区域。薄区域142由长竖直定向的凸出部144形成，该凸出部144覆盖存在于侧壁114上的波动部的顶点与顶点重合部136或槽谷与槽谷重合部138之间的刀槽花纹的大部分表面积，并且自胎面花纹块的顶面110和刀槽花纹108的底部118在预定距离范围内延伸。由在正交于侧壁表面的方向上的相对侧壁之间的距离进行限定的刀槽花纹的厚区域的厚度TTHICK是十分之四毫米(大约0.157英寸)，而由在正交方向上的一个侧壁114的凸出部144与另一个侧壁116之间的距离进行限定的薄区域的厚度TTHIN是十分之二毫米(大约0.079英寸)，但是这些值能够发生变化。优选地，侧壁114上的凸出部144的表面积与侧壁114的形成刀槽花纹108的较厚区域140的部分的表面积之比是至少25％，使得当胎面花纹块102通过相对侧壁114、116之间足够的接触面积进入接触面时，刀槽花纹将尽快有效地闭合，从而产生尽可能坚硬的胎面花纹块102。同样优选地，厚度降低区域延伸至刀槽花纹108的高度的70％，从而有助于保证胎面花纹块102在其处于接触面中时是坚硬的。
因此，凸出部144包括波动部的顶点126、132和槽谷124、134，以使刀槽花纹108的不包括任何顶点与顶点重合部136或槽谷与槽谷重合部138的厚度降低区域142的表面积最大化，从而如将在下文中进行讨论的那样有助于制造刀槽花纹。如这一具体实施例中所示的，凸出部144的表面积是形成刀槽花纹108的较厚区域140的侧壁114的表面积的至少25％，但也能够更多。而且，第二侧壁116具有与第一侧壁114互补的形状但是其上并不具有任何用于形成刀槽花纹108的较薄区域142的凸出部144。可以设想，整个第二侧壁116不一定具有与第一侧壁114互补的形状。
当然，能够对本发明的刀槽花纹108进行改变。例如，波动部示作围绕中平面进行交替，但是能够具有不包括这种特性的构造。因此波动部能够包括下述的任何几何形状：该几何形状能够发生变化，从而在轮胎的径向方向或非径向方向上造成底切。而且，波动部不一定具有带有半径的过渡区域而是能够在方向上具有突然的改变。而且，附图所示的薄区域由仅存在于一个侧壁上的凸出部形成，但是附图所示的薄区域还能够由存在于两个侧壁上的凸出部形成。而且，刀槽花纹示作在轮胎的径向方向R和横向方向T两个方向上具有波动部，但是，也能够使用这样的刀槽花纹：该刀槽花纹具有仅在径向方向上延伸的波动部(除了图7中没有示出用于使刀槽花纹变薄的凸出部，其余与图7所示相类似)，其中较薄区域和较厚区域具有至少25％的薄面积与厚面积的期望的表面积比。同样，刀槽花纹能够在不是横向但是仍然基本垂直于轮胎的径向方向的方向上延伸。而且，所示的在径向方向R和横向方向T两个方向上的刀槽花纹的总体路径沿中平面MR和MT是基本线性的，但是可以设想，这些路径能够是例如弯曲的其它形式。例如，见美国专利申请公布No.2008/0029193的图5。这一公开的全部内容通过引用的方式整体结合到本文中。此外，刀槽花纹的厚区域和薄区域的厚度能够以包括变化方式在内的任何合适的方式或者以厚度能够自厚区域平滑地过渡至薄区域的方式进行交替。
现在参见表1，其中示出了具有在横向方向和径向方向两个方向上带有波动部并且带有厚度降低区域的刀槽花纹的轮胎与具有带有类似构造但是缺少厚度降低区域的刀槽花纹的轮胎的操控特性之间的对比，两个轮胎都遵守上文讨论的关于半节距和振幅的比值的设计规则。首先，当增加厚度降低区域时，在滚动阻力方面具有显著的3％的改进。这能够归因于由于刀槽花纹更快地闭合和互锁而产生增大的刚度，从而减少了在滚动过程中出现的压缩损失。第二，磨损寿命性能有7％的增加，这是胎面花纹块刚度增加的直接结果。第三，在干燥制动方面有2％的改进。所有的这三个改进的评级都具有显著的统计学意义。第四，在潮湿制动性能方面不具有能观察到的降级。如能够看到的，径向波动部的振幅与半节距的适当比值与厚度降低区域结合在一起提供了需要的方法，从而打破了滚动阻力、磨损寿命、干燥制动和潮湿制动之间的传统折中，这是期望但意料之外的结果。
表1
 性能特性   旧刀槽花纹   新刀槽花纹
 滚动阻力指数(index)   100   103
 磨损寿命指数   100   107
 干燥制动指数   100   102
 潮湿制动指数   100   100
转到图9和图10，示出了能够制造具有这种刀槽花纹的轮胎的设备。该设备包括用于模制或翻新轮胎的设备，用于模制或翻新轮胎的设备部分地包括固化构件146，刀槽花纹刀片148自固化构件146延伸。尽管固化构件示作是平的，但是像翻新应用中所处的情况一样，固化构件能够是在模制应用中使用的弯曲形状的模具区段(moldsector)。(而且，注意到为了清楚起见，省略了固化构件146的用于形成花纹沟的凸出部，花纹沟限定了胎面花纹块102，刀槽花纹刀片148正交地延伸至胎面花纹块102中，并且该设备可以反过来形成刀槽花纹108。)
刀槽花纹刀片148通过领域内通常所知的任何方法附连至固化构件146，例如使用锁销或通过铸造。刀槽花纹刀片148具有第一部分150和第二部分152，第一部分150具有孔或底切(未示出)，用于在刀片148附连至固化构件146时通过铸造将刀片148保持在固化构件146上，第二部分152形成轮胎的刀槽花纹108。对于这一应用而言，刀槽花纹刀片148的第一部分150延伸到固化构件156中8mm，以便在模制刀槽花纹时提供足够的夹持强度。刀槽花纹刀片148的第二部分152的形状是刀槽花纹108的负像，刀槽花纹刀片148的侧壁156通过其所有的其波动部和凸出部形成刀槽花纹108的侧壁114、116。因此，刀片148在其下述的侧壁中的一个上具有多个凹口154：这些侧壁形成存在于刀槽花纹108的一个侧壁114上的相关联的凸出部144，从而产生刀槽花纹108的薄区域142或厚度降低区域。刀槽花纹刀片148的第一部分150以及刀槽花纹刀片148的第二部分152的厚区域140的厚度都是十分之四毫米，而刀片的凹入区域154的厚度是十分之二毫米，但是这些厚度都能够进行改变，以产生具有任何期望的几何形状的刀槽花纹。使刀片148的第一部分150和刀片148的第二部分152的紧靠刀片148的第一部分150的部分较厚是有用的，因为这种构造能够在刀片148自固化构件146延伸的位置向刀片148提供足够的强度和耐久性，以使刀片148承受其制造刀槽花纹时的压力和循环疲劳，从而使其寿命延长。
刀槽花纹典型地由不锈钢制成，但是还可以由具有期望性能的其它材料制成。此外，可以对刀槽花纹刀片148的形状和构造进行改变，并且只要刀槽花纹刀片148的形状是上文所讨论的刀槽花纹108的负像，则这些改变仍然本发明的范围内。刀槽花纹刀片148可以由领域内公知的任何方法制成，例如下述方法。首先，对具有十分之四毫米的厚度的片料板进行铣削，使得在期望位置中产生厚度降低区域。最后，包括厚度降低区域的坯料从片料冲出并且接着使用顺序冲模工艺折制成形。如能够看到的，使刀槽花纹108仅在一个侧壁上具有凸出部144是有利的，因为这允许了仅在片料的一侧上对凹口进行铣削，从而减少了制造刀槽花纹刀片148所需的时间量。而且，形成弯曲的过程中，应力和变形在具有顶点与顶点重合部136或槽谷与槽谷重合部138的位置处是最大的，因此刀槽花纹刀片148的凹口策略性地位于不具有这种重合的位置，使得避免了刀片148在变薄区域中的任何故障。备选地，可以使用激光烧结(选择性的激光熔化过程)或者允许凹口形成在刀槽花纹刀片148的两侧上用于形成刀槽花纹108的薄区域142而不会增加制造这种刀片148的时间的其它快速原型技术(例如微铸造)制造刀槽花纹刀片148。当使用这样的技术时，因为不具有弯曲，所以由于这些区域中的弯曲而造成的故障不构成问题，因此刀片的凹口和相关联的刀槽花纹的变薄区域能够存在于顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部上。具体而言，美国专利No.5,252,264中公开的技术能够用于制造这种刀片的实施例。这一专利的内容通过引用的方式整体结合到本文中。
尽管本文所讨论的刀槽花纹108和刀槽花纹刀片148的实施例仅仅具有波动部，但是能够增加其他特征并且这些特征仍然落入本发明的范围内。例如，刀槽花纹108或刀槽花纹刀片148能够具有存在于底部的Y形分支或泪珠特征。类似地，包括倒角的其它特征能够存在于刀槽花纹108或刀槽花纹刀片148的侧部或顶部上。以类似的方式，上文所述的实施例具体地与胎面花纹块102结合使用，但是，上文所述的实施例还能够与例如花纹条的其它胎面元件结合使用。同样地，本发明能够相似地用在气动轮胎和非气动轮胎上。因此，这些变形都落在本发明的范围内。
如能够看到的，刀槽花纹和用于形成刀槽花纹并且包括刀槽花纹刀片和固化构件的设备提供了制造这样的具有刀槽花纹的胎面花纹块的方法：当该胎面花纹块第一次进入或离开与道路的接触面时，该胎面花纹块尽可能是柔性的，但是当该胎面花纹块与道路相接触时，该胎面花纹块是尽可能坚硬的。这主要是通过提供具有厚度降低区域的并且在径向方向上具有紧密定位的波动部的刀槽花纹实现，从而允许刀槽花纹在胎面花纹块处于接触面中时尽快闭合。因此，这种刀槽花纹和刀槽花纹刀片满足了前述的提供这样一种胎面花纹块的需要：在进入或离开接触面时这种胎面花纹块尽可能是柔性的，而在处于接触面中时，该胎面花纹块是尽可能坚硬的。而且，这种刀槽花纹构造打破了典型地存在于不同轮胎性能之间的折中，从而提供了有利并且出乎意料的结果。
本文的权利要求和说明书中所使用的术语“包括”和“具有”应当看作表示可以包括未具体说明的其它元件的开放的组合。本文的权利要求和说明书中所使用的术语“基本由……组成”应当看作表示可以包括未具体说明的其它元件的部分开放的组合，只要这些其它元件没有在实质上改变所要求保护的发明的基本特性和新颖特性。术语“一”和单数形式的单词应当看作包括相同的单词的复数形式，使得这些术语意味着提供了一个或更多个元件。术语“至少一个”和“一个或更多个”能够互换使用。术语“优选地”、“优选的”、“优选”、“任选地”、“可以”以及类似术语用于表示所指的物件、条件或步骤是本发明的可选(非必需的)特征。以“a与b之间”进行描述的范围包括“a”和“b”处的值。
通过上文的描述可以理解，可以在不偏离本发明的真正精神的前提下对本发明的实施例进行各种改型和改变。上文的描述仅用作说明目的而不应当构成具有限制意义。只有下列权利要求的语言才能够限制本发明的范围。

Claims (18)

1.一种轮胎，具有胎面胶料和径向方向，所述轮胎包括：
胎面元件；以及
位于所述胎面元件内的刀槽花纹，所述刀槽花纹具有第一侧壁和相对的第二侧壁，所述第一侧壁在所述轮胎的径向方向上具有第一组波动部，所述第一组波动部具有半节距和振幅，其中，所述振幅的值的两倍大于所述半节距的值的95％，所述刀槽花纹具有较厚区域，在所述较厚区域中所述相对侧壁以第一预定距离间隔开，所述刀槽花纹进一步包括厚度降低区域，在所述厚度降低区域中所述相对侧壁以第二预定距离间隔开，所述第二预定距离小于所述第一预定距离，并且所述厚度降低区域的第一侧壁具有的表面积是所述刀槽花纹的较厚区域的侧壁的表面积的至少25％并且小于所述刀槽花纹的较厚区域的侧壁的表面积的85％。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述侧壁具有彼此互补的形状。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述厚度降低区域由存在于所述第一侧壁上的第一凸出部和第二凸出部形成。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述刀槽花纹在基本垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向上进一步包括第二组波动部，并且所述第一组波动部的半节距处于从大约0.7毫米至1.25毫米的范围内而振幅处于从0.4毫米至0.625毫米的范围内，其中，所述振幅的值的两倍总是大于所述半节距的值的95％。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其中，所述第一侧壁在所述轮胎的所述径向方向上的波动部具有中平面，所述第一侧壁在基本垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向上的波动部同样具有中平面，并且其中所述的各中平面是共面的。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其中，所述第一侧壁在所述轮胎的所述径向方向上的所述第一组波动部以具有零振幅起始点、类似于周期波的方式发生变化，而所述第一侧壁在基本垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向上的所述第二组波动部同样以类似于具有半节距和振幅的周期波、并且同样具有零振幅起始点的方式发生变化，其中两个起始点在所述轮胎的基本垂直于所述径向方向的方向上对齐。
7.根据权利要求6所述的轮胎，其中，在所述轮胎的所述径向方向和基本垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向两个方向上的所述波动部具有周期性地彼此重合的顶点和槽谷，并且其中一组波动部的顶点周期性地与另一组波动部的顶点重合，并且其中一组波动部的槽谷周期性地与另一组波动部的槽谷重合。
8.根据权利要求7所述的轮胎，其中，所述刀槽花纹的所述厚度降低区域包括至少一个顶点或槽谷。
9.根据权利要求7所述的轮胎，其中，所述刀槽花纹的所述厚度降低区域并不包括顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其中，在所述轮胎的所述径向方向上的所述波动部的半节距和振幅不同于在基本垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向上的所述波动部的半节距和振幅。
11.根据权利要求10所述的轮胎，其中，对于在所述轮胎的基本垂直于所述径向方向的方向上的所述波动部而言，半节距是大约3.7毫米而振幅是大约0.75毫米。
12.一种设备，所述设备用于模制或翻新具有胎面和径向方向的轮胎，所述设备包括：
固化构件，所述固化构件具有与所述轮胎的所述胎面相接触的固化表面；以及
刀槽花纹刀片，所述刀槽花纹刀片在径向方向上具有第一组波动部并且在基本垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向上具有第二组波动部，所述第一组波动部具有半节距和振幅，其中，所述振幅的值的两倍大于所述半节距的值的95％，所述第一组波动部或第二组波动部形成至少一个顶点或槽谷和至少一个顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部，所述刀槽花纹刀片具有自所述固化构件延伸的较厚部分以及包括至少一个顶点或槽谷的厚度降低部分。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述刀槽花纹刀片在所述径向方向和基本垂直于所述径向方向的方向两个方向上的两组波动部以周期性的方式发生变化，并且具有通过至少一个顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部周期性地彼此重合的顶点和槽谷，并且其中所述刀槽花纹刀片的所述厚度降低部分并不包括任何顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述刀槽花纹刀片包括存在于所述刀片的顶点与顶点重合部或槽谷与槽谷重合部中的每一个之间的一系列厚度降低部分。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，一组波动部具有相比另一组波动部不同的半节距和振幅。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，在所述径向方向上的所述波动部的所述振幅是大约0.5毫米而半节距是0.9毫米，在所述轮胎的基本垂直于所述径向方向的方向上的所述波动部的振幅是大约0.75毫米而半节距是大约3.7毫米。
17.根据权利要求1或权利要求4所述的轮胎，其中，所述波动部的振幅或半节距是变化的。
18.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述胎面元件具有顶面，而所述刀槽花纹在所述刀槽花纹与所述胎面元件的顶面会合的位置具有倒角。
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