CN103189217B - 具有刀槽花纹的轮胎胎面及用于制造具有刀槽花纹的轮胎胎面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有某些胎面特征的轮胎以及制造用于这种轮胎的胎面的方法。更具体的，提供一种轮胎以及用于制造具有胎面部分的轮胎的方法，所述胎面部分所具有的刀槽花纹能够具有最小厚度，并且可以提供变化的几何形状、密度、和外形。刀槽花纹还能够隐藏直到已发生一段时期的胎面磨损之后为止。

Description

具有刀槽花纹的轮胎胎面及用于制造具有刀槽花纹的轮胎胎面的方法

技术领域

本发明涉及具有某些胎面特征的轮胎以及用于制造这种轮胎的方法，并且更具体地，涉及所具有的胎面部分具有这样的刀槽花纹的轮胎：所述刀槽花纹能够具有最小厚度并且/或者可以隐藏直到一段时期的胎面磨损之后为止。

背景技术

轮胎的胎面通常设置有各种特征，所述各种特征能够改进性能以及影响胎面的美学。例如，胎面可以包括胎面花纹块以及/或者肋；沿横向和周向方向的凹槽、以及/或者各种尺寸的孔。这些特征能够改进胎面磨损、操控、制动、消费者吸引力以及轮胎的其它特性。

刀槽花纹是频繁应用于轮胎胎面的另一种特征。如本文中所使用的，刀槽花纹是宽度小于2mm的位于胎面中的凹槽。除了轮胎美学之外，刀槽花纹能够用于例如改进潮湿和雪地牵引。例如，可以以变化的构造向轮胎的肋和/或花纹块增加各种尺寸和取向的刀槽花纹，以改进轮胎在雨中或雪中抓握路面的能力。然而，刀槽花纹典型地增加轮胎的滚动阻力，特别是当轮胎胎面由于增加刀槽花纹而变得刚度更小时。能够通过减小被制造于胎面中的单独的刀槽花纹的宽度而部分地抵消该效果。

在传统的解决方式中，刀槽花纹在固化过程中被增加至轮胎。更具体地，首先，未固化的轮胎（即生胎）在分层过程中产生在轮胎成形鼓上，其中在各个步骤中增加片材以及其它的部件，例如胎圈芯、皮带、以及/或者其它部件。胎面带被设置成用于胎面区域。材料被相继应用于成形鼓，成形鼓首先提供平坦表面，但是使胎圈最终移动到一起以形成环形轮胎形状。

所获得的生胎接着被放置在固化硫化机中，其中热和压力被用于固化轮胎橡胶部件以及将橡胶部件粘合在一起。在该固化步骤期间，硫化机的壁能够装配有复杂的模制元件，所述复杂的模制元件将刀槽花纹施布到生胎的未固化胎面中。例如，可以将翅状金属突出部增加至轮胎硫化机在胎面成形部段中的壁，以便当通过压力和热固化胎面时将刀槽花纹和其它的细节施布至胎面。

传统地将轮胎制造成具有沿胎面的刀槽花纹存在某些挑战。模制工艺的性质限制能够使用将翅状金属的突出部插入到固化硫化机的壁上而增加至轮胎胎面的刀槽花纹的形状和构造。传统的轮胎硫化机能够产生从胎面的外表面向内延伸的刀槽花纹，但是不能产生仅在已发生一段时期的胎面磨损之后出现的轮胎胎面中的刀槽花纹，即，隐藏刀槽花纹。类似地，能够产生从胎面的最内部径向向外延伸的刀槽花纹，但是传统的方法不能产生从胎面的底部和顶部隐藏的刀槽花纹——即传统的方法不能产生既不从胎面的最内部表面径向延伸也不从胎面的最外部表面径向延伸的刀槽花纹。此外，使用标准的模制技术来制造非常薄的刀槽花纹由于需要制造这种刀槽花纹的模制元件（像芯和/或翅）的脆性而具有困难。

因此，轮胎以及制造具有刀槽花纹的轮胎的方法将是有用的。更具体地，能够用于构造这样的轮胎的方法将是特别有益的：该轮胎具有宽度非常薄的刀槽花纹以及/或者隐藏刀槽花纹。还能够用于产生具有变化的几何形状、密度、和深度同时仍然允许控制轮胎胎面的刚度以便改进滚动阻力的这种方法也是有用的。

发明内容

本发明的各个方面以及优点将会在下文的描述中进行部分阐述，或者是通过描述可以显而易见的，或者是可以通过实施本发明而学到。

在一个示例性方面中，提供一种制造轮胎的胎面部分的方法。该方法包括以下步骤：将未固化轮胎橡胶层放置在表面上；切割未固化轮胎橡胶层以在未固化轮胎橡胶层中产生具有预定形状的至少一个切口；固化邻近切口的未固化轮胎橡胶层的一部分而不固化未固化轮胎橡胶层的全部；使用一个或多个额外的未固化轮胎橡胶层来重复放置层、切割层、以及固化层的一部分的步骤直到形成了具有预定厚度的胎面部分并且通过相邻的未固化轮胎橡胶层中的切口产生了至少一个刀槽花纹为止；以及固化未固化轮胎橡胶层的剩余部分而不消除未固化轮胎橡胶层中的切口。

通过举例的方式，在该制造轮胎的胎面部分的示例性方法的步骤期间，所固化的邻近切口的未固化轮胎橡胶层的一部分的量能够是在固化未固化轮胎橡胶层的剩余部分的步骤期间防止消除切口所需的最小量。

作为该示例性制造方法一部分，未固化轮胎橡胶层可以被放置在由轮胎成形鼓所支承的表面上。备选地，可以将未固化轮胎橡胶放置在轮胎中间部上。这样一来，固化胎面部分的剩余部分的步骤可以包括将胎面部分和轮胎中间部放置在固化硫化机中。

切割步骤能够包括使未固化轮胎橡胶层的一部分的温度升高超过其固化温度。

在重复步骤期间，由切割步骤所产生的至少一个切口的位置能够移动至后续的未固化轮胎橡胶层上的不同位置处，以便于例如根据需要影响刀槽花纹的横截面的几何形状或外形。

切割未固化轮胎橡胶层以产生至少一个切口的步骤可以包括沿未固化轮胎橡胶层产生多个切口。

重复步骤还可以用于产生穿过未固化轮胎橡胶层的多个刀槽花纹。

作为翻新操作的一部分，来自固化步骤的胎面部分能够固定至抛光轮胎以便翻新轮胎，或者胎面部分能够与轮胎中间部一起固化以便提供新轮胎。

本发明的该示例性方法可以用于产生这样的刀槽花纹：所述刀槽花纹首先隐藏不可见并且在已发生一定量的胎面磨损之后变得可见并且/或者可操作。

在本发明的另一个示例性实施例中，提供一种具有某些胎面特征的轮胎。该轮胎包括胎面部分，胎面部分具有多个橡胶材料层。通过在多个橡胶材料层的至少一部分的每一层中单独产生的切口形成至少一个刀槽花纹。橡胶材料层通过固化粘合在一起并且不消除至少一个刀槽花纹。

能够通过一个或多个橡胶材料层覆盖至少一个刀槽花纹，使得至少一个刀槽花纹隐藏直到已通过使用轮胎而发生一定量的胎面磨损之后为止。至少一个刀槽花纹能够包括由多个橡胶材料层的至少一部分的每一层中单独产生的多个切口所产生的多个刀槽花纹。当沿轮胎的环形横截面观察胎面部分时，多个刀槽花纹的外观能够产生Y形外形。备选地或者除此之外，当沿轮胎的环形横截面观察胎面部分时，多个刀槽花纹能够具有变化的深度。产生多个刀槽花纹的多个切口的密度能够如沿轮胎的环形横截面所观察到地作为胎面部分的深度的函数而发生变化。当沿轮胎的环形横截面观察所述胎面部分时，多个刀槽花纹的外观能够产生非线性外形。

通过参照下文的描述以及所附权利要求，本发明的这些和其它的特征、方面以及优点将变得更好理解。结合到本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例并且与描述一起用于对本发明的原理进行解释。

附图说明

参照附图，说明书中阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，包括本发明的最佳模式，在附图中：

图1提供了本发明的示例性方法的图示，其中切口被制造在用于构建轮胎的胎面部分的连续的材料层中。

图2提供了如沿胎面的一部分的环形横截面所观察到的根据本发明的胎面的示例性实施例的图示。

图3提供了如沿胎面的一部分的环形横截面所观察到的根据本发明的胎面的示例性实施例的另一个图示。

具体实施方式

本发明提供了具有某些胎面特征的轮胎并且提供了制造具有这种胎面特征的轮胎的方法。更具体地，本发明提供了制造具有这样的刀槽花纹的轮胎：所述刀槽花纹能够具有最小的厚度、复杂的几何形状、以及/或者保持隐藏不可见直到已通过使用轮胎而发生一定量的胎面磨损为止。为了对本发明进行描述的目的，现在将详细地参照本发明的实施例以及/或者方法，本发明的一个或多个例子示于附图中或者通过附图示出。每一个例子都通过对本发明进行解释的方式给出，而不对本发明构成限制。实际上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够在不偏离本发明的范围或精神的情况下在本发明中进行各种改型和变型。例如，示为或描述成一个实施例的一部分的特征或步骤能够与另一个实施例或步骤一起使用，以产生进一步的实施例或方法。因此，期望本发明覆盖属于所附权要求及其等同形式的范围内的这种改型和变型。

图1提供了将用于对本发明的示例性方法进行描述的图示。层115是将用于构建轮胎的胎面部分的轮胎橡胶片。如本文中所使用的，“未固化”或“生”的意思是轮胎橡胶尚未硫化，硫化是压力和热应用于其中的已知的工艺，造成橡胶中的高分子链交联。如本文中所使用的“轮胎橡胶”不仅仅限于天然橡胶并且相反地表示橡胶、其它的聚合物、碳黑、以及可以用于形成和产生轮胎的元件（例如胎面部分）的其它的材料的多种配方。如本文中所使用的“胎面部分”指的是定位在轮胎的外周上并且旨在当轮胎滚过时与地面相接触的橡胶部分。胎面部分能够根据例如轮胎被期望用于的车辆和用途而具有变化的厚度和宽度。

轮胎橡胶的另外的层120和125出现在层115的下方。这些层被相继放置在彼此之上（即层叠），以便产生期望厚度的胎面部分。例如，层115、120、和125可以被放置在轮胎成形鼓上或者轮胎中间部（例如已被放置在轮胎成形鼓上的皮带或胎体）上。备选地，与被放置在轮胎成形鼓上相反，层115、120、125可以被放置在用于仅产生胎面皮带的建造表面上。如本领域普通技术人员将理解的，胎面皮带能够例如被放置在抛光轮胎上以便翻新轮胎。图1中仅示出了层115、120、和125的一部分，本领域技术人员应当理解，这种层例如将根据需要延伸某些长度和宽度以用于围绕轮胎的圆周延伸，以提供地面接触。所使用的这种层115、120、和125的数量有助于确定胎面部分的厚度。

如层115和120所示出的，这种层包括切割部或切口130。如本文中所使用的，切口130仅仅是制造在轮胎橡胶层中的小凹槽或通道。尽管示为直线，但是切口130能够根据需要以各种其它的预定形状施布，以便产生所期望的刀槽花纹。例如，可以向切口130的形状增加各种弯曲、角度、和其它的特征。

为了产生切口130，受热刀或刀片100如图1中对于层115所示出的插入。刀片100例如是通过如箭头所示地相对于和穿过层115按压来切穿层115的相对较薄的金属元件。刀片100的形状确定所获得的切口130的形状。

重要的是，在应用刀片100之前，层115、120、和125是未固化的轮胎橡胶。刀片100受热至一定温度，使得例如在通过按压以与刀片100相接触而切割层115期间，足够的热被传输至层115以固化邻接切口130的层115的部分。由刀片100所提供的热量并不固化层115的全部。相反，仅通过来自刀片100的热固化邻近切口130的层115的部分。更具体地，并且通过举例的方式，应当被固化的层115的最小部分仅像在用于将层115、120、和125粘合在一起并且/或者将其粘合至轮胎的其它元件的随后的固化步骤（下文进一步讨论）期间将防止消除切口130的那样多。假使层115、120、和125仍然能够在随后的固化步骤期间粘合在一起，则可以固化多于此最小量的量。例如，在一个示例性实施例中，刀片100受热至处于大约180至260摄氏度的范围中的温度。

应当理解，通过举例的方式提供刀片100。还可以使用各种其它形状的刀片100。此外，使用本文中所公开的教导的本领域技术人员应当理解，可以使用其它的工具或技术来产生切口130并且固化邻近切口130的通过其它方式未固化的轮胎橡胶层的一部分。例如，能够在切割步骤之后进行化学固化或者能够在使用加热元件产生切口之后烧灼切口附近的区域。可以使用其它的技术并且使用本文中所公开的教导的本领域普通技术人员将理解所述其它的技术。

通过重复如所描述的将未固化的轮胎橡胶层放置在彼此之上并且通过切割层中的一个或多个而产生切口同时固化层的一部分的过程，能够通过各个未固化的轮胎橡胶层中的切口130的层叠来构建刀槽花纹。重要的是，通过改变切口130的形状以及切口130在相继增加的层115、120、和125中的相对放置，能够产生具有复杂几何形状和变化深度的多个刀槽花纹。

例如，现在参照图2，提供如沿环形横截面所观察到的胎面的部分165的示例性实施例。胎面部分165包括如上文所描述的设置有切口130的层135和150。层135朝向胎面部分165的外部，而层150朝向胎面部分165的内部，应当理解，当胎面部分165在轮胎上就位时，“内”和“外”参照这种层将具有的径向位置。

各个层135和150中的切口130形成刀槽花纹140、145、155、和160。更具体地，刀槽花纹140和145通过邻接和/或层叠层135和150中的切口130而形成。类似地，刀槽花纹155和160通过邻接层150中的切口130而形成。由于切割切口130同时还固化层135和150中与其相邻的轮胎橡胶，因此将不会在随后固化胎面部分165时消除切口130。这种固化步骤可能包括放置在轮胎硫化机中以便将层135和150固化和联结至彼此以及/或者固化和联接至轮胎中间部。备选地，作为翻新操作的一部分，可以固化层135和150以便产生胎面带，用于放置在抛光轮胎上，如本领域技术人员将理解的。

仍然参照图2，应当注意到，仅内层150包括刀槽花纹155和160并且外层135不包括刀槽花纹155和160。因此，在具有胎面部分165的轮胎的早期寿命中，仅刀槽花纹140和145可见并且在操作中提供使用轮胎的改进的牵引。随着使用轮胎并且发生轮胎磨损，层135被缓慢去除以最终显现出刀槽花纹155和160。这些刀槽花纹155和160由此提供改进的牵拉，而同时胎面部分165的刚度作为胎面深度的函数被控制以使对滚动阻力的不期望的影响最小化。因此，本发明允许在设计和构建轮胎的过程中更多地控制作为胎面深度的函数的刀槽花纹的数量、定位、密度、和外形。此外，切口130能够被构建成具有接近零的厚度，使得能够进一步使由于滚动阻力而造成的能量损失最小化。

图3提供了如沿环形横截面所观察到的胎面部分175的另一个示例性实施例。胎面部分175由外层170和内层185产生。显著地，胎面部分175比如图2中所示的胎面部分165厚。如根据预期的应用所期望的，可以使用其它的厚度。

胎面部分175如上文所描述地由已相继放置或分层在彼此之上的未固化轮胎橡胶层170和185构建。切口130已被切割在层170和185中，同时固化这种层的一部分以防止在随后的固化过程中消除切口130。胎面部分175包括刀槽花纹180和一对刀槽花纹195。如图3中可见，刀槽花纹180和195产生非线性或Y形外形（与展示了线性刀槽花纹140、145、155、和160的图2不同）。这种效果是通过随着由增加连续的层170和185构建胎面部分175而改变沿切口130的层的相对位置来实现的。

由于使用支承胎面部分175的轮胎，因此初始仅刀槽花纹180将是可见的并且操作成例如影响潮湿和雪地牵拉。然而，随着胎面部分175磨损并且去除层170，一对刀槽花纹195将变得暴露并且可操作成用于改进牵拉性能。此外，一对刀槽花纹195之间的分离将随着在使用期间从胎面部分175去除层185而与磨损一起增加。

仅仅通过举例的方式提供图2和3中的实施例。使用本文中所公开的教导将理解，可以通过本发明产生例如刀槽花纹的深度、形状、数量、和密度的变型。更具体地，尽管已详细参照特定示例性实施例及其方法对本主题进行了详细描述，但是本领域技术人员应当领会，当获得对上文的理解时，可以易于产生对这种实施例的备选形式、改型、以及等同形式。因此，本公开的范围仅仅是通过举例而非限制的方式，并且如对于本领域普通技术人员将显而易见的，主题公开并不排除包括对本主题的这种改型、变型、以及/或者增加。

Claims (19)

1.一种制造轮胎的胎面部分的方法，步骤包括：

将未固化轮胎橡胶层放置在表面上；

切割所述未固化轮胎橡胶层以在所述未固化轮胎橡胶层中产生成预定形状的至少一个切口；

固化邻近所述切口的所述未固化轮胎橡胶层的一部分并且不固化所述未固化轮胎橡胶层的全部；

使用一个或多个额外的未固化轮胎橡胶层来重复放置层、切割所述层、以及固化所述层的一部分的步骤直到形成了具有预定厚度的胎面部分并且通过相邻的未固化轮胎橡胶层中的切口产生至少一个刀槽花纹为止；以及

固化未固化轮胎橡胶层的剩余部分而不消除所述未固化轮胎橡胶层中的切口。

2.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中所述放置步骤的表面由轮胎成形鼓支承。

3.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中所述放置步骤的表面由轮胎中间部提供。

4.根据权利要求3所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中固化所述胎面部分的剩余部分的所述步骤包括将所述胎面部分和轮胎中间部放置在固化硫化机中。

5.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中所述切割步骤包括使所述未固化轮胎橡胶层的一部分的温度升高超过其固化温度。

6.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中在所述重复步骤期间，由所述切割步骤所产生的所述至少一个切口的位置移动至后续的未固化轮胎橡胶层上的不同位置处。

7.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中切割所述未固化轮胎橡胶层以产生至少一个切口的所述步骤包括沿所述未固化轮胎橡胶层产生多个切口。

8.根据权利要求7所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中所述重复步骤产生穿过所述未固化轮胎橡胶层的多个刀槽花纹。

9.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中来自所述固化步骤的所述胎面部分固定至抛光轮胎以便翻新所述轮胎。

10.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中所述胎面部分具有刀槽花纹，所述刀槽花纹是隐藏看不见的，直到已发生一定量的胎面磨损为止。

11.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中所固化的邻近所述切口的所述未固化轮胎橡胶层的一部分的量至少是在固化所述未固化轮胎橡胶层的剩余部分的所述步骤期间防止所述切口被消除所需的最小量。

12.根据权利要求1所述的制造轮胎的胎面部分的方法，其中所述切割和固化步骤同时执行。

13.一种具有胎面特征的轮胎，所述轮胎包括：

胎面部分，所述胎面部分包括多个橡胶材料层；

至少一个刀槽花纹，所述至少一个刀槽花纹由在所述多个橡胶材料层的至少一部分的每一层中单独产生的切口形成；并且

其中所述橡胶材料层通过固化粘合在一起并且不消除所述至少一个刀槽花纹。

14.根据权利要求13所述的具有胎面特征的轮胎，其中所述至少一个刀槽花纹由一个或多个橡胶材料层覆盖，使得所述至少一个刀槽花纹是隐藏的直到已通过使用所述轮胎而产生一定量的胎面磨损之后为止。

15.根据权利要求13所述的具有胎面特征的轮胎，其中所述至少一个刀槽花纹包括由在所述多个橡胶材料层的至少一部分的每一层中单独产生的多个切口所产生的多个刀槽花纹。

16.根据权利要求15所述的具有胎面特征的轮胎，其中当沿所述轮胎的环形横截面观察所述胎面部分时，所述多个刀槽花纹的外观产生Y形外形。

17.根据权利要求15所述的轮胎，其中当沿所述轮胎的环形横截面观察所述胎面部分时，所述多个刀槽花纹具有变化的深度。

18.根据权利要求15所述的具有胎面特征的轮胎，其中产生所述多个刀槽花纹的所述多个切口的密度如沿所述轮胎的环形横截面所观察到地作为所述胎面部分的深度的函数而发生变化。

19.根据权利要求15所述的具有胎面特征的轮胎，其中当沿所述轮胎的环形横截面观察所述胎面部分时，所述多个刀槽花纹的外观产生非线性外形。