CN105764679A - 用于形成具有零厚度轮胎沟槽的轮胎的方法及通过该方法获得的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种形成轮胎的方法包含：提供模具，其被配置成模制轮胎胎面并且具有轮胎沟槽形成元件，所述轮胎沟槽形成元件从最外模制表面向内隔开，包含朝向最外模制表面的刀口和从刀口延伸的浸没沟纹形成部分；将未硫化轮胎胎面布置在模具内；模制在模具内布置的轮胎胎面；以及将轮胎胎面从模具中脱模，通过在朝向最外模制表面的方向上牵拉轮胎沟槽形成元件时用刀口(48)使轮胎胎面的厚度裂开，使得轮胎沟槽形成元件形成轮胎沟槽，并且形成在轮胎胎面内布置在轮胎沟槽下方的浸没沟纹。还公开了一种包含如上所述的轮胎沟槽(30)和浸没沟纹(32)的轮胎。

Description

用于形成具有零厚度轮胎沟槽的轮胎的方法及通过该方法获得的轮胎

本申请要求2013年11月26日向美国专利局提交的第61/909,363号美国临时专利申请的优先权和权益，该美国临时专利申请案特此以引用的方式并入。

技术领域

本发明大体上涉及用于形成基本上零厚度的胎纹沟槽(本文中还更简单地称为“零厚度胎纹沟槽”)的方法和设备以及具有零厚度胎纹沟槽的胎面和轮胎。

背景技术

已知轮胎面包含沟纹图案，这些沟纹图案沿胎面的地面接合侧布置以在特定条件期间提供充分的牵引和操作。举例来说，凹槽提供沟纹，水、泥浆或其它环境材料可以转移到所述沟纹中以更好地允许轮胎触地面接合地表面。还已知使用胎纹沟槽沿着胎面的地面接合面形成边缘，所述边缘能在潮湿、下雪或结冰的状况下操作时改善牵引力。通常，通过将狭窄的狭槽或凹槽模制到胎面中形成胎纹沟槽。如果轮胎沟槽内存在沟纹，胎面的硬度可能会减小，这样还可能减少轮胎牵引力和操作力。因此，需要通过减小或总体上消除轮胎沟槽内的沟纹的同时形成来形成零厚度胎纹沟槽。并且，需要形成胎纹沟槽不会沿地面接合侧产生许多的或任何另外的沟纹，因为增加沟纹会减少轮胎操作期间可供用于接触地面的地面接合轮胎触地面(也称为“接触面”)的量。当减小可用的接触面量时，磨损性能可能也会减小。

发明内容

本发明的特定实施例包含一种形成轮胎的方法。所述方法可包含提供被配置成模制轮胎胎面的模具，所述模具具有最外模制表面，其被配置成形成所述轮胎胎面的地面接合侧；以及轮胎沟槽形成元件，其从所述最外模制表面向内隔开并且具有朝向是向所述最外模制表面的刀口；以及浸没沟纹形成部分，其从所述刀口延伸，所述轮胎沟槽形成元件具有在横向于胎面厚度的方向上延伸的长度。所述方法的特定实施例还可以包含将未硫化轮胎胎面布置在模具内，轮胎胎面具有从最外模制表面在深度方向上延伸到模腔中的厚度，使得轮胎胎面的一部分布置在最外模制表面和轮胎沟槽形成元件之间。所述方法还可以包含模制布置在模具内的轮胎胎面，以形成具有从硫化模制胎面的地面接合侧延伸的厚度的硫化模制胎面。此外，在一些实施例中，所述方法可包含将轮胎胎面从模具中脱模，使得通过在朝向最外模制表面的方向上牵拉轮胎沟槽形成元件时用刀口使硫化模制胎面的厚度裂开，轮胎沟槽形成元件形成轮胎沟槽，并且形成在硫化模制胎面的厚度内在地面接合侧下方隔开并且布置在轮胎沟槽下方的浸没沟纹，所述轮胎沟槽具有在横向于胎面厚度的方向上延伸的长度。因此，本发明的特定实施例包括通过上文或本文中其它地方所列举的任何方法形成的模制轮胎。

本发明的特定实施例还包含一种轮胎。所述轮胎可包含径向向外延伸到轮胎的中心部分的一对侧壁，所述对侧壁在轮胎的轴向方向上隔开。所述轮胎可以进一步包含在所述对侧壁之间延伸的轮胎胎面，所述轮胎胎面具有从地面接合侧或表面延伸到与轮胎的中心部分介接的底面的厚度。在特定实施例中，所述轮胎可包含轮胎沟槽，其具有在横向于胎面厚度的方向上延伸的长度，从地面接合侧横向于长度延伸到胎面厚度的深度中的零宽度。此外，在一些实施例中，所述轮胎可包含浸没沟纹，其在轮胎胎面的厚度内在地面接合侧下方隔开并且布置在轮胎沟槽下方。

附图说明

图1是根据一实施例的轮胎的透视性部分剖视图。

图2是根据一实施例的布置在包含用于形成零厚度轮胎沟槽的轮胎沟槽形成元件的模具中的轮胎胎面的部分剖视侧视图。

图3是根据一实施例的布置在图2的模具中的轮胎胎面的横截面图。

图4是根据一实施例的在脱模之后的轮胎胎面的横截面图。

图5是被配置成形成零厚度轮胎沟槽和泪珠形浸没凹槽的轮胎沟槽形成元件的透视图。

图6是被配置成形成波状零厚度轮胎沟槽和泪珠形浸没凹槽的轮胎沟槽形成元件的透视图。

图7是被配置成形成零厚度轮胎沟槽和狭窄的浸没凹槽的轮胎沟槽形成元件的透视图。

图8是被配置成形成波状零厚度轮胎沟槽和狭窄的浸没凹槽的轮胎沟槽形成元件的透视图。

图9是根据替代实施例的布置在包含从凹槽形成元件上悬挑的轮胎沟槽形成元件的模具中的轮胎胎面部分侧剖视图。

图10是根据替代实施例的布置在包含与凹槽形成元件隔开并且锚定于模制表面上的轮胎沟槽形成元件的模具中的轮胎胎面的部分侧剖视图。

图11是根据一实施例的图10的轮胎沟槽形成元件的透视图。

图12A是根据一实施例的具有锯齿状的或尖突状的边缘的轮胎沟槽形成元件的部分透视图。

图12B是根据另一实施例的具有锯齿状的或尖突状的边缘的轮胎沟槽形成元件的部分透视图。

图13A是示出执行的模拟的结果的图表，其中具有笔直的零厚度胎纹沟槽的轮胎面显示出横向硬度相对于具有标准胎纹沟槽的轮胎面增加。

图13B是示出图13A的图表中参考的各种参数的胎面厚度横截面的图，其根据本发明的特定实施例描述布置在胎面厚度内的轮胎沟槽和浸没沟纹的位置和大小。

具体实施方式

本发明的特定实施例提供一种包含零厚度胎纹沟槽(也称为“lamelle”(薄片))的轮胎、轮胎模具以及形成这样的胎纹沟槽以及胎面和具有这样具有基本上零厚度胎纹沟槽(本文中还更简单地称为“零厚度胎纹沟槽”)的胎面的轮胎的方法。

本申请中公开了一种形成轮胎胎面或具有轮胎胎面的轮胎的方法，轮胎胎面或具有轮胎胎面的轮胎中的每一个包含一或多个胎纹沟槽，每个胎纹沟槽包括延伸穿过轮胎胎面的厚度的裂口或切口。

在特定实施例中，这样的方法方法包含提供具有被配置成模制轮胎胎面的模腔的模具的步骤。所述模具可包括轮胎模具，轮胎模具被配置成收容具有用于模制的轮胎胎面的轮胎，或者仅收容轮胎胎面，比如(例如)在翻新操作中在形成胎面用于稍后施加于轮胎胎体的时候。任何这样的模具总体上具有环状的模腔，并且可包括任何类型的模具，比如(例如)蛤壳式模具或分段式模具。在任何情况下，任何这样的模具包含至少部分通过被配置成形成轮胎胎面的地面接合侧的最外模制表面限定的模腔。最外模制表面还可以被称作模具或模腔的地面接合模制表面或部分。最外模制表面沿着外腔侧布置，外腔侧的形状总体上是环状的或圆周状的。因此，当将模具或轮胎胎面的任何特征件与最外模制表面相关时，可以通过用外腔侧取代最外模制表面而相对于外腔侧产生或得到相同的关系。任何这样的模具还包含一对相对凸肩模制部分，其被配置成形成轮胎胎面的一对相对凸肩，最外模制表面布置在所述对相对凸肩模制部分之间。还可以说，所述对相对凸肩隔开并且布置在胎面宽度的相对横向侧面上。

任何这样的模具进一步包含轮胎沟槽形成元件，其与最外模制表面向内隔开，或者换句话说，在空腔的向内方向上与最外模制表面隔开。通过这种做法，在最外模制表面与轮胎沟槽形成元件之间形成一个区域用于收容胎面材料。轮胎沟槽形成元件包含一个刀口，刀口的朝向是朝模具的最外表面，或者换句话说，是在轮胎沟槽形成元件的面对模具的最外表面的一侧上。刀口可以足够锋利，也就是说，刀口的锋利程度能满足将胎面的厚度裂开或切开的需要。裂口或切口也称为不连续部分。此外，为了便于拔模，刀口可以是锯齿状的或者否则具有尖突状的边缘。

轮胎沟槽形成元件还具有长度在横向于胎面厚度的方向上并且沿着一条路径延伸的刀口。通过沿着路径延伸，轮胎沟槽形成元件的刀口能够形成长度沿着一条沿着胎面的地面接合侧的路径延伸的轮胎沟槽。通过提供轮胎沟槽长度的非线性延伸部分，在横向于轮胎沟槽高度或深度的方向或横向于胎面厚度的方向的方向上增加胎面的局部刚度或硬度。这样可以进一步恢复在胎面内形成轮胎沟槽时必然发生的硬度损失。应注意路径可以是线性路径或非线性路径。非线性路径可以例如是具有多个峰和谷(也就是说，顶点和凹处)的波状路径(即，Z形路径)，比如(例如)正弦形或锯齿形路径。因此，在此考虑了非线性路径可以是曲线的或者包括多个线性片段，或其任何组合。

在特定实施例中，模具进一步包含凹槽形成元件(在本文中更一般化地被称作浸没沟纹形成元件，它可以在本文中论述的任何实施例中被任何凹槽形成元件取代)从最外模制表面向内延伸，或换句话说，从最外模制表面延伸到模腔中。应了解，任何模具可包括一或多个(“一个或多个”)凹槽形成元件。在模具空腔基本上是环状的实例中，可以说凹槽形成元件从最外模制表面向内径向延伸。

应了解，任何轮胎沟槽形成元件可以用任何足以使轮胎沟槽形成元件保持成与模具的最外模制表面间隔开的布置的方式可操作地附接到模具。举例来说，在特定实施例中，当模具包含凹槽形成元件时，轮胎沟槽形成元件可操作地附接到凹槽形成元件。应了解，轮胎沟槽形成元件可以用任何期望的布置附接至布置成与最外模制表面间隔开的凹槽形成元件。举例来说，轮胎沟槽形成元件可以从凹槽形成元件悬挑，比如(例如)当轮胎沟槽形成元件将要形成的轮胎沟槽要与第二凹槽形成部件形成的凹槽隔开的时候。再举一个例子，轮胎沟槽形成元件可以布置成从多个凹槽形成元件延伸，例如当轮胎沟槽要形成为在一对凹槽之间延伸的时候。同一个轮胎沟槽形成元件可以继续并且延伸成附接至又一个凹槽形成元件。

还应了解，在特定实施例中，轮胎沟槽形成元件与凹槽形成元件隔开。这样的隔开可以通过任何方式实现，例如通过使轮胎沟槽形成元件从另一或第二凹槽形成元件悬置，借此轮胎沟槽形成元件朝向(第一)凹槽形成元件延伸，使得轮胎沟槽形成元件的末端与(第一)凹槽形成元件隔开。这种隔开的实现也可以是通过将轮胎沟槽形成元件附接至模具空腔的最外表面或外侧面。在特定布置中，轮胎沟槽形成元件与凹槽形成元件和第二凹槽形成元件隔开并且布置在凹槽形成元件和第二凹槽形成元件之间。为了将轮胎沟槽形成元件牢固地保持在期望位置，提供一个支撑元件或多个支撑元件，该支撑元件在轮胎沟槽模制元件和模腔的最外模制表面或外侧面之间延伸。在附接方面，应了解轮胎沟槽形成元件可以可移除地或者永久地附接到凹槽形成元件。还应了解，轮胎沟槽形成元件可以与凹槽形成元件一体成形，或者与轮胎沟槽形成元件成形为单件。根据前述实例，应了解，轮胎沟槽形成元件总体上沿着路径延伸，路径可以是线性路径或非线性路径，轮胎沟槽形成元件的延伸方向基本上横向于凹槽形成元件的长度方向。

所述方法的另外实施例包含将未硫化的轮胎胎面布置在模具内的步骤。未硫化轮胎胎面包含从外侧面(即，从最外模制表面)在深度方向上延伸的厚度，使得轮胎胎面的一部分布置在最外模制表面和轮胎沟槽形成元件之间。也就是说，轮胎沟槽形成元件和最外模制表面之间存在空隙，使得胎面材料能够在轮胎沟槽形成元件和最外模制表面之间流动。在将未硫化轮胎胎面布置在模具内之后，所述方法的实施例包含模制轮胎胎面以形成具有从胎面的地面接合侧延伸的厚度的硫化模制胎面的步骤。地面接合侧也称为胎面的顶侧、外侧或外部侧。地面接合侧还包含至少一个地面接合表面。因此，当例如在描述胎面厚度或轮胎沟槽或沟纹的位置时参照胎面的地面接合侧时，可以出于参照目的用地面接合表面取代地面接合侧。硫化模制胎面还包含一对相对凸肩，其沿着胎面宽度的横向侧面在胎面厚度的方向上延伸。如本文中其它地方所提到的，轮胎胎面可以单独模制(也就是说，与轮胎分开模制)或者在附接到轮胎的同时模制。在模制过程期间，将胎面硫化，因为胎面总体上由例如天然或合成橡胶或任何其它聚合材料等可硫化弹性材料构成。

模制步骤的结果是，轮胎胎面包含胎面花纹，胎面花纹是沟纹的预定布置，用以提供特定的体积沟纹比、表面沟纹比以及沟纹和接触表面沿着胎面的宽度和长度的布局。体积沟纹比是在胎面的特定磨损深度处可用的体积沟纹相对于特定磨损深度处的胎面的总体积的比率，其中总体积包含可用的沟纹材料和胎面材料。表面沟纹比是在胎面的特定磨损深度处的沿着胎面的外侧面或地面接合侧布置的表面沟纹相对于特定磨损深度处的胎面的可用总表面积的比率，其中总面积包含沿着外侧面布置的沟纹面积和胎面面积。

如本申请案中所使用，术语“不连续部分”包括任何沟纹，例如厚度或宽度基本上大于零的传统的凹槽或者轮胎沟槽或任何裂口，例如本文中论述的零厚度轮胎沟槽，其中任何这样的不连续部分具有延伸到胎面厚度中的深度。沟纹可沿着胎面的地面接合侧布置，或者在胎面的地面接合侧下方偏移，以在胎面厚度内形成浸没沟纹。应了解，不连续部分可具有在横向于胎面厚度的任何方向上延伸的长度，例如在胎面长度和/或宽度的方向上延伸的长度。举例来说，轮胎沟槽或凹槽可以是纵向或横向的轮胎沟槽或凹槽。纵向凹槽或轮胎沟槽总体上在胎面长度的方向上延伸，胎面长度可以围绕轮胎沿圆周延伸。此外，预期纵向凹槽或轮胎沟槽可以相对于轮胎的周向成角度地偏移延伸。横向凹槽或胎纹沟槽总体上在胎面宽度的方向上延伸，其中横向凹槽或轮胎沟槽总体上在垂直于胎面的纵向中心线(在胎面长度的方向上延伸)的方向上延伸或相对于纵向中心线成角度地偏移延伸。应了解，任何不连续部分的长度可以按需要沿着任何线性或非线性路径延伸，其中本文更完整地描述非线性路径。此外，除非本文中另外规定，否则本文中论述的任何凹槽可包括横向或纵向凹槽，并且任何轮胎沟槽，无论是否零厚度轮胎沟槽，都可包括横向或纵向轮胎沟槽。因此，除非另外规定，否则凹槽形成元件可以是纵向凹槽形成元件或横向凹槽形成元件，分别被配置成形成纵向凹槽或横向凹槽。同样，除非另外规定，否则轮胎沟槽形成元件可以是纵向轮胎沟槽形成元件或横向轮胎沟槽形成元件，分别被配置成形成纵向轮胎沟槽或横向轮胎沟槽。

尤其是关于零厚度轮胎沟槽，这样的轮胎沟槽是包括延伸穿过胎面的厚度以限定轮胎沟槽的深度或高度的裂口或切口的不连续部分，所述轮胎沟槽具有在横向于胎面的厚度方向上延伸的长度和横向于轮胎沟槽的长度和深度延伸的宽度或厚度。因为轮胎沟槽是裂口，所以轮胎沟槽的宽度或厚度基本上是零，因为没有去除材料以在胎面中形成轮胎沟槽。此外，轮胎沟槽形成为使得当胎面围绕轮胎以环形布置时，轮胎沟槽处于基本上零厚度的布置，其中轮胎沟槽处在封闭布置，并且表现为沿着胎面的地面接合表面的狭缝或切口。换句话说，当轮胎胎面总体上处在未变形布置时，轮胎沟槽处于封闭布置，其中轮胎沟槽的相对侧面上的胎面厚度的切出表面接触或处于邻接布置，以限定轮胎沟槽的基本上零厚度。在特定实施例中，应理解“基本上等于零”的范围介于零(0)0.2到0.2mm，或在其它实施例中介于零到0.1mm。此外，应了解，虽然上述轮胎沟槽可在形成时刻具有零宽度或厚度，使得其表现为封闭的，但是热膨胀和/或收缩效应可能导致稍微打开，从而使得相对侧面不再完全接触。但是，这样的轮胎沟槽是零厚度轮胎沟槽，原因在于，在形成的时刻，相对侧面将接触，因为没有去除材料。

此外，此轮胎沟槽是零厚度轮胎沟槽，即使轮胎沟槽还可能在轮胎于轮胎操作期间滚过接触块时打开，其中在打开布置中，轮胎沟槽的相对侧面上的切出表面至少部分地分开，使得轮胎沟槽打开到大于零的宽度或厚度。轮胎接触块是在轮胎操作期间的任何时间接触地表面的胎面部分。一般而言，轮胎沟槽封闭在接触块中。在轮胎在驾驶扭矩或制动扭矩下操作的例子中，轮胎沟槽在位于接触块的前边缘或后边缘中时可能会打开。此外，在轮胎沟槽滚过就在接触块前面和/或就在接触块后面的区域时，轮胎沟槽可能会打开。

与如上所述的轮胎沟槽大不相同的是，凹槽总体上具有可察觉的宽度或不接触的相对侧面。还应注意，凹槽的布置总体上限定胎面元件，例如肋状物或凸耳。肋状物被定义为地面接合表面的布置在间隔开的纵向凹槽或纵向凹槽与限定胎面宽度的胎面相对侧面中的一个侧面之间的部分，基本上在胎面的全长上延伸。也就是说，肋状物围绕轮胎圆周基本上连续地延伸。如果肋状物是不连续的，例如由于存在跨整个肋状物延伸的一或多个横向凹槽，则肋状物的分开的部分被称作凸耳或块。更一般化地，地面接合表面的由一对间隔开的纵向凹槽、或纵向凹槽与胎面宽度的横向侧面中的一个、以及一对间隔开的横向凹槽限定的部分被称为胎面凸耳或块。肋状物可以是位于胎面宽度的侧面(当安装在轮胎上时可以邻近于侧壁)处的凸肩肋状物，或位于一对间隔开的纵向凹槽之间的中心肋状物。

在另外的实施例中，所述方法包含将轮胎胎面从模具中脱模的步骤。在这样做时，当轮胎沟槽形成元件在朝向最外模制表面的方向上受到牵拉时，轮胎沟槽形成元件的刀口使硫化模制胎面的厚度裂开，当胎面布置成环状布置时，这个牵拉方向可以例如是径向向外的方向。所得的轮胎沟槽包含在横向于胎面厚度的方向上延伸的长度。此外，应注意，在特定实施例中，当未用刀口裂开胎面厚度的动作去除胎面材料时，轮胎沟槽具有横向于轮胎沟槽长度延伸的基本上零厚度或宽度，并且从硫化模制胎面的地面接合侧延伸到硫化模制胎面厚度中的一定深度。如上所述，在特定实施例中，应理解，“基本上等于零”的范围介于零(0)到0.2mm，或在其它实施例中介于0到0.1mm。应了解，轮胎沟槽的长度可以跨整个胎面元件延伸，或者跨胎面元件部分地延伸，例如当轮胎沟槽从胎面元件的第一侧面上的凹槽或其它沟纹延伸并且在胎面元件的第二相对侧内侧的胎面元件长度或宽度内封端时。此胎面元件可以是凸肩肋状物或凸肩胎面块。还应了解，在跨胎面元件部分地延伸时，轮胎沟槽可以完全布置在胎面元件长度或宽度的第一和第二相对侧面内侧。因此，轮胎沟槽的长度可以跨越胎面元件的基本上任何部分延伸，而不会与任何凹槽相交，仅仅与一个凹槽相交，或者与两个凹槽相交。

还应了解，轮胎沟槽形成元件可以具有各种横截面形状，例如当轮胎沟槽形成元件形成一个以上零厚度轮胎沟槽时。举例来说，在特定实施例中，轮胎沟槽形成元件包含从刀口延伸的浸没沟纹形成部分。在模制步骤中，浸没沟纹形成部分形成浸没沟纹，例如凹槽或传统的轮胎沟槽，在地面接合表面下方间隔开，并且在硫化模制胎面的厚度内布置在零厚度轮胎沟槽下方并且与零厚度轮胎沟槽连通。因此，具有基本上零宽度的轮胎沟槽延伸到胎面的厚度中，并且延伸到具有非零宽度的浸没沟纹。浸没沟纹形成部分具有用于形成沟纹的厚度或宽度的宽度，该宽度在横向于浸没沟纹形成部分和轮胎沟槽形成元件的长度和高度的方向上延伸。浸没沟纹形成部分的宽度在胎面厚度方向上延伸的深度上是不变的。举例来说，宽度可以很大程度上大于轮胎沟槽的宽度或厚度，并且最多10.0mm或更大。然而，浸没沟纹形成部分可以具有小于0.2mm的宽度，前提是在给定了轮胎所用的材料的情况下，该宽度足以支撑刀口。在一示范性实施例，浸没沟纹形成部分在其深度上具有可变的宽度。举例来说，浸没沟纹形成部分可以具有泪珠形横截面，其中就通过这样的浸没沟纹形成元件形成于胎面厚度中的浸没沟纹而言，最大宽度在离模具的最外模制表面或地面接合侧最远的深度处。宽度总体上随着深度朝上朝向胎面的地面接合侧减小到轮胎沟槽底部的最小宽度。宽度可以线性地或非线性地减小，并且，此外，对应于最大宽度的深度不限于离胎面的地面接合侧最远的深度。就像如上所述宽度保持不变或变化一样，浸没沟纹或浸没沟纹形成元件的高度也可以保持不变或变化。

现在将在下文中与图相关联地更详细地描述上文所论述的轮胎和方法的特定实施例，在此提交的图例示了与轮胎的特定实施例相关联的方法的执行。

参看图1，示出了根据本发明的示范性实施例的模制轮胎10。轮胎10包含一对侧壁12，每个侧壁12从轮胎的旋转轴径向向外延伸到轮胎10的中心部分14。轮胎的中心部分14环形地延伸，并且包含胎面20，胎面20具有在径向方向上从胎面的地面接合侧22延伸到底面24的厚度T₂₀，用于附接和粘合到轮胎。胎面还具有在邻近于侧壁12布置的胎面的所述对相对的横向侧面或侧边21之间在横向方向上延伸的宽度W₂₀。胎面还包含一对沿着每一侧21布置的胎肩，每一侧21沿着胎面厚度T₂₀延伸。

关于胎面20的地面接合侧22，地面接合侧22被示出为包含多个沟纹26，沟纹26包括纵向凹槽，纵向凹槽具有在胎面长度的方向上延伸的长度，该方向处于轮胎的周向上。包括纵向凹槽的每个沟纹26还具有从地面接合侧22延伸到胎面厚度T₂₀中的深度d₂₆。纵向凹槽26限定多个胎面元件，胎面元件包括也在胎面长度的方向上延伸的肋状物。多个肋状物包含两个凸肩肋状物28_S和中心肋状物28_C，两个凸肩肋状物28_S都受到胎面宽度W₂₀的侧面21和纵向凹槽26的限界，中心肋状物28_C在两侧上受到一对隔开的纵向凹槽26的限界。中心肋状物28_C布置在凸肩肋状物28S之间，紧靠凸肩肋状物28S。虽然图1示出的是4个肋状物的轮胎，但是应了解，本文中所描述的方法可以用于肋状物比轮胎10更多或更少的轮胎。

根据图1中所示的示范性实施例，胎面20包含多个胎纹沟槽30，所述胎纹沟槽30包括在轮胎沟槽脱模操作期间形成的裂口。在特定实施例中，轮胎沟槽的厚度基本上等于零。每个轮胎沟槽30从地面接合侧22延伸到胎面厚度中的深度d₃₀。应了解，每个轮胎沟槽30的深度可以延伸到胎面20的厚度中的等于、小于或大于任何凹槽26的深度的深度。每个轮胎沟槽30还具有横向于胎面厚度和轮胎沟槽深度延伸的长度L₃₀。某些胎纹沟槽30示出为具有从第一凹槽26跨整个胎面元件(示出的实施例中包括肋状物)延伸到第二凹槽26或胎面宽度W₂₀的侧面21的长度L₃₀，而其它胎纹沟槽30示出为具有跨胎面元件从第一凹槽26部分延伸并且与第二凹槽26隔开的长度L₃₀。虽然图1中所示的是对准或共线的，但是应了解胎纹沟槽30可以用其它方式布置。

在图1中所示的实施例中，沿着中心肋状物28_C布置的胎纹沟槽30具有沿着非线性波状路径延伸的长度L₃₀。虽然图1描绘凸肩胎面元件中的胎纹沟槽具有沿着线性路径延伸的长度，但是应了解，这样的胎纹沟槽的长度可以沿着非线性波状路径延伸。应注意，一或多个孔口34可布置成与轮胎沟槽连通，其中每个孔口34从地面接合侧或表面22延伸到胎面厚度中。当使用支撑部件辅助支撑用于形成轮胎沟槽的轮胎沟槽形成元件时，通过支撑部件形成每个孔口34。每个孔口34的宽度总体上大于每个轮胎沟槽30的宽度，并且因此每个孔口34的宽度大于零或基本上是零。

在特定实施例中，例如在示出的实施例中，每个轮胎沟槽30在胎面厚度内从在地面接合侧下方偏移或隔开的浸没沟纹32朝向地面接合侧22延伸。换句话说，每个轮胎沟槽30从地面接合侧延伸到胎面20的厚度中并且延伸到浸没沟纹32中。在示出的实施例中，浸没沟纹32是浸没凹槽，且更具体来说是浸没横向凹槽。如上文所论述，浸没沟纹32可包括任何横截面形状。每个浸没沟纹32的宽度比轮胎沟槽30的宽度或厚度更宽，轮胎沟槽30的宽度或厚度基本上是零。虽然浸没沟纹可包括任何期望的沟纹，但是在其它实施例中，浸没沟纹不是凹槽，而是厚度很大程度上大于零的传统的浸没轮胎沟槽。无论如何，在任何情况下，任何浸没沟纹32都具有在横向于胎面厚度和浸没沟纹的宽度或厚度的方向上延伸的长度。浸没沟纹的长度可以在线性路径或非线性路径中延伸，不管轮胎沟槽长度是沿着相同还是不同的路径延伸，或是在线性还是非线性的路径中延伸，其中非线性路径可以是上文关于轮胎沟槽或轮胎沟槽形成元件设想的任何非线性路径。应了解，通过形成零厚度轮胎沟槽，胎面元件的刚度因此还有胎面的刚度相对于使用厚度很大程度上大于零的传统的轮胎沟槽增加。还应了解，通过让轮胎沟槽形成元件的长度沿着非线性路径延伸，胎面元件和胎面的硬度增加。

如上文与各种方法相关所论述，借助于模制和脱模操作形成零厚度轮胎沟槽。在图2-图4的示范性实施例中，使用模具40在胎面20中形成零厚度轮胎沟槽30。具体来说，在图2和图3中，作为形成于模具40中的轮胎10的一部分的胎面20的部分包含最外模制侧或表面42，凹槽形成元件44从最外模制侧或表面42延伸到模腔中。凹槽形成元件44被配置成形成纵向凹槽，例如图1的凹槽26，但是在其它实施例中所述凹槽形成元件用于形成横向凹槽。凹槽形成元件44还示出为延伸到模腔中的小于胎面厚度T₂₀的距离，但是在其它实施例中可以延伸完全穿过胎面厚度。代替使用凹槽形成元件，可以采用沟纹形成元件以便形成任何期望沟纹，(例如)比如凹槽或传统的轮胎沟槽。

在示出的实施例中，模具进一步包含轮胎沟槽形成元件46，其被配置成在胎面20中形成零厚度轮胎沟槽，例如图1的轮胎沟槽30。轮胎沟槽形成元件46包含刀口48，用于在通过将轮胎沟槽形成元件从胎面厚度向外拉伸而从胎面上去除轮胎沟槽形成元件时使胎面的厚度裂开。为了实现预期用途，将轮胎沟槽形成元件46和刀口48与模具的最外表面或外侧面42间隔开距离d₄₆。通过这种做法，在最外模制表面42和轮胎沟槽形成元件46之间形成通过距离d₄₆限定的区域或空隙以用于收容胎面材料。在模制操作期间，胎面材料布置在最外表面42和轮胎沟槽形成元件46之间的区域中。一旦轮胎胎面20经过硫化，就将胎面从模具40中脱模。在去除过程中，将轮胎沟槽形成元件46向外牵拉通过由距离d₄₆限定的胎面厚度。如图4中示例性示出的，在已将轮胎沟槽形成元件46在朝向胎面的最外表面42或地面接合侧的方向上从胎面厚度向外牵拉之后，刀口使胎面的厚度裂开以形成包括裂口的轮胎沟槽。应了解，在胎面与轮胎分开模制的特定实施例中(例如当对于翻新操作形成环形胎面时)，轮胎沟槽形成元件可布置在胎面厚度下方，使得刀口穿过胎面的整个厚度被拉出，以形成完整深度的零厚度轮胎沟槽。

如上文所论述，轮胎沟槽形成元件可以任选地包含在离开模腔的最外模制表面或外侧面的方向上从刀口延伸的浸没沟纹形成部分。在图2中所示的示范性实施例中，轮胎沟槽形成元件46包含浸没沟纹形成部分50，其包括浸没凹槽形成部分，所述浸没凹槽形成部分被配置成在胎面厚度内形成浸没横向凹槽。如上文所设想，浸没沟纹形成部分可以形成任何这样的期望沟纹：该沟纹具有任何期望的横截面形状，并且具有在总体上横向于轮胎沟槽形成元件和凹槽形成部分的高度和宽度的方向上延伸的长度。

在图5中，进一步详细示出图2-图4的轮胎沟槽形成元件46。具体来说，轮胎沟槽形成元件46包含长度L，其在横向于轮胎沟槽形成元件46的高度H和宽度W的方向上延伸。轮胎沟槽形成元件46具有刀口48和浸没沟纹形成部分50。应了解，虽然刀口48和浸没沟纹形成部分50沿着共同路径都沿着轮胎沟槽形成元件46纵向延伸，但是应了解，刀口48和沟纹形成部分50可具有沿着不同于上文设想的路径延伸的长度。在示出的实施例中，刀口48具有沿着线性路径延伸的长度L₄₈(即，刀口是线性刀口)。还应注意，在示出的实施例中，沟纹形成部分50和最终轮胎沟槽形成元件46的横截面形状总体上形成泪珠类形状，其中宽度W在与刀口48相反的末端处最大，并且在刀口48处减小到最小宽度。图6说明轮胎沟槽形成元件46的替代实施例，其中刀口48具有沿着形成波状路径的非线性路径延伸的长度L₄₈。此外，如图12A中所说明，根据替代实例，轮胎沟槽形成元件46可包含锯齿状的或尖突状的边缘54。

在图7中所示的另一示范性实施例中，示出轮胎沟槽形成元件146还具有在横向于轮胎沟槽形成元件146的高度H和宽度W的方向上延伸的长度L和从刀口148延伸的浸没沟纹形成部分150。沟纹形成部分具有细长的横截面，其被配置成形成宽度大于零的传统的或常规的轮胎沟槽。因此，在使用轮胎沟槽形成元件形成的胎面中，形成从传统的轮胎沟槽延伸的零厚度轮胎沟槽。在示出的实施例中，刀口148具有沿着线性路径延伸的长度L₁₄₈(即，刀口是线性刀口)。图8示出轮胎沟槽形成元件146的替代实施例，其中刀口148具有沿着形成波状路径的非线性路径延伸的长度L₁₄₈。此外，如图12B中所说明，根据替代实例，轮胎沟槽形成元件146可包含锯齿状的或尖突状的边缘154。

如上文所论述，轮胎沟槽形成元件可以用任何期望方式附接到模具。举例来说，在图2中所示的实施例中，轮胎沟槽形成元件46可操作地附接到隔开的第一和第二凹槽形成元件44，以将轮胎沟槽形成元件维持在相对于最外模制表面42间隔开的布置。具体来说，轮胎沟槽形成元件46的每个相反末端附接到该对隔开的凹槽形成元件44中的一个凹槽形成元件44。在示出的布置中，轮胎沟槽形成元件46被配置成形成轮胎沟槽，所述轮胎沟槽跨由凹槽形成元件44形成的相对凹槽限定的整个胎面元件延伸。应注意，在示出的实施例中，轮胎沟槽形成元件46与凹槽形成元件44分开形成，借此轮胎沟槽形成元件以可拆卸地或永久地附接到凹槽形成元件。

在另一实施例中，参看图9，轮胎沟槽形成元件46从第一凹槽形成元件44悬挑，使得轮胎沟槽形成元件被配置成形成布置在通过第一和第二凹槽形成元件形成的第一和第二凹槽之间，借此轮胎沟槽从第一凹槽形成元件延伸并且部分地跨第一和第二凹槽限定的胎面元件延伸。轮胎沟槽形成元件46在第一端通过第一凹槽形成元件44得到支撑，并且另外通过任选的支撑部件52维持在其布置中，支撑部件52在轮胎沟槽形成元件和模具的最外表面42之间延伸。应注意，如上文结合图1所述，支撑件52沿着胎面的地面接合侧形成孔口34。

在图10和图11中所示的另一个实施例中，轮胎沟槽形成元件46被配置成形成轮胎沟槽，轮胎沟槽在胎面元件的宽度或长度内限界，从而使得轮胎沟槽不与胎面元件的任何凹槽或侧面相交。具体来说，仅仅通过使用与任何邻近的凹槽形成元件44隔开的一或多个支撑部件，将轮胎沟槽形成元件46保持在期望布置，这一点不同于图1和图9中描述的轮胎沟槽形成元件46。换句话说，轮胎沟槽形成元件46通过一个或多个支撑部件52在凹槽形成元件44之间锚定于最外模制表面。通过这种做法，轮胎沟槽形成元件46形成的轮胎沟槽具有用于所使用的支撑部件中的每个支撑部件的孔口。

根据所执行的某些有限元模拟，配合图13B中示出的各种参数在图13A中所示的图表中举例说明如本文总体所述的零厚度胎纹沟槽的益处。在图13A中，所示出的图表总体上说明，在描述从布置在胎面厚度内的浸没沟纹延伸到胎面的地面接合侧的轮胎沟槽的布置的参数的不同变化时，零厚度胎纹沟槽的硬度相对于标准胎纹沟槽的百分比增加。这个硬度(也称为“横向硬度”)的增加发生在横向于胎面厚度的方向并且横向于轮胎沟槽长度的方向的方向上。举例来说，如果轮胎沟槽的长度在胎面宽度的方向上延伸，则横向硬度包括纵向硬度。再举一个例子，如果轮胎沟槽的长度在胎面长度的方向上延伸，则横向硬度包括侧向硬度。

特别参照图13B，示出了描述结合浸没沟纹布置在胎面厚度内的轮胎沟槽的高度和深度的各种参数，其中轮胎胎面厚度T₂₀示出为包含浸没沟纹X(即，浸没沟纹32)，其延伸到胎面厚度中的深度Z₂，还包含轮胎沟槽S，其延伸到胎面厚度中离浸没沟纹的深度Z₃处。应了解，为了评估，轮胎沟槽S包括零厚度轮胎沟槽30或厚度大约0.4mm的标准轮胎沟槽。关于深度Z₃，可以说深度Z₃在某些实施例中表示本文中其它地方所论述的刀口长度L₄₈。最后，深度Z₁表示深度Z₂和深度Z₃的总和。在特定实施例中，总深度Z₁基本上等于3mm到14mm，但是在其它实施例中可以使用其它深度。举例来说，应了解，总深度Z₁可包括更大范围，例如基本上2mm到15mm，或者包括子范围，例如5mm到10mm。

此外，可以根据总胎面厚度T₂₀描述总深度Z₁。举例来说，在特定实施例中，总深度Z₁基本上等于总胎面厚度T₂₀的50％到90％。因此，通过根据总胎面厚度T₂₀所描述的，具有任何总胎面厚度T₂₀的任何类型的轮胎胎面可以按比例使用总深度Z₁。举例来说，高性能轮胎或轻型卡车轮胎可以使用这样的胎面。在这样的实例的特定实施例中，Z₁至少等于胎面厚度T₂₀的26％到86％但是小于胎面厚度，使得布置在胎面厚度内的浸没沟纹从胎面的底面偏移一段距离。

现在参照浸没沟纹的深度或高度，在图13B中表示为Z₂，在特定实施例中浸没沟纹高度Z₂基本上等于至少2mm并且最多基本上总深度Z₁的70％，这个数据是沿胎面厚度的方向获得的。应了解，如果实现充分的轮胎沟槽稳固性，则Z₂可以等于小于2mm，并且如果实现胎面硬度的进一步增加或保持，则Z₂可以大于Z₁的70％。如上关于Z₁所述，还可以根据总胎面厚度T₂₀描述高度Z₂。

现在关于从浸没沟纹延伸的轮胎沟槽的长度(在图13B中表示为Z₃)，在特定实施例中，轮胎沟槽从浸没沟纹朝上向胎面的地面接合侧延伸的距离基本上等于总深度Z₁的至少10％并且最多比总深度Z₁小2mm(也就是说，至多Z₁-2mm)。换句话说，轮胎沟槽的深度Z₃可以随浸没沟纹的总深度Z₁和高度Z₂而变，如图13B中所示。如上关于Z₁和Z₂所述，还可以根据总胎面厚度T₂₀描述高度Z₃。

如上所述，可以利用所描述的三个参数中的任何两个参数推导第三个参数。然而，应当理解，可以配合本文中所描述的方法使用替代尺寸，并且所附权利要求书不限于上述的具体参数。

现在参照图13A中所示的图表，示出了浸没沟纹的不同高度Z₂(表达为总深度Z₁的百分比)下，具有上文总体描述的零厚度胎纹沟槽的胎面块与具有厚度大约0.4mm的标准胎纹沟槽的胎面块之间的模拟结果的比较。对于零厚度和标准胎纹沟槽中的每一种胎纹沟槽，每个轮胎沟槽是沿着笔直路径延伸到胎面厚度中的笔直轮胎沟槽。对于这些模拟，轮胎胎面厚度T₂₀是8.5mm并且总深度Z₁是8mm。模拟是使用有限元分析(FEA)对图13B中总体上所示的2维胎面模型执行的，其中胎面的底面是固定的(也就是说，在所有方向上受到约束)，同时通过在胎面上施加横向位移而将横向剪切负荷施加到地面接合侧。审核图13A中反映的这些结果，当高度Z₂小于总深度Z₁的90％时，相比于具有标准胎纹沟槽的胎面块，在所有具有零厚度胎纹沟槽的胎面块中都实现了横向硬度的增加。在高度Z₂等于总深度Z₁的70％或更少时，对于测试使用的总胎面厚度T₂₀和总深度Z₁的值实现了横向硬度的至少5％的增加。在当Z₂等于总深度Z₁的50％时的例子中，笔直轮胎沟槽提供大约11％的硬度的横向增加。最后，在当Z₂等于总深度Z₁的大约35％时的例子中，笔直轮胎沟槽提供大约16％的横向硬度的增加。更一般地，可以观察到，相比于使用笔直胎纹沟槽，当使用零厚度胎纹沟槽时，在Z₂的％值减小时，会获得横向硬度的整体增加。

根据这些结果，考虑到更宽的发明，因为基本上零厚度的胎纹沟槽可以在轮胎或轮胎胎面的任何方向上纵向延伸，所以可以说在横向于轮胎沟槽的长度的方向上实现了横向硬度的增加。因此，当使用本文所述的基本上零厚度的胎纹沟槽时，在横向于胎面厚度和轮胎沟槽的长度的轮胎或轮胎胎面的任何方向上获得横向硬度的增加，该方向可包括轮胎或轮胎胎面的纵向或横向方向或在其之间的任何方向。应注意，所述模拟是评估使用基本上零厚度的胎纹沟槽的益处，而未考虑与沿着非线性路径延伸的轮胎沟槽的长度相关联的任何益处。

应了解，在胎面的外侧面上形成零厚度胎纹沟槽可以通过任何手动或自动过程或机器执行，机器中可以包括处理器和存储器存储装置，存储器存储装置被配置成存储用于执行本文中论述和设想的方法步骤的指令。

如在本文的权利要求书和说明书中所使用的术语“包含”、“包括”和“具有”应视为表明可以包括未指定的其他要素的开放群组。术语“一个/一种(a/an)”和词的单数形式应理解为包括同一词的复数形式，以使得所述术语意谓提供一或多个某物。术语“至少一个”和“一或多个”互换使用。术语“单个”将用以指示预期一个并且仅一个某物。类似地，其它具体整数值(例如“两个”)在预期具体数目的事物时使用。术语“优选地”、“优选”、“偏好”、“任选地”、“可能”和类似术语用于表示所提及的项目、条件或步骤是本发明的任选(即，非必需)的特征。除非另外说明，否则描述为“在a与b之间”的范围包括“a”和“b”的值。

虽然已参看本发明的特定实施例描述了本发明，但是将理解，此描述只是说明，而不应解释为限制本发明的范围。因此，本发明的范围和内容仅由所附权利要求书的项来限定。此外，应理解，除非另有说明，否则本文中论述的任何具体实施例的特征可以与本文中其它地方论述或设想的任何一或多个实施例的一或多个特征组合。

Claims (21)

1.一种形成轮胎的方法，所述方法包括：

提供被配置成模制轮胎胎面的模具，所述模具具有最外模制表面，其被配置成形成所述轮胎胎面的地面接合侧；以及轮胎沟槽形成元件，其从所述最外模制表面向内隔开并且具有朝向所述最外模制表面的刀口；以及浸没沟纹形成部分，其从所述刀口延伸，所述轮胎沟槽形成元件具有在横向于胎面厚度的方向上延伸的长度；

将未硫化轮胎胎面布置在所述模具内，所述轮胎胎面具有在深度方向上从所述最外模制表面延伸到模腔中的厚度，使得所述轮胎胎面的一部分布置在所述最外模制表面和所述轮胎沟槽形成元件之间；

模制布置在所述模具内的所述轮胎胎面以形成硫化模制胎面，所述硫化模制胎面具有从所述硫化模制胎面的地面接合侧延伸的厚度；以及

将所述轮胎胎面从所述模具中脱模，通过在朝所述最外模制表面的方向上牵拉所述轮胎沟槽形成元件时用所述刀口使所述硫化模制胎面的厚度裂开，使得所述轮胎沟槽形成元件形成轮胎沟槽，并且形成在所述硫化模制胎面的厚度内在所述地面接合侧下方隔开并且布置在所述轮胎沟槽下方的浸没沟纹，所述轮胎沟槽具有在横向于所述胎面厚度的方向上延伸的长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具进一步包含凹槽形成元件，其从所述最外模制表面向内延伸，使得在所述模制步骤中，所述凹槽形成元件在所述硫化模制胎面中形成凹槽，所述凹槽从所述地面接合侧延伸到所述硫化模制胎面的厚度中。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述轮胎沟槽形成元件可操作地附接到所述凹槽形成元件，使得在所述脱模步骤中，所述形成的轮胎沟槽从所述凹槽形成元件形成的所述凹槽延伸。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述轮胎沟槽形成元件与所述凹槽形成元件隔开，使得在所述脱模步骤中，所述形成的轮胎沟槽与所述凹槽形成元件形成的所述凹槽隔开。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述轮胎沟槽形成元件与所述凹槽形成元件和第二凹槽形成元件隔开，并且布置在所述凹槽形成元件和第二凹槽形成元件之间，借此在所述脱模步骤中，所述形成的轮胎沟槽与所述凹槽形成元件形成的所述凹槽和所述第二凹槽形成元件形成的第二凹槽隔开，并且布置在所述凹槽和所述第二凹槽之间。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其中通过从所述最外模制表面延伸的支撑元件将所述轮胎沟槽形成元件牢固地保持在期望位置中。

7.根据权利要求4所述的方法，其中通过从所述最外模制表面延伸的多个支撑元件将所述轮胎沟槽形成元件牢固地保持在期望位置中。

8.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述轮胎沟槽形成元件从所述凹槽形成元件悬挑。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其中所述刀口是锯齿状的边缘。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其中所述浸没沟纹形成部分具有泪珠形横截面，使得所述形成的浸没沟纹具有泪珠形横截面。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，其中所述形成的轮胎沟槽从所述轮胎胎面的所述地面接合侧延伸到所述浸没沟纹。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，其中所述轮胎沟槽形成元件的长度沿着非线性路径延伸，使得在所述脱模步骤中，所述轮胎沟槽形成元件形成具有沿着所述非线性路径延伸的长度的所述轮胎沟槽。

13.根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其中在所述模制步骤中将所述轮胎胎面粘合到轮胎。

14.一种模制轮胎，其包括：

一对侧壁，其径向向外延伸到所述轮胎的中心部分，所述对侧壁在所述轮胎的轴向方向上隔开；

轮胎胎面，其在所述对侧壁之间延伸，所述轮胎胎面具有从地面接合侧延伸到与所述轮胎的所述中心部分介接的底面的厚度；

轮胎沟槽，其包括在脱模操作期间形成的裂口，所述轮胎沟槽具有在横向于所述胎面厚度的方向上延伸的长度，并且具有横向于所述长度延伸并且从所述地面接合侧延伸到所述胎面厚度的深度中的厚度；以及

浸没沟纹，其在所述轮胎胎面的厚度内在所述地面接合侧下方隔开并且布置在所述轮胎沟槽下方。

15.根据权利要求14所述的轮胎，其中所述轮胎沟槽厚度基本上等于零。

16.根据权利要求14所述的轮胎，其中所述轮胎沟槽厚度等于或小于0.2mm。

17.根据权利要求14到16中任一项所述的轮胎，所述轮胎胎面进一步包含从所述地面接合侧延伸到所述胎面厚度中的凹槽，其中所述轮胎沟槽从所述凹槽沿着非线性路径在基本上横向于所述凹槽的长度的方向上延伸。

18.根据权利要求14所述的轮胎，所述轮胎胎面进一步包含从所述地面接合侧延伸到所述胎面厚度中的凹槽，其中所述轮胎沟槽在所述轮胎胎面中从所述凹槽隔开，并且其中所述轮胎沟槽在所述凹槽和第二凹槽之间隔开并且布置在所述凹槽和所述第二凹槽之间，所述第二凹槽从所述地面接合侧延伸到所述轮胎胎面的厚度中。

19.根据权利要求17或18所述的轮胎，其中所述轮胎胎面包含结合所述轮胎沟槽延伸到所述胎面厚度中的孔口，所述孔口的宽度大于所述轮胎沟槽。

20.根据权利要求14到19中任一项所述的轮胎，其中所述轮胎沟槽的长度沿着非线性路径延伸。

21.一种通过根据权利要求1到13中任一项所述的方法中的任一种方法形成的模制轮胎。