CN107614289A - 双拱顶凸面轮胎的胎面区块或胎面肋 - Google Patents

Abstract

不同尺寸的第一拱顶和第二拱顶堆叠在轮胎的肋或胎面区块的表面上，一个拱顶在另一个拱顶的顶上。较低的第一拱顶跨越了胎面的较大区域。在一个实施方式中，第一拱顶覆盖整个胎面区块或者横向地延伸穿过肋。上部的第二拱顶位于第一拱顶的顶部并且仅跨越了第一拱顶的一部分。拱顶要么是同心的要么是偏移的，或者可以是椭圆形的，该椭圆形的长轴定向成对于特定的胎面区块或肋的几何形状被优化。该椭圆形的长轴可定向成平行于或垂直于胎面区块或肋的刚度的轴线。

Description

双拱顶凸面轮胎的胎面区块或胎面肋

背景技术

本申请要求于2015年3月23日提交的美国临时申请序列号62/137,019的优先权益，其全部内容通过引证明确地并入本文。

本公开涉及轮胎，并且更具体地涉及控制轮胎的胎面区块或胎面肋中的正常(normal)应力分布。通过减小某些区域的正常应力，诸如胎面肋/胎面区块边缘，不规则的磨损可以减少。

先前已经提出了用于拱顶形胎面区块或胎面肋的设计。这些设计已经取得了一些成功。

然而，需要存在关于控制应力的进一步改进，具体是在诸如胎面肋或胎面区块的某些区域中。

发明内容

不同尺寸的第一拱顶和第二拱顶堆叠，在肋或胎面区块的表面上，一个拱顶在另一个拱顶的顶上。较低的第一拱顶跨越了胎面的较大区域。在一个实施方式中，第一拱顶覆盖了整个胎面区块或者穿过肋横向地延伸。上部的第二拱顶位于第一拱顶的顶部并且仅跨越了第一拱顶的一部分。

第一拱顶和第二拱顶具有凸起的轮廓。

第一拱顶和第二拱顶的中心要么是同心的要么是偏移的。

拱顶形状可以是椭圆形的，其中椭圆的长轴定向成使得长轴对于特定的胎面区块或肋的几何形状被优化。

例如，椭圆的长轴可以平行于或垂直于胎面区块或肋的刚度的轴线定向。

第一拱顶和第二拱顶的半径相对于彼此成角度。

第一拱顶的半径可以大于肋或胎面区块的横向宽度的一半。

第一拱顶和第二拱顶的至少一个的半径可以大于胎面区块的周向长度的一半。

至少第一拱顶可以具有基本上椭圆形的构造，并且至少第一拱顶的长半径可以要么大于胎面的周向长度的一半，要么大于胎面区块的宽度的一半，并且至少第一拱顶的短半径可以要么大于胎面区块的周向长度的一半，要么大于胎面区块的宽度的一半中的另一个。

本公开的主要益处是控制穿过胎面区块或肋的应力分布的能力。

另一个优点在于减少了胎面区块或肋的边缘处的应力，以及减少了不规则磨损的可能性。

通过控制第二拱顶开始和结束的位置，以及通过具有与第一拱顶和第二拱顶相关联的两个半径的不同组合，双拱顶结构允许应力分布的更大控制。

应力分布所增加的控制还可以通过具有两个半径的不同组合来实现。

双拱顶构造允许不对称分布，其中简单地通过将第二拱顶偏离第一拱顶定位，胎面区块或肋的一侧可以具有与另一侧不同的压力分布。

通过阅读和理解下面详细的描述，本公开的益处和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是双拱顶肋或胎面区块的横截面视图。

图2是图1中使用的附图标记的定义的表。

图3是使用双拱顶特征的胎面/肋的立体图。

图4是使用具有非同心拱顶的双拱顶特征的胎面区块的顶视图。

图5是使用双拱顶特征的胎面区块的立体图。

图6是使用具有椭圆拱顶形状的双拱顶特征的胎面区块的顶视图。

图7是使用具有偏角椭圆(off-angle ellipses)的双拱顶特征的胎面区块的顶视图。

图8是双拱顶的各种特征的代表性尺寸和相对尺码的表。

具体实施方式

本公开涉及轮胎，并且更具体地涉及轮胎胎面，以及形成道路接合表面的轮胎胎面的部分。除非另有说明，在本文中使用的轮胎和轮胎胎面相关联的典型术语，其具有其常见含义或理解，诸如“轴向的”或“横向的”定义为与轮胎的旋转轴线对准或平行的方向，并且“周向的”定义为接合地面或道路表面的轮胎的外表面(胎面)的曲线方向。为了本公开的目的，本文所用的术语“拱顶”旨在描述并包括由一个或多个半径形成的局部的大致为曲线的或球体形的表面，例如由半径形成的圆形或球形拱顶，通过具有不同半径尺寸的长轴和短轴形成的椭圆拱顶，或它们的组合。在本公开中，拱顶凸起形状的，从轮胎胎面的地面接合表面的其余部分向外延伸的平滑轮廓的表面，具体地是从胎面花纹的周向延伸肋向外延伸或从胎面区块向外延伸。

开始转到图1-图4，示出了轮胎100的一部分，即形成轮胎的地面或道路接合表面的至少一部分的一部分轮胎胎面102。轮胎胎面102在轮胎100的肩部之间的道路接合表面上延伸，并且包括肋110和凹槽112(周向的)、114(横向的)，该凹槽可以从轮胎的一个胎面花纹变化到轮胎的另一个胎面花纹。特定胎面102与本公开无关；然而，本公开与轮胎100周围周向延伸的单个肋110结合使用，其中肋通过周向凹槽112分开。同样地，本公开可应用于沿着胎面102周向地(沿着周向以重复的花纹)和横向地限定的单个轮胎区块116。

为了便于理解，图2中标识的以及在其它各种附图中使用的下列参考标记在下面重复以便于参考：

A＝从拱顶1的边缘到拱顶2开始的位置的距离

B＝从拱顶1的相对的边缘到拱顶2结束的位置的距离

E＝从胎面区块的边缘到拱顶1开始的位置的距离

F＝从胎面区块的相对的边缘到拱顶1结束的位置的距离

D1＝拱顶1的宽度

D2＝拱顶2的宽度

C1＝胎面区块的边缘到拱顶1的中心的距离

C2＝胎面区块的边缘到拱顶2的中心的距离

H1＝拱顶1在标称轮廓表面上方的高度

H2＝拱顶2在标称轮廓表面上方的高度

R1＝拱顶1的半径

R2＝拱顶2的半径

W＝胎面区块或肋在横向方向上的宽度

与图4相关联的下列参考标记也可以这样，或者以后在图7中描述：

X1＝到拱顶1的中心点的周向距离

C1＝到拱顶1的中心点的横向距离

X2＝到拱顶2的中心点的周向距离

C2＝到拱顶2的中心点的横向距离

U＝拱顶1的长轴相对于周向方向的角度

V＝拱顶2的长轴相对于周向方向的角度

L＝胎面区块在周向方向上的长度

轮胎胎面102包括在周向方向上延伸并且通过凹槽112在横向方向上分开的肋110。肋110可以是周向连续的或者由通过大致横向延伸的凹槽114分开并且一起形成肋的单独的胎面区块116组成。如在背景技术中简要提及的，现有设计已经在胎面区块116或胎面肋110的道路接合表面上采用了拱顶形状。通过在胎面肋110或胎面区块(多个胎面区块)116的道路接合表面上采用双拱顶组件或特征，本公开是对这种设计的改进。

更具体地，第一拱顶130设置在肋/胎面区块110/116的道路接合表面上。第一拱顶130具有凸起的轮廓，即第一拱顶从肋/胎面区块110/116的道路接合表面向外突出。例如，如图4所示，第一拱顶130具有通常为圆形的周边，即具有恒定的半径R1，并且在图1和图4中示出为基本上在肋/胎面区块110/116的整个道路接合表面上延伸。第一拱顶130的平滑轮廓的表面构造是可期望的，以减少当轮胎100旋转并且肋/胎面区块接合道路表面(未示出)时，将在肋/胎面区块110/116中产生的应力集中。预期的是，第一拱顶130的整个周边或外边缘可以包含在肋/胎面区块110/116(例如，图1)的周边内，或者替代地，半径R1可以大于从肋/胎面区块的边缘到第一拱顶的中心(例如，图4)测量的距离C1，使得第一拱顶平滑的球形轮廓延伸到肋/胎面区块的周边边缘。图4中示出的虚线表示了从中心测量的第一拱顶130的外周边的假设的轨迹。显然的，尺寸C1小于第一拱顶130沿着图4所示的肋/胎面区块110/116的那些边缘的实质部分(其沿着周向凹槽112的侧壁在周向方向上延伸)的半径R1的尺寸，以及小于第一拱顶沿着肋/胎面区块的那些边缘的所减少的部分(其沿着横向凹槽114的侧壁在横向方向上延伸)的半径R1的尺寸。然而，再次地，肋/胎面区块110/116的边缘的这些部分的具体尺寸可以是颠倒的，相同的或更大或更小的尺寸，而不脱离本公开的范围和意图。

此外，第二拱顶140设置并位于第一拱顶130的顶部。也就是说，第二拱顶140也具有凸起的轮廓，即第二拱顶从肋/胎面区块110/116的第一拱顶130向外突出，并因此限定了大于第一拱顶(图1)的高度H1的高度H2。例如，如图4所示，第二拱顶140具有通常为圆形的周边，即具有恒定的半径R2。第一拱顶和第二拱顶130，140的中心可以是同心的或者可以在周向上和/或横向上彼此偏移(即，非同心的)。预期的是，第二拱顶140将可具有基本上小于第一拱顶130的周长的外周边，尽管在某些情况下，第二拱顶的外周边可以仅略小于第一拱顶的外周边。

在替代的实施方式中，第一拱顶和第二拱顶130，140的一个或两个可具有不同的或变化的半径，使得第一拱顶和第二拱顶的任一个或两个可以是非球形拱顶，该非球形拱顶仍然保持平滑轮廓外形的，通常为曲线或球体状表面所期望的特征，该表面解决与肋/胎面区块110/116相关联的应力分布问题。作为示例，图5和图6示出了均具有通常为椭圆形构造的第一拱顶和第二拱顶230，240。其它先前描述的特征使用“200”系列的附图标记，例如，图1中的横向凹槽114现在表示为图5和图6中的横向凹槽214。如图所示，每个椭圆形拱顶230，240的长轴在周向方向上延伸，而这些拱顶230，240的每一个的短轴在横向方向上延伸。第一拱顶230的长轴和短轴的尺寸大于胎面区块216的周向尺寸和横向尺寸，从而基本上，胎面区块的整个道路接合表面区域具有平滑轮廓外形的且大致为曲线或球体的构造。第二拱顶240的长轴和短轴的尺寸均小于胎面区块216的周向尺寸和横向尺寸，尽管还应当理解的是，至少一个轴可以具有大于位于下面的第一拱顶230或胎面区块的根本(underlying)尺寸的尺寸。此外，在图5和图6所示的实施方式中，第一拱顶和第二拱顶230，240的长轴和短轴彼此对齐。

在图7中，第一拱顶和第二拱顶330，340是椭圆形的，但是第一拱顶的长轴和短轴布置成相对于胎面区块的周向方向和横向方向成一定角度(大于0度且小于90度)，并且同样地布置成相对于另一个第二拱顶340的长轴和短轴成不同的角度。因此，角度U表示第一拱顶330的长轴相对于轮胎300的周向方向的角度，而角度V表示第二拱顶340的长轴相对于轮胎的周向方向的角度。当然，角度U或V可以是相同的或者不同的。其它先前描述的特征使用“300”系列的附图标记，例如，图1中的横向凹槽114现在表示为图7中的横向凹槽314。

图8是表示肋/胎面区块110/116的宽度W，各自的第一拱顶和第二拱顶各自的宽度D1，D2，各自的第一拱顶和第二拱顶各自的高度H1，H2，从胎面区块的边缘到各自的第一拱顶和第二拱顶的中心各自的距离C1，C2，从胎面区块的边缘到各自的第一拱顶和第二拱顶的中心各自的周向距离，以及椭圆形的第一拱顶和第二拱顶的长轴的角度U、V的潜在范围的相对参数中优选的、最小的和最大的尺寸的表。

还将理解的是，为了便于说明和描述，本公开的双拱顶特征仅在附图中选定的肋或胎面区块示出，但是本领域的技术人员将理解的是，双拱顶特征可以在轮胎的一些或所有肋/胎面区块上使用。

总之，本公开示出并描述了圆形/椭圆形的第一拱顶覆盖具有居中和偏移两种的圆形/椭圆形第二拱顶(该第二拱顶仅跨越第一拱顶的一部分)的肋/胎面区块。双拱顶控制穿过区块的应力分布。因此，胎面区块边缘和肋具有的磨损减少。通过有效地将第二拱顶偏心/定角的定位或通过定位椭圆形拱顶的轴线，压力分布可以设计来减少磨损。还应当理解的是，肋/胎面区块构造可以互换成任何胎面花纹类型，包括完全没有花纹的光滑轮胎胎面。对于拱顶特征本身来说，通过产生应力分布的变化来用作牵引机构是可能的。在球形拱顶的情况下，第一拱顶和第二拱顶的中心位置可以彼此独立，并且以稍微相似的方式，椭圆的主轴线可以相对于胎面的几何形状成角度以及相对于彼此成角度。具有球形拱顶(第一拱顶或第二拱顶的任何一个)和椭圆形拱顶(分别为第二拱顶或第一拱顶的其中一个的另一个)的组合也是可能的。通过第一拱顶和第二拱顶选择性的设计，轮胎的肋/胎面区块的正常应力分布可以控制。通过减小某些区域的正常应力，诸如胎面肋/块的边缘，不规则的磨损可以减少。双拱顶特征允许通过控制第二拱顶或上拱顶开始和结束的位置以及通过具有半径的不同组合来更好地控制应力分布。双拱顶特征的使用还有利地允许不对称分布，其中简单地通过将第二拱顶定位为与第一拱顶偏心，肋/胎面区块的一侧可以具有与肋/胎面区块的另一侧不同的压力分布。类似地，利用椭圆形拱顶的长轴的定向允许相对于具体的胎面区块几何形状的优化，例如，椭圆的长轴可以平行于或垂直于胎面区块的刚度的轴线定向。

该书面描述使用示例来描述本公开，包括最佳模式，并且还使得本领域任何技术人员能够制作和使用本公开。本公开可取得专利的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员所想到的其它示例。如果它们具有与权利要求的文字语言相同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质差异的等同的结构要素，则这些其它的示例将旨在权利要求的范围内。此外，本公开旨在寻求对组件和/或步骤的组合的保护，以及原始提出的用于检查的权利要求的组合，以及在诉讼期间寻求对组件和/或步骤的其它组合和权利要求的组合的潜在保护。

Claims (20)

1.一种轮胎，包括：

用于所述轮胎的轮胎胎面的胎面区块或肋；

不同尺寸的第一拱顶和第二拱顶，设置在所述胎面区块或所述肋的与道路接合的第一表面上，其中，所述第一拱顶布置在所述第一表面上，并且所述第二拱顶位于所述第一拱顶的顶部。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶具有凸起的轮廓。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶的中心是同心的。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶的中心相对于彼此偏移。

5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶的至少一个具有基本上椭圆形的构造。

6.根据权利要求5所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶的半径相对于彼此成角度。

7.根据权利要求6所述的轮胎，其中，所述半径的至少一个相对于所述轮胎的周向转动方向具有大于零且小于九十度的角度。

8.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶的半径相对于彼此成角度。

9.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述半径的至少一个相对于所述轮胎的周向方向具有大于零且小于九十度的角度。

10.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶的半径大于所述肋或所述胎面区块的横向宽度的一半。

11.根据权利要求10所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶的至少一个的半径大于所述胎面区块的周向长度的一半。

12.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶和所述第二拱顶的至少一个的半径大于所述胎面区块的周向长度的一半。

13.根据权利要求1所述的轮胎，其中，至少所述第一拱顶具有基本上椭圆形的构造，并且至少所述第一拱顶的长半径大于所述胎面区块的周向长度的一半和所述胎面区块的宽度的一半中的一个，并且至少所述第一拱顶的短半径大于所述胎面区块的周向长度的一半和所述胎面区块的宽度的一半中的另一个。

14.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶在所述第一表面的标称轮廓上方的高度范围为从0.002"至0.008"。

15.根据权利要求14所述的轮胎，其中，所述第二拱顶在所述第一表面的标称轮廓上的高度范围为从0.004"至0.015"。

16.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶的宽度尺寸范围为所述肋或所述胎面区块的宽度的50％至500％。

17.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第二拱顶的宽度尺寸范围为所述第一拱顶的宽度的10％至95％。

18.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶的半径均大于所述胎面区块的宽度尺寸和周向尺寸。

19.根据权利要求18所述的轮胎，其中，所述第二拱顶的半径均小于所述胎面区块的所述宽度尺寸和所述周向尺寸。

20.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述第一拱顶的半径均大于所述胎面区块的宽度尺寸和周向尺寸，并且所述第二拱顶的半径均小于所述胎面区块的所述宽度尺寸和所述周向尺寸。