CN118043210A - 具有可变横截面的三维轮胎刀槽花纹 - Google Patents

具有可变横截面的三维轮胎刀槽花纹 Download PDF

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Abstract

本发明公开了具有带有可变横截面的三维轮胎刀槽花纹的轮胎的各个方面。在一个方面中，提供了一种具有刀槽花纹的轮胎，该轮胎包括：其中刀槽花纹是从轮胎的胎面表面径向向内延伸到轮胎中的三维刀槽花纹，其中刀槽花纹包括具有至少一个水平中点部分和至少一个水平峰部分的水平起伏部分，其中刀槽花纹包括在至少一个水平中点部分中具有竖直振幅VA1并且在至少一个水平峰部分中具有竖直振幅VA2的径向起伏部分，并且其中竖直振幅VA1大于竖直振幅VA2。

Description

具有可变横截面的三维轮胎刀槽花纹
背景技术
用于交通工具上的轮胎可包括以刀槽花纹为特征的胎面。轮胎胎面上存在刀槽花纹可产生更多表面边缘与路面啮合，这样可增大不良路况下的牵引力。例如，在结冰、积雪或潮湿的路况下，包括刀槽花纹的轮胎胎面的表现可优于不包括刀槽花纹的轮胎胎面。同样地，轮胎具有越多的刀槽花纹，其在不良路况下可表现出越好的牵引。
然而，向轮胎胎面花纹块加入刀槽花纹可降低花纹块刚度，这可导致轮胎中不期望的不规则磨损图案以及干燥路况(即，非不良路况)时轮胎性能的降低。增加轮胎胎面花纹块中的刀槽花纹的数量可能与该轮胎胎面花纹块的刚度的降低有关。
可能期望形成具有互锁形状的刀槽花纹，以恢复由于增加刀槽花纹的数量而在胎面花纹块中损失的刚度中的至少一些。可能期望使互锁刀槽花纹在其互锁区域中尽可能薄。这种构造可改善干燥表面上的制动性能。另外，对于具有深胎面深度的轮胎，刀槽花纹必须更深(并且因此刀槽花纹刀片更高)以实现期望的性能增强。因此，可能期望制造被构造成形成尽可能薄和/或尽可能高的刀槽花纹的刀槽花纹刀片，同时维持刀槽花纹刀片在轮胎模具内的耐久性。
所需要的是互锁轮胎刀槽花纹，其被构造成提供足够的花纹块刚度和/或制动性能，同时允许刀槽花纹刀片根据需要是薄和/或高的，同时维持刀槽花纹刀片在轮胎模具内的耐久性。
发明内容
在一个方面中，提供了一种具有刀槽花纹的轮胎，该轮胎包括：其中刀槽花纹是从轮胎的胎面表面径向向内延伸到轮胎中的三维刀槽花纹，其中刀槽花纹包括具有至少一个水平中点部分和至少一个水平峰部分的水平起伏部分，其中刀槽花纹包括在至少一个水平中点部分中具有竖直振幅VA1并且在至少一个水平峰部分中具有竖直振幅VA2的径向起伏部分，并且其中竖直振幅VA1大于竖直振幅VA2。
在另一个方面中，提供了一种具有刀槽花纹的轮胎，该轮胎包括：其中刀槽花纹是从轮胎的胎面表面径向向内延伸到轮胎中的三维刀槽花纹，其中刀槽花纹包括具有至少一个水平中点部分和至少一个水平峰部分的水平起伏部分，其中刀槽花纹包括在至少一个水平中点部分中具有竖直振幅VA1并且在至少一个水平峰部分中具有竖直振幅VA2的径向起伏部分，其中竖直振幅VA1大于竖直振幅VA2，其中竖直振幅VA1的值介于竖直振幅VA2的值和1.50mm之间，并且其中竖直振幅VA2的值介于0.00mm和竖直振幅VA1的值之间。
附图说明
附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，其示出了各种示例性构型，并只用于示出各种示例性实施例。在附图中，类似的元件具有类似的参考标号。
图1A示出了包括具有可变横截面的三维刀槽花纹120的胎面100的平面图。
图1B示出了三维刀槽花纹120的平面图。
图1C示出了沿图1B中所示的截面A-A截取的三维刀槽花纹120的剖视图。
图1D示出了沿图1B中所示的截面B-B截取的三维刀槽花纹120的剖视图。
图2A示出了具有竖直起伏部分236的三维刀槽花纹220的剖视图，该竖直起伏部分具有1.5个径向周期。
图2B示出了具有竖直起伏部分236的三维刀槽花纹220的剖视图，该竖直起伏部分具有2.5个径向周期。
具体实施方式
不用来在干燥光滑的表面上行驶的轮胎通常包括胎面花纹，胎面花纹包括至少一道沟槽、至少一个花纹条和/或多个胎面花纹块。被设计用于在恶劣条件下(包括例如积雪或结冰条件下)行驶的轮胎，其轮胎胎面可另外包括多条刀槽花纹。向轮胎胎面加入刀槽花纹，可在轮胎胎面中产生更多表面边缘用于与结冰或积雪的路面啮合。
增加刀槽花纹的长度(诸如提供具有三维图案的刀槽花纹)可增加可用于接合积雪、结冰和/或潮湿路面的切割边缘的量和长度。
在轮胎的侧向方向和轮胎的径向方向中的至少一个方向上为刀槽花纹提供三维图案可允许刀槽花纹的相对壁以高摩擦或锁定方式至少部分地彼此接合，以维持轮胎胎面花纹块或轮胎胎面花纹条的期望刚度。在轮胎胎面中保持特定水平的刚度可减轻或消除不规则磨损图案。在轮胎胎面中保持特定水平的刚度可改善轮胎的停止距离。在轮胎胎面中保持特定水平的刚度可改善轮胎的牵引。
提供在其互锁区域中尽可能薄的互锁三维刀槽花纹可能是有利的。因此，0.3mm或更小的刀槽花纹厚度(以及因此刀槽花纹刀片厚度)可提供有利的结果。此外，低于0.3mm的刀槽花纹厚度(以及因此刀槽花纹刀片厚度)可以是更有利的。
然而，用于形成具有期望的牵引同时保持期望的花纹块刚度的刀槽花纹的刀槽花纹刀片通常被制造得尽可能薄，这可导致刀槽花纹刀片耐久性问题。
图1A至图1D示出了具有可变横截面的三维刀槽花纹120。
图1A示出了轮胎胎面100，其具有胎面表面102和至少一个花纹条/花纹块行104、106、108、110，所述花纹条/花纹块行由至少一个凹槽112、114、116分开。至少一个花纹条/花纹块行104、106、108、110包括至少一个三维刀槽花纹120。至少一个花纹条/花纹块行104、106、108、110可包括至少一个槽118。
为了一致性，X轴沿轮胎的周向取向，Y轴沿轮胎的轴向取向，并且Z轴沿轮胎的径向取向。
图1B示出了三维刀槽花纹120的平面图。刀槽花纹120从胎面表面102径向向内延伸。刀槽花纹120可包括终端122，其可以是刀槽花纹120的轴向最外端。刀槽花纹120可包括水平起伏部分124。水平起伏部分124在延伸到终端122的水平非起伏部分126之间取向。
水平起伏部分124可在胎面表面102处形成波，该波可以是正弦波。水平起伏部分124可替代地是相对于彼此成角度并且通过曲线/圆角连接的线性元件。刀槽花纹120的水平起伏部分124包括水平峰部分128和水平中点部分130。在图1C中示出了刀槽花纹120在水平中点部分130处的剖视图(沿截面A-A截取)，然而在图1D中示出了刀槽花纹120在水平峰部分128处的剖视图(沿截面B-B截取)。刀槽花纹120的这些剖视图包括具有不同竖直振幅VA1、VA2的径向起伏部分136，如下文进一步描述的。
水平起伏部分124可具有表面厚度TS。表面厚度TS可在介于内部厚度TI的值(参见图1C和图1D)与1.50mm之间的范围内。表面厚度TS可介于0.05mm和1.50mm之间。表面厚度TS可以是0.60mm。
水平非起伏部分126的至少一部分可以与沟槽112、114、116相交，并且其中水平非起伏部分126可在刀槽花纹120的整个径向深度上包括等于表面厚度TS的刀槽花纹厚度。终端122可在刀槽花纹120的整个径向深度上包括等于表面厚度TS的刀槽花纹厚度。
水平起伏部分124可具有水平周期HP。水平周期HP可介于4.50mm和15.00mm之间。水平周期HP可以是7.50mm、6.64mm或10.40mm。
水平起伏部分124可具有水平振幅HA。水平振幅HA在水平峰部分128处从刀槽花纹120的中心线测量。水平振幅HA可介于1.50mm和3.50mm之间。水平振幅HA可以是2.40mm或2.11mm。
水平起伏部分124可具有在刀槽花纹120的中心线(例如，平行于水平非起伏部分126的中间并且沿该水平非起伏部分的中间纵向向下延伸的线)与水平中点部分130的中心线之间测量的水平角度A1。水平角度A1可介于35度和55度之间。水平角度A1可以是45度。
图1C示出了沿图1B中所示的截面A-A截取的刀槽花纹120，图1D示出了沿图1B中所示的截面B-B截取的刀槽花纹120。刀槽花纹120可包括径向外部部分132，该径向外部部分可包括在表面厚度TS与内部厚度TI之间过渡的倾斜壁，或者平行壁(其中TS＝TI)。刀槽花纹120可包括径向内部部分134，该径向内部部分可包括在内部厚度TI和基部厚度TB之间过渡的倾斜壁，或者平行壁(其中TI＝TB)。刀槽花纹120可包括在径向外部部分132与径向内部部分134之间取向的径向起伏部分136。径向内部部分134可具有圆形基部。
内部厚度TI可介于0.05mm和表面厚度TS之间。内部厚度TI可介于0.05mm和1.50mm之间。内部厚度TI可以是0.15mm或0.30mm。
基部厚度TB可以在介于内部厚度TI的值与1.50mm之间的范围内。基部厚度TB可介于0.05mm和1.50mm之间。基部厚度TB可以为0.60mm。基部厚度TB可等于表面厚度TS。
径向起伏部分136可形成波，该波可以是正弦波。径向起伏部分136可替代地是相对于彼此成角度并且通过曲线/圆角连接的线性元件。
刀槽花纹120的总深度D可介于4.50mm与20.00mm之间。深度D可以是6.30mm、6.80mm、6.70mm或11.18mm。
径向起伏部分136的第一径向向内峰可具有距胎面表面102介于约1.20mm与2.40mm之间的深度P1。深度P1可以为1.70mm。
径向起伏部分136可包括竖直周期VP。竖直周期VP可介于1.60mm和3.50mm之间。竖直周期VP可以为2.30mm或2.50mm。
具体参见图1C以及在水平中点部分130处的刀槽花纹120，径向起伏部分136可包括竖直振幅VA1。竖直振幅VA1可介于竖直振幅VA2与1.50mm之间。竖直振幅VA1可以为0.82mm或1.00mm。竖直振幅VA1大于垂直振幅VA2。
在水平中点部分130处的刀槽花纹120可包括具有半径R1的径向起伏部分136。半径R1可介于0.15mm和1.50mm之间。半径R1可以为0.15mm。
径向起伏部分136可具有在刀槽花纹120(例如，平行于径向、Z轴的线)与刀槽花纹120的中心线之间测量的径向角度RA1。该径向角度RA1可介于径向角度RA2与45度之间。径向角度RA1可以是41度。
具体案件图1D以及在水平峰部分128处的刀槽花纹120，径向起伏部分136可包括竖直振幅VA2。竖直振幅VA2可介于竖直振幅0.00mm与VA1之间。竖直振幅VA2可以为0.23mm或0.70mm。竖直振幅VA2小于竖直振幅VA1。
在水平峰部分128处的刀槽花纹120可包括具有半径R2的径向起伏部分136。半径R2大于半径R1。半径R2可以为0.63mm或4.45mm。
径向起伏部分136可具有在刀槽花纹120(例如，平行于径向、Z轴的线)与刀槽花纹120的中心线之间测量的径向角度RA2。径向角度RA2可介于0度和角度RA1之间。径向角度RA2可以为13度或4度。
在水平中点部分130和水平峰部分128之间，刀槽花纹120具有图1C和图1D中所示的介于两个刀槽花纹轮廓之间的平滑的、共混的过渡，其中竖直振幅在竖直振幅VA1和VA2之间过渡并返回。
图2A和图2B示出了具有竖直起伏部分236的三维刀槽花纹220的剖视图，该竖直起伏部分具有1.5个径向周期(图2A)和2.5个径向周期(图2B)。刀槽花纹220可从胎面表面202径向向内延伸并且可包括径向外部部分232、径向内部部分234和径向起伏部分236。
径向起伏部分236可包括一个或多个全周期部分240和/或一个或多个半周期部分242。径向起伏部分236可包括介于1.0个和8.0个之间的周期。径向起伏部分236可包括1.5个周期、2.5个周期或3.5个周期。
如本文中所述的变化的振幅(VA1和VA2)可用于改善用于制造刀槽花纹120、220的刀槽花纹刀片的强度，同时允许刀槽花纹刀片(和刀槽花纹120、220)的厚度最小化而不考虑刀片耐久性。用于制造刀槽花纹120、220的刀槽花纹刀片能够被制造成径向“更高”，其获得更深的总深度D，而不用考虑刀片耐久性。刀槽花纹120、220可表现出干制动的改善(相对于现有技术刀槽花纹的2.5％改善)和湿性能的改善(相对于现有技术刀槽花纹的2.0％改善)。
就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求书中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，该术语旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性用途。参见Bryan A.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995))。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在……中”或“到……中”而言，该术语旨在另外表示“在……上”或“到……上”。就在说明书或权利要求书中使用术语“基本上”而言，其旨在考虑制造中可达到或可靠的精确度。就在说明书或权利要求书中使用术语“选择性地”而言，其旨在指代部件的一种状况，在该状况下装置的使用者可以根据装置使用中的必要或需要而激活或停用该部件的特征或功能。就在说明书或权利要求书中使用术语“可操作地连接”而言，其旨在表示所识别的部件是以执行指定功能的方式进行连接的。如说明书和权利要求书中所用，单数形式“一个”，“一种”和“该”包括复数。最后，术语“约”与数字结合使用时，其旨在包括该数字±10％。换句话说，“约10”可意味着9至11。本文参考的笛卡尔坐标旨在符合SAE轮胎坐标系。
如上所述，虽然本申请已通过其各方面的描述进行了说明，并且虽然已相当详细地对各方面进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。其他优点和修改对于从本申请中获益的本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在更广泛的方面中，本申请不限于特定细节、所示出的示例性的实例，或任何涉及的装置。可以在不偏离总体发明构思的精神或范围的情况下偏离此类细节、实例和装置。

Claims (16)

1.一种具有刀槽花纹的轮胎，所述轮胎包括：
其中所述刀槽花纹是从所述轮胎的胎面表面径向向内延伸到所述轮胎中的三维刀槽花纹，
其中所述刀槽花纹包括水平起伏部分，所述水平起伏部分具有至少一个水平中点部分和至少一个水平峰部分，
其中所述刀槽花纹包括径向起伏部分，所述径向起伏部分具有在所述至少一个水平中点部分中的竖直振幅VA1和在所述至少一个水平峰部分中的竖直振幅VA2，并且
其中所述竖直振幅VA1大于所述竖直振幅VA2。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述竖直振幅VA1的值介于所述竖直振幅VA2的值与1.50mm之间。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述竖直振幅VA2的值介于0.00mm与所述竖直振幅VA1的值之间。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述径向起伏部分的厚度介于0.05mm和1.50mm之间。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述刀槽花纹包括与所述胎面表面相交的径向外部部分，其中所述径向外部部分的厚度大于所述径向起伏部分的厚度。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述刀槽花纹包括径向内部部分，其中所述径向内部部分的厚度大于所述径向起伏部分的厚度。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述径向起伏部分包括竖直周期，其中所述竖直周期介于1.60mm和3.50mm之间。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述径向起伏部分包括介于1.0个和8.0个之间的周期。
9.根据权利要求5所述的轮胎，其中所述刀槽花纹包括在所述水平起伏部分的每一侧上取向的水平非起伏部分，并且其中所述水平非起伏部分的厚度等于所述径向外部部分厚度。
10.一种具有刀槽花纹的轮胎，所述轮胎包括：
其中所述刀槽花纹是从所述轮胎的胎面表面径向向内延伸到所述轮胎中的三维刀槽花纹，
其中所述刀槽花纹包括水平起伏部分，所述水平起伏部分具有至少一个水平中点部分和至少一个水平峰部分，
其中所述刀槽花纹包括径向起伏部分，所述径向起伏部分具有在所述至少一个水平中点部分中的竖直振幅VA1和在所述至少一个水平峰部分中的竖直振幅VA2，
其中所述竖直振幅VA1大于所述竖直振幅VA2，
其中所述竖直振幅VA1的值介于所述竖直振幅VA2的值与1.50mm之间，并且
其中所述竖直振幅VA2的值介于0.00mm与所述竖直振幅VA1的值之间。
11.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述径向起伏部分的厚度介于0.05mm和1.50mm之间。
12.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述刀槽花纹包括与所述胎面表面相交的径向外部部分，其中所述径向外部部分的厚度大于所述径向起伏部分的厚度。
13.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述刀槽花纹包括径向内部部分，其中所述径向内部部分的厚度大于所述径向起伏部分的厚度。
14.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述径向起伏部分包括竖直周期，其中所述竖直周期介于1.60mm和3.50mm之间。
15.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述径向起伏部分包括介于1.0个至8.0个之间的周期。
16.根据权利要求12所述的轮胎，其中所述刀槽花纹包括在所述水平起伏部分的每一侧上取向的水平非起伏部分，并且其中所述水平非起伏部分的厚度等于所述径向外部部分厚度。
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