CN1968832A - 具有锯齿形刀槽花纹的轮胎胎面和用于模制该刀槽花纹的条带 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎胎面，该轮胎胎面采用以下设计，其包括多个由沟槽限定的呈块和/或肋形式的凸起元件(1)。根据本发明，多个凸起元件设有至少一个刀槽花纹，该刀槽花纹沿一平均取向定向，该平均取向被定义为穿过运行表面上的刀槽花纹的端部的直线与胎面的横向之间的角度。此外，每个刀槽花纹由橡胶混合物壁限界，并且包括至少两个具有不同于刀槽花纹的平均取向的部分，该平均取向相对于横向轴线测得。本发明的胎面的特征在于，在至少一些具有不同于该刀槽花纹的平均取向的所述部分中，在至少一个限定出刀槽花纹的壁上形成有至少一个突起(10)，所述突起将该刀槽花纹的宽度减小了其最大宽度(E)的至少50％。

Description

具有锯齿形刀槽花纹的轮胎胎面和用于模制该刀槽花纹的条带
技术领域
本发明涉及一种轮胎胎面，并且尤其涉及这种胎面设有的刀槽花纹(incision)。
背景技术
轮胎包括胎面，即径向向外的表面，其被称作滚动表面，并对应于在轮胎行驶过程中将与路面接触的轮胎表面。该胎面在其滚动表面上包括由凸起元件(elements in relief)、肋和/或块形成的胎面花纹，这些凸起元件、肋和/或块在横向和/或周向上由呈大体横向和/或周向取向的沟槽形式的切口彼此间隔。
为了可在尤其是由于水的存在而变得湿滑的地面上行驶，众所周知的是在胎面的胎面花纹的凸起元件中设置或多或少数量的刀槽花纹，即与沟槽的宽度相比具有较小宽度的切口(“沟槽”被理解为意指平均宽度大于或等于2mm的切口)。刀槽花纹对应于由彼此相对设置并由平均间距隔开的橡胶材料表面所限定的空间，当轮胎行驶时，该平均间距可作为轮胎中的刀槽花纹的位置的函数而变化。
存在大量刀槽花纹的总体优点在于，在限定出各刀槽花纹的表面与胎面的运行表面的相交处形成大量隆脊。
通常，在胎面的运行表面上开设有刀槽花纹的结果是降低了其中形成有所述刀槽花纹的胎面花纹元件的刚度，所述刀槽花纹具有被定义为穿过运行表面上的其端部的直线方向的平均方向。
基于此并考虑到具有大量由限定出该刀槽花纹的壁相交所形成的橡胶混合物隆脊的必要性，设有多个刀槽花纹的胎面显现出在其平行于和垂直于刀槽花纹的平均方向的方向上的刚度显著降低(当进入接触区时在与凸起元件的表面相切的力的作用下剪切刚度降低)。实践中，胎面可能包括多个刀槽花纹，所有这些刀槽花纹具有基本相同的取向。垂直于该取向，需要寻求适当的刚度水平。
众所周知，可以形成至少在一个方向上(在刀槽花纹的深度方向上或长度方向上，或者在两个方向上)其形状为波浪形或锯齿形的刀槽花纹。这种类型的刀槽花纹无论如何不会减小在垂直于刀槽花纹的平均方向的方向上的刚度变化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设有多个刀槽花纹的胎面，所述刀槽花纹形成很长的隆脊，同时限制了刚度的降低、尤其是在垂直于刀槽花纹的平均方向上的刚度的降低。
为此，根据本发明的胎面包括胎面花纹，在装配有所述胎面的轮胎的行驶过程中，所述胎面花纹的外侧部分形成用于与道路接触的运行表面，该胎面花纹由多个呈块和/或肋形式的凸起元件组成，这些胎面花纹元件由沟槽限定。此外，多个凸起元件设有至少一个其宽度小于所述沟槽的宽度的刀槽花纹，每个刀槽花纹以平均取向(从0°至90°)定向，该平均取向被定义为穿过运行表面上的刀槽花纹的端部的直线与胎面的横向(根据本发明，该方向对应于沿装配有该胎面的轮胎的旋转轴线的轴向)之间的角度。每个刀槽花纹由橡胶混合物壁限界，并包括至少两个部分，相对于横向测量，该至少两个部分的平均取向不同于该刀槽花纹的平均取向。该胎面的特征在于，在至少一个限定出该刀槽花纹的壁上，在至少一些具有不同于该刀槽花纹的平均取向的取向的所述部分中形成有至少一个突起，该突起将该刀槽花纹的宽度局部地减小了其最大宽度的至少50％，从而通过相互靠近产生限制沿与刀槽花纹的平均方向(或平均取向)垂直的方向的变形的接触。
优选地，该壁中的突起的总表面积最多等于该壁的总表面积的60％。
由于该刀槽花纹的几何构形，可以显著减小刀槽花纹的壁相对于所面对的壁的相对位移：当进入与道路接触的区域时，由于其宽度的局部减小，更有效地产生了刀槽花纹的闭合，同时保持了未完全闭合的刀槽花纹部分中的足够长度的隆脊。
“表面突起的总表面积”被理解为意指在同一表面上的所有突起的表面积的总和。突起的表面积对应于由所述突起的轮廓所限定的所述表面的表面积。
优选地，同一个壁中的突起分布在滚动表面与等于刀槽花纹的深度的60％的深度之间，所述刀槽花纹的深度自轮胎的外表面开始在所述壁上进行测量。
有利地，设有突起的壁与刀槽花纹的平均取向之间的角度至少等于15°。“壁的角度”被理解为意指由所述壁的运行表面上的轨迹所形成的角度。
一种有利的变型在于在刀槽花纹的同一部分的对置壁上设置彼此面对的突起。在另一种有利变型中，在具有与所述刀槽花纹的最大宽度相比减小的刀槽花纹宽度的同时，在面对包括至少一个突起的壁的壁上形成一中空部，当进行接触时所述突起将容纳于该中空部中，从而进一步减小由于存在刀槽花纹而引起的刚度变化。
在另一种变型中，在至少一些壁上设有粗糙区域，当所述壁进入与道路进行接触的区域而重新闭合时，所述粗糙区域增强了限制所述壁之间的相对运动的作用。例如，该粗糙区域可以呈多个尤其在刀槽花纹的深度方向(即在与轮胎的外表面上的刀槽花纹的轨迹形成90°角的方向)上或在任何其它方向上定向的沟槽和/或肋的形式。这些沟槽可以形成于限定该刀槽花纹的壁的部分表面上或形成于整个所述表面上。
本发明是有利的，因为此后可以在不对刚度造成过度降低的情况下设计出设有多个具有倾斜平均取向(即，其平均取向相对于轮胎的轴向或横向在15°和50°之间)的刀槽花纹的胎面花纹，其中所述刚度的过度降低对于某些类型的轮胎的预期性能、尤其是涉及客车轮胎时可能是有害的。
在另一种变型中，至少一些刀槽花纹由小平面限定，所述小平面进一步在胎面的厚度方向上具有不同的倾斜度；从沿垂直于刀槽花纹的平均方向的平面的剖视图中观察，所述小平面呈现出锯齿形或波浪形轨迹。有利的是，使这些小平面的一部分设有至少一个突起，该至少一个突起局部地将该刀槽花纹的宽度减小至少50％，该小平面中的突起的总表面积最多等于小平面的总表面积的60％。从制造用于模制刀槽花纹的条带的角度以及从抵抗模制力的角度来看，该实施方案尤其有利：这是因为尽管存在大量的模制操作并且尤其在小厚度(小于0.6mm)条带的情况下，重要的是能够保持条带的几何形状。
本发明还提供了一种用于模制刀槽花纹的具有平均厚度的条带，所述条带包括多个用于在第一方向XX’上形成波浪形或锯齿形以及在第二方向YY’上形成波浪形或锯齿形的部分，第二方向YY’垂直于第一方向XX’，该条带包括将刀槽花纹的厚度减小至少50％的中空部分。
一种用于获得这种刀槽花纹的方法例如包括：形成条带并去除适当量的金属，以形成用于在胎面上模制突起的中空部分，以及随后通过冲压赋予其大体锯齿形。由此形成的中空部分被用于模制刀槽花纹的小宽度部分的非常细薄的薄片所封闭。
附图说明
本发明的其它特征和优点将从以下参照附图给出的描述中变得显而易见，这些附图通过非限制性例子的方式示出了本发明的实施方式。
图1示出了根据本发明包括刀槽花纹的胎面的胎面花纹元件的表面。
图2示出了在轮胎与地面接触时的与图1相同的视图。
图3示出了用于模制根据本发明的刀槽花纹的条带的一种变型。
图4示出了沿图3的IV-IV线剖开的截面。
图5示出了根据本发明的刀槽花纹的一种变型实施例。
图6示出了包括多个根据本发明的另一变型的刀槽花纹的肋。
具体实施方式
在图1中，以平面视图方式示出了根据本发明的凸起元件(胎面花纹块)的接触表面2。该接触表面2形成所述胎面的滚动表面的一部分。从图中可以看到具有平均取向XX’的刀槽花纹4的轨迹3，该平均取向XX’与胎面的横向(该方向与当胎面安装到轮胎上时的旋转轴线的方向相同)形成0度角。
“轨迹”被理解为意指在运行表面上与橡胶混合物壁的隆脊41、42基本上等距离地延伸的假想线，所述橡胶混合物壁限定出刀槽花纹并与接触表面2相交。
在所示情况下，该轨迹3在胎面的厚度中保持不变；这意味着该轨迹在任何胎面磨损状态(新的、半磨损状态)下均是相同的。
轨迹3包括具有与刀槽花纹的平均取向XX’相同的取向的端部5、6和与所述平均取向XX’形成45°角的中间部分7、8、9。
在限定出刀槽花纹4且该刀槽花纹4的轨迹形成运行表面上的中间部分7、8、9的每个壁上设有以70％的量级减小刀槽花纹的宽度(或等同于厚度)的突起10。这里刀槽花纹的最大宽度E为0.6mm，而在其窄部处的最小宽度e为0.2mm。
图2示出了当进入与道路的接触区时的同一刀槽花纹4：将会注意到，在包括至少一个突起10的壁上，在相互面对(对置)的壁之间发生接触，由于随后将所述壁之间产生的摩擦力的作用，其使得可以在不同于刀槽花纹的平均方向的方向上增大剪切刚度并由此在垂直于该刀槽花纹的所述平均方向XX’的方向上恢复或重获其刚度。
图3示出了用于模制根据本发明的刀槽花纹的条带100。该金属条带100具有0.6mm的平均最大厚度E(该厚度基本上与利用该条带模制的刀槽花纹的宽度相等)。该条带100在两个主要方向上具有大体锯齿形几何形状。第一方向XX’对应于在运行表面上利用该条带模制的刀槽花纹的轨迹的方向；第二方向YY”对应于与第一方向XX’垂直的方向，并且相当于利用条带100模制的刀槽花纹位于其中的胎面的厚度方向。利用该条带100模制的刀槽花纹在该胎面上具有锯齿形轨迹，并且在胎面的深度方向上也具有锯齿形状。
所示出的条带100沿XX’方向包括由标号101至106标引的连续的六个部分。每个条带部分自身沿YY’方向由连续的小平面(facet)形成，在这些小平面之间形成除180°以外的角度。
在非常示意性地示出的该例子中，各部分101、102、103、104、105、106的第一小平面用于固定在模具中，其它小平面用于在胎面中模制刀槽花纹。在中央部分103和104的小平面上，已经机加工出凹槽或中空区域110，从而使得具有小厚度的金属薄片111被保留，以便模制窄的刀槽花纹部分。该薄片111的厚度小于0.1mm，或甚至小于0.05mm。优选地，凹槽的表面积最多等于在其上形成该凹槽的条带部分的表面积的50％(在本例子中为30％的量级)。
图4示出了沿如图3所示的条带100的IV-IV线的截面。所选定的该截面穿过凹槽110。这种类型的条带的一个优点在于，可以局部获得非常小的厚度(小于0.1mm)，同时保持条带100的总刚度，其足以允许在橡胶材料的胎面中进行大量的刀槽花纹模制。该优点在沿YY’方向(胎面的厚度方向)具有波浪形状或锯齿形状的条带的情况下尤其有吸引力，该条带由此对模制力尤其敏感。
为了获得这种条带，采用以下步骤：
-机加工形成金属板，该金属板具有期望条带的平均厚度，并且在一定位置处设有至少一个中空部分，同时保留厚度小于所述板的最大平均厚度的50％的金属薄片；
-以大体条带形状成形设有至少一个中空部分的金属板，该条带沿两个不同的方向(例如，沿两个彼此垂直的方向)包括多个波浪或锯齿。
在图5中以平面视图示出了位于胎面的运行表面上具有平均取向XX’和大体圆柱形几何形状(该圆柱的轴线基本上垂直于滚动表面)的刀槽花纹的轨迹20。方向XX’与胎面的横向形成0度角。在胎面厚度(即垂直于图中的平面)的范围内，刀槽花纹呈现出限制相对表面的相对运动的波浪形。
该呈圆弧形式的轨迹包括两个中间部分22、24，该中间部分22、24在该刀槽花纹的对应部分上具有与刀槽花纹的其它部分(端部部分21、25，中央部分23)相比减小的宽度。在所示出的情况下，中间部分22、24在运行表面上具有呈10°～30°之间的取向的轨迹(“取向”在此被理解为意指由在所述部分的任何点处的切线所形成的角度)。
在图6所示的根据本发明的另一种刀槽花纹变型中，该刀槽花纹包括两个圆柱状部分，该两个圆柱状部分沿着彼此的延伸部设置以在胎面的运行表面上形成S形轨迹20’。该刀槽花纹的平均取向对应于穿过所述刀槽花纹的端点的直线XX’。该轨迹20’包括三个与两个区域22’和24’的宽度相比具有减小的宽度的区域21’、23’、25’，两个区域22’和24’被限定为这样的区域，其中在轨迹的任何点处的切线与刀槽花纹的平均方向XX’形成小角度或甚至0度(“小”在此被理解为意指小于10°)。平均方向XX’与胎面的横向(即垂直于胎面的纵向的方向)相同。
当然，本发明不限于已经描述和示出的例子，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变化。

Claims (9)

1.一种轮胎胎面，其包括胎面花纹，在装配有所述胎面的轮胎的行驶过程中，所述胎面花纹的外侧部分形成用于与道路接触的运行表面，该胎面花纹由多个呈块和/或肋形式的凸起元件(1)组成，该凸起元件(1)由具有一定宽度的沟槽限定，多个凸起元件(1)设有至少一个刀槽花纹(4)，该刀槽花纹(4)具有小于该沟槽的宽度的最大宽度(E)，每个刀槽花纹(4)以平均取向(XX’)定向，该平均取向(XX’)被定义为穿过该运行表面上的刀槽花纹的端部的直线与该胎面的横向之间的角度，每个刀槽花纹(4)由橡胶混合物壁限界，并包括至少两个部分，相对于该横向测量，该至少两个部分的平均取向不同于该刀槽花纹的平均取向，该胎面的特征在于，至少在一些具有不同于该刀槽花纹的平均取向的取向的所述部分中形成有至少一个突起(10)，该突起(10)将该刀槽花纹的宽度局部地减小了其最大宽度(E)的至少50％，以允许至少在胎面与道路接触时相对壁之间的摩擦接触。
2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，一个壁中的突起的总表面积最多等于该刀槽花纹的壁的总表面积的60％。
3.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，设有突起的壁与该刀槽花纹的平均取向之间的角度至少等于15°。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的胎面，其特征在于，至少一些限定出刀槽花纹的壁设有粗糙区域，该粗糙区域增强了限制所述壁之间的相对运动的作用。
5.根据权利要求4所述的胎面，其特征在于，在至少一个限定出刀槽花纹的壁上，该粗糙区域包括多个相对于该运行表面上的刀槽花纹的轨迹大致以90°定向的肋。
6.根据根据权利要求1至5中任一项所述的胎面，其特征在于，其包括多个刀槽花纹，该刀槽花纹的平均取向(XX’)与该横向形成在15°和50°之间的角度。
7.根据根据权利要求1至6中任一项所述的胎面，其特征在于，从沿垂直于该刀槽花纹的平均取向的平面的截面中观察，至少一个壁设有突起的该刀槽花纹具有锯齿形状。
8.一种用于模制如权利要求1-7所述的刀槽花纹的具有平均厚度(E)的条带(100)，该条带(100)包括多个沿第一方向(XX’)形成波浪形或锯齿形和沿第二方向(YY’)形成波浪形或锯齿形的部分，该第二方向(YY’)垂直于该第一方向(XX’)，该条带(100)包括将该刀槽花纹的厚度减小至少50％的中空部分。
9.一种用于获得条带(100)的方法，该条带(100)用于模制根据权利要求1至7所述的胎面中的刀槽花纹，该方法的特征在于，其包括以下步骤：
-机加工形成金属板，并且在一定位置处设置至少一个中空部分，同时保留厚度小于所述板的最大平均厚度的50％的金属薄片；
-根据该条带(10)的大体形状成形设有至少一个中空部分的金属板，该条带(10)沿两个不同方向包括多个波浪部或锯齿部。
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