專利名稱：輪胎胎面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輪胎胎面，更具體地說，本發(fā)明涉及一種設(shè)計用于在有雪、冰或濕的表面上行駛的輪胎胎面。
背景技術(shù)：
這種胎面?zhèn)鹘y(tǒng)上帶有條狀花紋或花紋塊的立體部件，通過橫向和/或周向溝槽，這些部件在周向和/或橫向方向上彼此間隔。橫向方向定義為與輪胎旋轉(zhuǎn)軸平行的方向；橫向方向在子午面中。周向方向與橫向方向垂直，并對應(yīng)于縱向方向。立體部件由一個形成胎面的局部表面的表面、以及至少一個相對于工作表面垂直或傾斜的側(cè)面所限定。更概括地說，立體部件包括至少兩個表面，對應(yīng)于圓剖面的立體部件的一個單面。
這樣的一個胎面一般還包括切口或細(xì)縫花紋，這些花紋的寬度不為零，但要比上述花紋溝的寬度小得多。通過在工作表面上制造許多切割開口而產(chǎn)生用來切分可能存在于地面上的水層的多條橡膠凸棱，以這樣的方式使輪胎和地面保持接觸，并通過這樣的方式形成空腔，這些空腔可以形成通道，用來容納和移除存在于輪胎和地面的接觸面之間的水。
針對改善輪胎對地面的抓著力這一課題，已經(jīng)提出了許多類型的切口。
文件FR 2 418 719具體描述了一種切口，該切口可以垂直于胎面的表面或相對傾斜于垂直于所述表面的方向。
文件FR 791 250描述了胎面表面上帶有波浪線的切口。
然而，增加切口的數(shù)目可能會導(dǎo)致胎面剛性的下降，這樣對輪胎的性能會產(chǎn)生不利的影響，更不用說對抓著力性能的影響。胎面的剛性應(yīng)被理解為在和地面接觸的區(qū)域里，胎面承受壓力和剪切力組合作用下的剛性。
眾所周知，實(shí)際上，針對改善輪胎對地面的抓著力這一課題，需要優(yōu)選接觸表面，也就是說接觸表面應(yīng)該盡可能地大。為此，需要提供在徑向方向上和地面接觸的靈活性。另一方面，由于大量切口的存在而導(dǎo)致的縱向或橫向方向上剛性的降低，將傾向于減小該接觸面積。
實(shí)際上，已經(jīng)注意到由于諸如驅(qū)動轉(zhuǎn)距或剎車轉(zhuǎn)距引起的剪切力會導(dǎo)致胎面花紋部件傾倒。這種傾倒導(dǎo)致接觸面積減小，從而導(dǎo)致降低抓著力。
為了彌補(bǔ)在縱向上以及可能在橫向上的剛性損失，已經(jīng)有建議提供自鎖類型的葉片，也就是在徑向壓力下相互靠置的葉片，從而使縱向和橫向上的剛性得到增加。
文件EP 0 282 765具體描述了在整個深度上呈點(diǎn)劃線或波浪線的切口。當(dāng)受到徑向壓力時，切口的壁相對靠近地移動，促進(jìn)了縱向剛性的增加，所述壁之間的重疊產(chǎn)生了自鎖效果。
文件FR 2 722 144也具體描述了一種切口，每個切口壁包括立體區(qū)域，該區(qū)域由如以前設(shè)計的突起和凹陷形成，用以在縱向壓縮下重疊。這種重疊提高了縱向和橫向上的剛性。
為了優(yōu)化接觸表面，還需要使用低模量的混煉膠，以降低徑向剛性。然而，在半成品的制造上使用的工業(yè)方法限制混煉膠模量的選擇，而且不允許使用從可壓縮性來考慮的優(yōu)選模量。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的發(fā)明人的目的是制造出一種包括切口的胎面，該胎面應(yīng)用在設(shè)計用來在有雪、冰或濕的表面上行駛的輪胎上，該胎面的抓著力性能優(yōu)于上述產(chǎn)品，更具體地說，其接觸表面是被優(yōu)化的，縱向和橫向上的剛性也優(yōu)于上述產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種包括立體部件的輪胎胎面，其包括至少一個側(cè)面；至少一個立體部件，該立體部件帶有至少一個沿著平均平面定義的切口；該胎面包括至少兩個定位在平均方向的橫向孔，橫向孔穿過所述的立體部件并平行于切口的平均平面，所述橫向孔開向立體部件的至少一個側(cè)面，至少兩個橫向孔位于切口的平均平面的一側(cè)和同側(cè)。
在定義中，根據(jù)本發(fā)明的橫向孔是穿過立體部件的孔，該孔并不通向所述立體部件的工作表面。換句話說，組成所述立體部件的材料把橫向孔和工作表面隔開。當(dāng)胎面磨損后，橫向孔將露出于胎面的表面，這時該橫向孔不被視為針對本發(fā)明目的的橫向孔。
穿過立體部件的橫向孔的存在使得在徑向壓力之下的縱向變形增加，因此促進(jìn)切口壁之間彼此移得更近。這種相向移動導(dǎo)致所述壁相互靠置的速度更快，并使得縱向剛性和橫向剛性得以增加。
根據(jù)本發(fā)明的變化實(shí)施例，橫向孔的每個末端通向所述立體部件的一個側(cè)面。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例提供了至少兩個橫向孔，在切口的高度方向分布。
立體部件優(yōu)選帶有沿著彼此平行的平均平面定義的至少兩條切口。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，橫向孔的平均方向和胎面的周向方向形成非零角度。根據(jù)本發(fā)明的這個實(shí)施例，可以通過用例如在文獻(xiàn)EP 0 925 907中的所述工業(yè)方法制造輪胎。根據(jù)這種類型的方法，用針狀物或指狀物形成橫向孔，這些針狀物在輪胎的硫化過程中在縱向表面上穿過胎面。為了本發(fā)明的目的，這些針狀物可以由用來形成縱向花紋溝的部件支撐或引導(dǎo)。
然而，本發(fā)明還包括平均方向和胎面的周向方向平行的橫向孔，比如其開口通向花紋塊的橫向表面的橫向孔。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，橫向孔的平均方向和胎面的表面基本平行。在磨損過程中，這樣的一個實(shí)施例使得胎面表面上會出現(xiàn)新的橫向凸棱，這些新的凸棱是對原有切口的補(bǔ)充。因胎面表面被磨損，使得橫向孔露出表面，從而產(chǎn)生了這些新的凸棱。在地面上存在水層時，這些新的凸棱自然會有助于輪胎抓著力的有效性。
在本發(fā)明的一個具體用于在有雪、冰或濕的表面上行駛的輪胎的變化實(shí)施例中，切口大致沿著子午面限定。因?yàn)榍锌诘哪康氖怯猛估馇蟹炙畬?，所以將其布置在行駛方向的橫向上是最好的。
根據(jù)該變化實(shí)施例，本發(fā)明的橫向孔也形成在橫向方向上。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，橫向孔的截面面積在0.75和5mm2之間。這樣的尺寸特別和上面描述的方法相匹配。若小于該尺寸，由于橫向孔數(shù)量太大，能帶來所需的效果這些橫向孔的加工，將導(dǎo)致用來生產(chǎn)所述橫向孔的工具過度擁擠，使制造非常困難。而若大于該尺寸，在胎面被磨損使橫向孔露出表面后，橫向孔可能損害輪胎的正常功能，特別是在噪音方面。
橫向孔可以具有出不同形狀的剖面，具體地說，可以是多邊形，也可以是橢圓形。橫向孔的剖面優(yōu)選為圓形；在胎面的壓縮過程中得到的孔的變形，導(dǎo)致橫向上的變形更容易。剖面的直徑優(yōu)選在1到2.5mm之間。
橫向孔的體積優(yōu)選大于立體部件的體積的20％。
根據(jù)本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例，切口是自鎖類型的。這些切口可以是例如上述的各種切口；這些切口可以是例如在整個深度上呈點(diǎn)劃線或波浪線。這些切口可以為這樣的類型，其每個壁包括由突起和凹陷形成的立體區(qū)域，或者在整個高度上變化厚度的切口。根據(jù)本發(fā)明的此類切口和橫向孔的組合，通過增加胎面的縱向變形來增進(jìn)切口的各壁之間的相對運(yùn)動，其中這些切口的自鎖效果可提高剛性，消除了各壁相對另一壁滑動的危險。
根據(jù)本發(fā)明，橫向孔還優(yōu)選在至少等于切口深度的高度上分布。這樣的優(yōu)選實(shí)施例允許在輪胎的整個使用壽命中保持根據(jù)本發(fā)明獲得的抓著力特性，也就是說，根據(jù)本發(fā)明的這個特性可以得到保持，無論輪胎的磨損如何。
在本發(fā)明的一個變化實(shí)施例中，在一個立體部件里的兩條切口之間，橫向孔沿著相互平行并和切口的平均平面平行的至少兩個平面分布?？椎倪@樣一種分布將使得切口的數(shù)目減少，因此獨(dú)立于可壓縮性的增加而可以改善縱向剛性。實(shí)際上，如上所述，孔將在胎面表面上產(chǎn)生凸棱，該凸棱實(shí)現(xiàn)類似于切口所具有的功能；因此可以減少胎面上切口的數(shù)目，孔將取而代之。因?yàn)榍锌跀?shù)目減少了，相對于具有更多數(shù)量的切口的胎面而言，縱向剛性得以增加。
橫向孔還優(yōu)選從一列徑向偏向另一列，因此橫向孔這樣分布以至各橫向孔從一個平面到另一平面的走向呈Z字形。這樣的一種構(gòu)造特別允許在工作表面上出現(xiàn)的凸棱的數(shù)目充分并且基本不變。而且，從一列到相鄰列的所述橫向孔的中心在徑向上的間隔距離，優(yōu)選小于所述相鄰橫向孔的半徑之和。


通過結(jié)合附圖1-5來閱讀以下對本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明其它的優(yōu)選細(xì)節(jié)和特性將變得更為清晰，附圖中圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)部件在胎面橫向方向上的正視圖；圖2為圖1的結(jié)構(gòu)部件在壓縮狀態(tài)下在胎面橫向方向上的正視圖；圖3為本發(fā)明的第二結(jié)構(gòu)部件在胎面橫向方向上的正視圖；圖4為本發(fā)明的第三結(jié)構(gòu)部件在胎面橫向方向上的正視圖；圖5為本發(fā)明的第四結(jié)構(gòu)部件在胎面橫向方向上的正視圖。
為了簡化理解，示圖沒有按比例繪制。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了輪胎胎面的立體結(jié)構(gòu)部件或花紋塊1的局部。圖中僅示出所述花紋塊1的上部，表面2對應(yīng)于胎面。通常，這樣的立體結(jié)構(gòu)部件或花紋塊1，由縱向花紋溝以及基本和行使方向相對、也就是說基本和輪胎旋轉(zhuǎn)軸平行的花紋溝所限定。這些縱向和橫向花紋溝具體而言是用來容納和排出地面上可能存在的水。
圖1是沿著輪胎旋轉(zhuǎn)軸觀察所得的視圖，也就是說觀察者的視線橫向于箭頭3所示的行使方向?；y塊1包括貫穿其至少一部分高度上的切口4?；y塊1特別是用來在胎面2的表面上形成凸棱5，以增強(qiáng)輪胎在潮濕表面上的抓著力，所述的輔助凸棱允許更頻繁地切分地面上的水層。圖1中的切口4通過本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的方法來制造，從而形成折線。本發(fā)明當(dāng)然不局限于這樣的切口，而是可以應(yīng)用于任何類型的切口。所示的切口具有可自鎖和有助于提高縱向剛性的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，獨(dú)立于本發(fā)明，由于花紋塊1的剪切，當(dāng)輪胎旋轉(zhuǎn)的時候，這些切口的幾何形狀導(dǎo)致當(dāng)各壁彼此相互接近時各壁彼此之間的鎖定，以及縱向方向上切口壁之間的鎖定。當(dāng)然還存在其它自鎖類型的切口，比如說在它們整個深度上呈波狀線的切口。切口也可以是這樣的類型其各壁包括由多個突起和凹陷形成的立體區(qū)域；或在其高度范圍內(nèi)厚度可變的切口。在專利申請F(tuán)R 2 722 144和FR 2 804905中，具體闡述了這些類型的切口。
圖1還顯示了根據(jù)本發(fā)明的橫向孔6，該橫向孔6大致平行于切口4以及輪胎的旋轉(zhuǎn)軸，橫向穿過花紋塊1。橫向穿過花紋塊1的橫向孔6的存在產(chǎn)生了各種功能。
首先，橫向孔6增加了花紋塊的可壓縮性；因此，當(dāng)胎面的給定區(qū)域和地面接觸形成接觸面時，由于地面對所述花紋塊1的擠壓而造成的應(yīng)力，在所述區(qū)域的各種花紋塊1中存在的橫向孔允許花紋塊1產(chǎn)生更大的縱向變形。因此可以觀察到切口4的壁彼此移得更為靠近，這樣和上述提到的那樣相比，它們接觸時的剪切力更低?；y塊1的縱向剛性得到增加，從而限制所述花紋塊1可能的剪切。地面和胎面之間的接觸面積因此得到優(yōu)化，增加了輪胎的抓著力。
圖2示出通過由箭頭9所示的外力作用，胎面和地面相接觸情況下的壓縮，其中的外力由花紋塊1的表面2所承受。橫向孔6的存在和它們的變形允許橡膠混合物的變形，導(dǎo)致切口4的壁彼此移得更近。
在一種稍后將談到的設(shè)置中，橫向孔6的布置高度大致與切口4的深度相等，由此上述的功能在輪胎的整個使用壽命周期中都能有效地實(shí)現(xiàn)，亦即，毋須考慮輪胎的磨損情況。
此外，胎面的磨損導(dǎo)致了橫向孔6的另一個功能；出現(xiàn)在胎面表面上的諸如圖1中的孔7，形成了胎面表面上的凸棱8。因?yàn)闄M向孔6穿過所述的花紋塊1并基本平行于切口4和輪胎的旋轉(zhuǎn)軸，這些凸棱8和由切口4形成的凸棱5基本平行，并在花紋塊1的整個寬度上延伸。這些凸棱8在輪胎的磨損過程中形成的切點(diǎn)，幫助凸棱5并有助于提高輪胎的抓著力性能。它們的存在將特別允許減少切口4的數(shù)量，因此在這些切口間的空隙可以更大，從而允許設(shè)置更多的橫向孔6，或使橫向孔6的分布范圍更寬。
而且，由于除了孔7之外，橫向孔6不通向胎面，胎面被灰塵阻礙或堵塞的危險很小。因此可以確保它的功能持久。
橫向孔6的最后功能與輪胎的制造有關(guān)。在傳統(tǒng)的制造方法中，在輪胎的硫化時，穿過胎面設(shè)置具有所需切口形狀的葉片。硫化后，所述葉片和所述模具一起被取出，但這時困難產(chǎn)生了，特別是對于自鎖類型的切口而言。如上所述，這種自鎖類型的切口當(dāng)和根據(jù)本發(fā)明的橫向孔相結(jié)合時具有特別的重要性。實(shí)際上，自鎖類型的切口的形狀需要橡膠化合物可變形，這樣橫向孔6的存在就成為一個有利條件，因?yàn)闄M向孔6的存在允許在對輪胎無損害的前提下獲得這種變形。在實(shí)施中，這些橫向孔的制造需要特別的工具，諸如針狀物，其在硫化前穿進(jìn)橡膠化合物。因?yàn)檫@些工具工作在胎面的縱向表面上，必須在打開模具取出葉片之前拿出這些工具，從而在取出葉片時橫向孔是中空的，以允許橡膠混合物的變形。
例如，就圖1和2而言，形成折線的切口6關(guān)于花紋塊1的兩連續(xù)切口6相位相反。根據(jù)所得的結(jié)果，這樣的構(gòu)造對于增加縱向剛性是特別有益的，但是從模具取出很難。橫向孔6將有助于脫模。
在圖1和圖2中，從正面看，橫向孔6在花紋塊1的兩條切口4之間以三列分布，這些列以徑向定位并和切口的主方向大致平行。每列中每兩個橫向孔間的間隔在三列中均相同。橫向孔6從一列到另一列的位置是這樣的，在兩條切口4之間的設(shè)有橫向孔6的區(qū)域，沒有連續(xù)的縱向橡膠胎面；這種設(shè)置可以消除基本不可變形的局部橡膠區(qū)域。換句話說，至少在花紋塊1的高度上，或更精確地說，在對應(yīng)于切口4的高度上，這種布置允許獲得基本一致的縱向變形。
這樣的結(jié)果不是用例如圖3和圖4的構(gòu)造獲得的。實(shí)際上，這些圖表示了在兩連續(xù)切口之間沒有任何橫向孔的區(qū)域。
圖3示出花紋塊10的縱向表面上的正視圖，并示出了兩條切口12之間，在一列中的橫向孔11的有規(guī)則的間隔分布。另一方面，這種分布表示了橫向孔的更加一致的分布，也就是說，橫向孔相對于切口的相對位置都是相似的。換句話說，橫向孔11對于切口12壁的相對移動的影響，對于每個橫向孔都是一樣的。
圖4是表示花紋塊13的縱向表面的正視圖，該花紋塊13包括分布在各切口15之間的橫向孔14。在圖4中，表示了與圖3所示特性相同的三列分布。實(shí)際上，橫向孔14的分布使得它們在所有切口高度上對切口15的壁的影響是相似的。
圖5示出在花紋塊16的切口18之間的橫向孔17的分布，該花紋塊16結(jié)合了前述各圖中的各種布置所具有的特性。在此，橫向孔分布在五列上，這樣一來，首先，如圖1和圖2中那樣，在兩個切口18之間沒有連續(xù)的橡膠區(qū)域。
其次，如在圖3和圖4中那樣，橫向孔對花紋塊16的可壓縮性以及對切口18的壁的相對移動的影響，在所述切口的整個深度上是類似的。
本發(fā)明的上述各種在包括切口的花紋塊里的橫向孔的分布的實(shí)例，并不應(yīng)視為限制條件；橫向孔的數(shù)目和它們的分布將由本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要來決定。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的橫向孔的形狀并不僅限于圓柱形；首先，正如上面已經(jīng)提到的那樣，根據(jù)本發(fā)明的橫向孔的剖面可以為任何類型。此外，發(fā)明還提供能構(gòu)成螺旋幾何形狀的橫向孔。當(dāng)和其每個壁包括立體區(qū)域的切口相結(jié)合時，其中該立體區(qū)域由整個高度上設(shè)置的突起和凹陷形成、或者由在整個高度上厚度變化的切口形成，橫向孔的這樣的實(shí)施例具有重要意義。在花紋塊或立體部件的橫向方向上，螺旋形式的橫向孔允許該橫向孔對切口施加基本一致的作用。從制造的角度，產(chǎn)生螺旋幾何形狀的橫向孔的工具定位不是一個問題，該操作在硫化前執(zhí)行。至于硫化后工具的撤出，本發(fā)明可以方便地提供一種機(jī)械化裝置，該裝置允許工具的撤出通過工具的旋轉(zhuǎn)來執(zhí)行，而不冒損害輪胎的危險。
本發(fā)明描述了切口和側(cè)通孔的組合，其中側(cè)通孔基本平行于在花紋塊里或輪胎胎面的立體部件里的所述切口的平均平面。本發(fā)明的這種組合，對于在由于各種不同原因?qū)е碌某睗癖砻嫔闲旭偟妮喬サ淖ブΦ母纳?，具有特別的意義。首先，根據(jù)本發(fā)明橫向孔的存在使得輪胎胎面的可壓縮性得到改善；因和地面持續(xù)接觸時的剪切而導(dǎo)致的胎面變形得以減小，從而增加了與地面的接觸面積，增進(jìn)了輪胎的抓著力。而且，優(yōu)選定位在和胎面表面平行的方向上的橫向孔，在被磨損之后在胎面表面上產(chǎn)生出新的凸棱，這些新的凸棱協(xié)助切口對地表面上的水層進(jìn)行切分，從而改善輪胎抓著力。
權(quán)利要求
1.一種具有立體部件的輪胎胎面，包括至少一個側(cè)面；至少一個立體部件，該立體部件設(shè)有沿著平均平面限定的至少一條切口，其特征在于該胎面包括至少兩個以平均方向定向的橫向孔，所述橫向孔穿過所述立體部件并大致平行于切口的平均平面，其中橫向孔通向立體部件的至少一個側(cè)面，且其中至少兩個橫向孔位于切口的平均平面的一側(cè)和同側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的胎面，其特征在于橫向孔的每個末端通向所述立體部件的一個側(cè)面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的胎面，其特征在于至少兩個橫向孔在切口的高度方向上分布。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于立體部件具有至少兩條沿著彼此平行的平均平面限定的切口。
5.如上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于橫向孔的平均方向和胎面的周向方向形成非零的角度。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于橫向孔的平均方向和胎面表面大致平行。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于切口大致沿著子午面限定。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于橫向孔的截面面積在0.75和5mm2之間。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于橫向孔的剖面是圓形的，且其直徑在1和2.5mm之間。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于橫向孔的體積大于立體部件的體積的20％。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于切口是自鎖類型的。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于橫向孔在至少等于切口深度的高度上分布。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于在一個立體部件中，且在兩條切口之間，橫向孔分布在沿著大致相互平行且與切口的平均平面相平行的至少兩個平面上。
14.如權(quán)利要求13所述的胎面，其特征在于橫向孔的分布使得它們從一個平面向另一個平面的走向呈Z字形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎胎面，更具體地說，本發(fā)明涉及一種設(shè)計用來在有雪、冰或濕的表面上行駛的輪胎胎面。根據(jù)本發(fā)明，包括多個立體部件(1)的胎面具有至少一個側(cè)面；至少一個所述立體部件，帶有至少一個沿著平均平面限定的切口(4)，另外，本發(fā)明的胎面包括至少兩個沿著平均方向定位、且貫穿所述立體部件的橫向孔(6)，所述橫向孔大致平行于切口的中心線。根據(jù)本發(fā)明，所述橫向孔通向立體部件的至少一個側(cè)面，而且切口的中心線的同一側(cè)設(shè)有至少兩個橫向孔。
文檔編號B60C11/00GK1558835SQ02818823
公開日2004年12月29日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月27日
發(fā)明者J·梅里諾·洛佩茲, J 梅里諾 洛佩茲 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司