具有带盲微纹沟的周向纹沟的卡车轮胎的制作方法

1.本发明的主题涉及一种具有提高的整体磨损寿命和/或滚动阻力的卡车轮胎。更具体的，本技术涉及一种用于卡车的长途转向轮胎，该转向轮胎具有周向纹沟，周向纹沟具有在取向上呈现出方向性的盲微纹沟。


背景技术：

2.重型商用车辆轮胎的制造商在提高这些轮胎(特别是转向轮胎)的磨损寿命方面历来面临挑战，因为不规则磨损的出现将导致这些轮胎提前退役。增加磨损寿命的尝试包括通过减少刻纹中的肋纹(rib)数量来增加侧向刚度。然而，由于失去了胎面纹沟，这种修改会导致湿牵引性能下降。为保护转向轮胎免于不规则磨损而实施的一个设计特征是在肋纹边缘使用小的、有方向性的微纹沟。虽然这些微纹沟通过减少边缘应力来保护肋纹边缘，但由于垂直载荷，它们会引入纵向力。这些肋纹边缘要么在胎面的两个侧端，要么与轮胎的牺牲肋纹相邻，而轮胎的牺牲肋纹又在胎面的两个侧端。牺牲肋纹的高度与包括微纹沟在内的肋纹边缘的高度不同。
3.已知将周向纹沟设置在轮胎的连续肋纹中。此外，已知包括全宽侧纹沟，侧纹沟从这些周向纹沟延伸到胎面的相邻周向槽。这些全宽侧纹沟能有效地产生定向耦合力以保护胎面。然而，全宽侧纹沟也更容易出现脚跟/脚趾不规则磨损和其他局部磨损形式。尽管人们知道提高轮胎磨损寿命的机制，但它们要接受至少一个相关的性能权衡。因此，在所属技术领域中仍有变化和改善的空间。
附图说明
4.参考附图，本说明书中阐述了涉及本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开(包含其最佳实施方式)，其中：
5.图1是重型卡车轮胎的透视图。
6.图2是图1的胎面的正视图。
7.图3是图1的轮胎的特写前视图。
8.图4是根据另一示例性实施方式的胎面的一部分的透视图。
9.图5是图4的胎面的特写前视图。
10.图6是胎面的一部分的特写透视图，示出了胎面外表面以下的内部特征。
11.图7是周向纹沟和微纹沟的特写透视图，示出了这些特征在外表面以下的部分。
12.图8是沿着周向纹沟截取的胎面的一部分的透视横截面图。
13.图9是沿着周向纹沟截取的胎面的一部分的正面剖视图。
14.在不同的图中使用相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
具体实施方式
15.现在将详细参考本发明的实施方式，附图中示出了实施方式的一个或多个实施
例。每个实施例都是通过解释本发明的方式提供的，并且不意味着对本发明的限制。例如，作为一个实施方式的部分所例示或描述的特征可以与另一实施方式一起使用以产生第三实施方式。其意在包括这些和其它的修改和变化。
16.本发明提供了一种用于重型卡车轮胎58的胎面10，胎面有肋纹26，周向纹沟20位于肋纹中。多个微纹沟22在横向方向14上从周向纹沟20的内侧和外侧延伸。微纹沟22可以相对于横向方向14有一定的角度，使得它们从周向纹沟20延伸出来，以便在纵向和横向方向12、14都有延伸的部分。另外，微纹沟22可以相对于厚度方向16有一定的角度，使得微纹沟22同样在纵向方向12和厚度方向16都有延伸的部分。具有微纹沟22特征的周向纹沟20提高了胎面10的整体磨损寿命，同时保持湿牵引性能。肋纹26不是胎面10的块状物，而是围绕轮胎58完全360度延伸的特征，没有被纹沟或其他开口分开。
17.图1示出了轮胎58，这是重型卡车轮胎58。在这点上，轮胎58不是设计用于汽车、摩托车或轻型卡车(有效载荷容量小于4000磅)，而是为重型卡车(如18轮车、垃圾车或箱式卡车)设计并且与重型卡车一起使用的。轮胎58可以是转向轮胎、驱动轮胎、拖车轮胎或全轮位轮胎。轮胎58包含外胎60，胎面10设置在胎体上。胎面10可以与外胎60一起制造并形成为新轮胎58，或者胎面10可以是翻新带，其在外胎60已经用于形成翻新轮胎58之后在某个点附接到胎体60上。这里示出和描述的所有设计都是这种情况。它们都可以是全新轮胎58的胎面设计，也可以是用于翻新轮胎58的胎面10的胎面设计。轮胎58的中心轴穿过外胎60的中心延伸，轮胎58的横向方向14与中心轴平行。轮胎58的径向方向16(也称为厚度方向16)垂直于中心轴线，并且胎面10在厚度方向16上位于比外胎60远离中心轴线。胎面10在轮胎58的周向方向12(也称为纵向方向12)上围绕整个外胎60延伸，并环绕中心轴线360度。胎面10包括形成胎面花纹的一系列沟槽和肋纹。滚动胎面宽度在横向方向14上从胎面10的一个肩胎面边缘62延伸到相对的肩胎面边缘64滚动胎面宽度表示通过轮胎58的正常操作接合地面的胎面10的部分，并且肩胎面边缘62、64可以接合地面以及这些位置之间在横向方向14上的区域。
18.胎面10可以是轮胎58或翻新带的一部分，这部分经过生产并随后附接到外胎60以形成翻新轮胎58。相同的胎面花纹可以在胎面10的整个纵向长度上重复。参照图2和图3，胎面10包括许多周向肋纹和沟槽。存在两个内部肋纹26和70，这两个内部肋纹由周向槽28隔开，这些特征在纵向12上围绕整个轮胎58。存在两个另外的胎肩肋纹72和74，这两个胎肩肋纹同样在纵向12上围绕整个轮胎58，并通过另外的周向槽与内部肋纹26、70分开。牺牲肋纹66与胎肩肋纹72相邻，牺牲肋纹68与胎肩肋纹74相邻。牺牲肋纹66和68的高度在厚度方向16上并不与胎肩肋纹72、74的高度相同。在这方面，牺牲肋纹66、68的高度在厚度方向16上小于胎肩肋纹72、74的高度。两个内部肋纹26、70和两个胎肩肋纹72、74的高度在厚度方向16上都是一样的。同样，这个厚度方向16可以被称为径向方向16，使得从轮胎58的轴向中心到胎面10的外表面48的内部肋纹26、70和胎肩肋纹72、74的距离都是一样的。牺牲肋纹66、68的存在是为了减少胎面10的不规则磨损。周向切口将牺牲肋纹66、68与它们相邻的胎肩肋纹72、74分开。在具有牺牲肋纹66的周向切口处，胎肩肋纹72中存在微纹沟，但在此周向切口处，牺牲肋纹66中不存在微纹沟。同样，在具有牺牲肋纹68的周向切口处，胎肩肋纹74中存在微纹沟，但在此周向切口处，牺牲肋纹68中没有微纹沟。
19.胎面10的纹沟(例如与圆周肋纹26相邻的一对周向槽28、30)的宽度为2毫米或更
大。纹沟是胎面10的特征，是胎面10内较小的切口，其宽度比纹沟的宽度小。这些纹沟(例如微纹沟22)宽度小于2毫米。尽管四个肋纹26、70、72、74与两个牺牲肋纹66、68一起存在，但根据其他实施方式，可以存在任何数量的肋纹，在这些其他实施方案中，可以存在也可以不存在两个牺牲肋纹66、68。胎面10是定向的，使得其被设计用于轮胎58的正向旋转，但是胎面10在其他示例性实施方式中不必是定向的。滚动方向18是胎面10在纵向方向12上被设计旋转的方向。胎面10的各种特征可以被布置成当胎面10沿滚动方向18旋转时，相对于与滚动方向18相反，胎面10的不规则磨损性能特征得到改善。这种改善通常会导致移除里程(removal mileage)增加，因为不规则磨损的轮胎58可能在达到正常移除胎面深度或磨损条之前就被移除。这些方向性特征中的一些可以是胎面10内的纹沟和沟槽的角度。
20.从图2中可以看出，周向纹沟20所在的肋纹26在横向方向14的整个长度上具有相同的高度。周向纹沟20将肋纹26分成两半，这两半中的每一半都具有在厚度方向16上与轮胎中心58的距离相同的外表面48。然而，由于轮胎58的充气，外表面48可能弯曲。应该理解的是，当说到外表面48的高度/距离时，它们可以通过从平坦胎面带的底部到外表面48对平坦胎面带进行测量来测量。可替代地，当两个外表面48或任何其他数量的表面被描述为在厚度方向16上处于同一高度时，它们被描述为在这些表面48之间没有胎面10的深度偏移。因此，在图示的实施方式中，在横向方向14上没有横跨周向纹沟20的胎面深度偏移或台阶，使得在周向纹沟20两侧的两个外表面48之间没有胎面深度台阶或偏移。很可能的情况是，当充气时，轮胎58的外表面48在横向方向14的不同位置处在厚度方向16上具有多个高度，但这些表面48之间没有偏移或台阶，如果将胎面10从胎体60上拆下来测量，它们都会表现出相同的高度。
21.将周向纹沟20和微纹沟22放入该肋纹中与将微纹沟放入胎肩肋纹72、74中是有区别的，因为这些胎肩肋纹72、74与牺牲肋纹66、68相邻，这些牺牲肋纹的外表面48在厚度方向16的高度与胎肩肋纹72、74的外表面48在厚度方向16的高度不同。周向纹沟20可以位于侧面方向14的肋纹26的中点，以便肋纹26的相等部分在侧面方向14上位于周向纹沟20的内侧和外侧。
22.图4示出了胎面10在透视图中的一个部分，在胎面10的外表面48上有一系列的箭头，以向用户指示滚动方向18。滚动方向18的标记可以额外或可替代地放在外胎60上或在胎面边缘62、64。内部肋纹26有一个沿其整个长度的周向纹沟20，使周向纹沟20在纵向方向12上围绕其中心轴360度环绕整个轮胎58。多个微纹沟22在周向纹沟20的两侧从周向纹沟20延伸，使得微纹沟22在横向方向14上从周向纹沟20的内侧和外侧延伸。周向纹沟20具有主体32，该主体位于外表面48，并延伸到胎面10的内部。周向纹沟20在主体32下端还具有泪滴(teardrop)34，泪滴在胎面10内，并且在厚度方向16上最接近轮胎58的中心。另一个内部肋纹70具有与内部肋纹26内的纹沟按照相同方式排列的周向纹沟和微纹沟。不需要描述这些特征20、22在内部肋纹70中的布置，因为参照内部肋纹26所讨论的对它们的描述也适用。胎肩肋纹72、74和牺牲肋纹66、68不包括具有微纹沟的类似周向纹沟，但是根据其他示例性实施方式，可以包括一个或多个这些肋纹。
23.图5示出了胎面10的一部分的前视图，其中位于两个周向槽28、30之间的肋纹26是可见的。周向纹沟20是直的，在纵向12上呈直线延伸。微纹沟22与周向纹沟20接合，并位于周向纹沟20在横向方向14的两侧。周向纹沟20和微纹沟22都存在于外表面48并延伸到胎面
10的内部。微纹沟22被布置成使得在周向纹沟20的相对两侧的微纹沟不是交错排列，而是在纵向12的相同位置。根据其他示例性的实施方式，微纹沟22也可以交错排列。微纹沟22的形状是线性的，从周向纹沟20延伸，但有圆形的末端24。在其他布置中，微纹沟22具有线性形状，没有圆形的末端24。所有的微纹沟22可以以相同的方式排列，即它们都有相同的形状和大小，并且相对于横向方向14都有相同的角度。
24.微纹沟22是盲沟，因为它们从周向纹沟20延伸出来，在到达纹沟28、30或仅仅是肋纹26的内部以外的任何其他特征之前，终止于胎面10中。微纹沟22不是延伸到整个肋纹26的全宽纹沟。如果周向纹沟20位于横向方向14的肋纹26的正中间，使得肋纹26的一半在周向纹沟20的内侧，而肋纹26的另一半在周向纹沟20的外侧，则微纹沟22在横向方向14的肋纹26的总宽度中延伸不到一半。周向纹沟20可以位于肋纹26的中间，使得肋纹26的两半在横向方向14上具有彼此相同的长度。微纹沟22产生耦合力以减少或消除不规则磨损。
25.在胎面10的外表面48，并在厚度方向16上延伸到至少大部分的微纹沟22的深度，微纹沟22相对于横向方向14是有角度的。具体地，微纹沟22是有角度的，使得它们在从周向纹沟20延伸时，在横向方向14上具有延伸部分，在纵向方向12上具有延伸部分。周向纹沟20在接合点38处的外表面48与微纹沟22接合。横向参考线36在横向方向14上延伸，并穿过这个接合点38。微纹沟22从接合点38延伸到其末端24。表面延伸线40是在外表面48上的一条线，这条线从接合点38延伸穿过末端24。如果微纹沟22是波浪形或弯曲的或具有不规则的形状，表面延伸线40仍将是从接合点38延伸到末端24的直线。
26.表面延伸线40与横向参考线36成角度56排列。角度56被测量成使得其小于90度，因为这个角度56也可以可替代地被测量为大于270度。微纹沟22被布置成使得其在纵向方向12上从周向纹沟20延伸的部分与滚动方向18的部分相反。虽然只有微纹沟22被描述为具有角度56，但从周向纹沟20延伸出来的所有微纹沟22都可以具有这些特征，并且都可以以相同的方式排列。在周向纹沟20的另一侧的微纹沟22也同样以相同的方式排列，并且在纵向12上具有与滚动方向18相反的延伸部分。胎面12中的其他微纹沟，例如图5中所示的内部肋纹70中的微纹沟，在纵向12上的延伸部分与滚动方向18的方向相同。
27.微纹沟22在横向方向14上的延伸长度可以通过在横向方向14上从末端24到周向纹沟20的直线测量来测量。另外，通过从横向方向14的接合点38到末端24的横向位置画一条直线可以测量跨越肋纹26的延伸，这条线不一定在末端24上，但如果微纹沟22有角度的话，正好在其横向位置。在横向方向14上的延伸长度可以是2毫米到10毫米。如果延伸的长度小于这个范围，那么微纹沟22就不能有效地提供不规则的磨损保护。如果延伸的长度大于这个范围，则更宽的微纹沟22会使肋纹26过于灵活，并且降低磨损性能。微纹沟22在横向方向14上优选的延伸长度为4至6毫米。
28.微纹沟22在横向方向12上的间距(有时被称为密度，因为它决定了每一长度的数量)也会影响不规则磨损性能的降低。如果微纹沟22的间距很小，则微纹沟22将会不坚固，如果间距太大，则微纹沟22将不能有效地对抗不规则磨损。微纹沟22的间距可以通过测量纵向方向12上连续的微纹沟22的连续接合点38之间的直线距离来测量。可接受的微纹沟22间距为3毫米至10毫米。优选的微纹沟间距为4毫米至6毫米。
29.微纹沟22的宽度是其壁与壁之间的距离。微纹沟22的宽度可以沿其整个长度相同，也可以不同。如果有变化，微纹沟22的宽度可以被测量为微纹沟22的大部分长度的宽
度。如果没有多数，那么微纹沟22的最大宽度可以被指定为微纹沟22的厚度。可接受的微纹沟22的宽度可以是0.1至2.0毫米。微纹沟22的优选宽度是0.4毫米至0.6毫米。更薄的微纹沟22是不实用的，而大于可接受范围的微纹沟22可能会降低胎面10的磨损性能。
30.微纹沟22在外表面48上的厚度方向16上的深度可以是整个胎面10深度的三分之一到整个胎面深度。微纹沟22的优选深度可以是整个胎面10深度的3/4到整个胎面10深度减去2毫米。
31.微纹沟22是盲沟，因为它们在横向方向14上延伸穿过肋纹26的一部分，但不是全部穿过肋纹26。微纹沟22从周向纹沟20向横向方向14延伸一定量，然后在纹沟28、30的短处终止，以便它们不与除周向纹沟20之外的另一个胎面10特征接触。在这方面，如果相邻的沟槽28、30具有延伸出来的微纹沟，则微纹沟22不与沟槽28、30或沟槽28、30的微纹沟接触。同样，与纹沟28、30接合的微纹沟延伸到内部肋纹26，并在周向纹沟20和微纹沟22的短处终止，因此，它们接合的唯一胎面10特征是周向槽28、30本身。微纹沟22的宽度可以与位于牺牲肋纹66、68附近的胎肩肋纹72、74的微纹沟宽度相同或更大。微纹沟22的延伸长度可以与胎肩肋纹72、74(位于与牺牲肋纹66、68相邻)处的微纹沟在横向方向14的延伸长度相同或更大。通过测量从接合点38到末端24在横向方向14的横向位置可以测量横向方向14的延伸长度。这个长度将是横向方向14的一条直线，这条直线从接合点38开始延伸，在胎面10外表面48的位置与横向方向14的末端24的位置相同时结束。
32.图6和图7示出了外表面48以下的周向纹沟20和微纹沟22的细节。周向纹沟20具有主体32，主体的横截面形状为线性，并且主体从外表面48延伸到胎面10的内部。在其他实施方式中，主体32的形状不是线性的，而是可以是波浪形的，有角度的，弯曲的，非线性的，有不同宽度的部分，或者可以是不规则形状的。在厚度方向16上，泪滴34位于主体32的底部，在横向方向14上，从主体32扩大到周向纹沟20的最宽处，然后在泪滴34的底部自行关闭。微纹沟22与本体32接合，并且因此开放到本体中，并沿本体32的整个高度在厚度方向16上延伸。微纹沟22也与泪滴34接合，并开放到泪滴34中。然而，微纹沟22并不沿着泪滴34在厚度方向16的整个高度延伸，而是只沿着泪滴34在厚度方向16的上部延伸。微纹沟22沿其大部分长度具有矩形截面形状。然而，微纹沟22在末端24处离周向纹沟20最远的部分具有圆形截面形状，在厚度方向16上与泪滴34接触的微纹沟22的最底部也同样具有圆形截面形状。泪滴34是可选特征，在所有的实施方式中不需要包括在周向纹沟20中。周向纹沟20显示为直的，但在其他实施方式中，围绕轮胎58的圆周在纵向方向12上可以是波浪形、弧形、有角度或不规则的形状。
33.现在参考图8，图中显示的是胎面部分的横截面，该横截面穿过周向纹沟20。微纹沟22与泪滴34和周向纹沟20的主体32接合，使得在所有这些特征之间建立流体通信通道。微纹沟22的角度可以是相同的，使得它们的整个结构相对于各个胎面10方向12、14、16的位置是相同的。可替代地，微纹沟22可以是有角度的或波浪形的，或具有各种形状，使得它们在各个方向12、14、16的取向在微纹沟22的不同部分是不同的。
34.图9是在纵向方向12上沿着胎面10的一部分穿过周向纹沟20截取的横截面图。微纹沟22的主体32相对于厚度方向16定向，使得它们具有不仅在厚度方向16上，而且在纵向方向12和厚度方向16上的延伸部分。微纹沟22可以相对于厚度方向16具有一定的角度，使得它们从周向纹沟20在纵向方向12上延伸，远离滚动方向18。这样的倾斜度可称为负的微
纹沟22倾角。纹沟顶点46在外表面48处位于微纹沟22的顶部。微纹沟22延伸到胎面10中直到其终止于纹沟底部42处为止，所述底部是与纹沟顶点46处的开口相距最远的位置。在纹沟底部42的位置处标记纹沟底点44。纹沟斜线50从纹沟底点44延伸到纹沟顶点46。微纹沟22的底部42具有圆形截面形状，但这个特征在其他实施方式中是可选的。纹沟斜线50是通过点44和46的直线，即使主体32是波浪形的、弯曲的、有角度的或不规则形状的，也仍然是一条直线。
35.参考线52延伸穿过纹沟底点44并穿过外表面48。参考线52完全沿径向方向16定向，并且在纵向/周向方向12或横向/轴向方向14上不具有分量。在将纹沟斜线50与参考线52的取向进行比较时，观察到微纹沟22倾斜。将纹沟斜线50定向成与参考线52成纹沟倾角54。根据各种示例性实施方式，纹沟倾角54可以是从10度到45度，从11度到45度，从10度到20度，从11度到20度，从10度到15度，从5度到15度，从13度到23度，从15度到28度，从15度到30度，从18度到28度，从20度到25度，从20度到45度，或者从12度到23度。
36.纹沟斜线50相对于参考线52的倾斜在其与胎面10的滚动方向18相反的方向上是负的。在这点上，纹沟底点44被配置成当其接合地面时在纹沟顶点46之前进入胎面10的接地面。参考线52、纹沟底点44、纹沟斜线50、纹沟顶部点46和纹沟倾角54都落入共同平面内。图9中的横截面同样处于参考平面内，因此可以相对于彼此观察所有这些元件。这个共同参考平面在纵向方向12上延伸，横向方向14垂直于此共同参考平面。与周向纹沟20接合的所有微纹沟22都可以被设置为具有相同的纹沟倾角54。
37.因此，微纹沟22可以被布置成使其具有大于零的纹沟倾角，并使其具有非零的角度56。可替代地，微纹沟22可以被布置成使它们的这些角度54或56中的一个为零，另一个角度54或56为非零。此外，还有一些示例性实施方式，其中角度54和56都是零。角度56可以大于或等于与牺牲肋纹66、68相邻的胎肩肋纹72、74中的微纹沟的对应角度。
38.纹沟倾角54可以是0至30度。在优选实施方式中，纹沟倾角54为5度至20度。在一些实施方式中，纹沟倾角54可以高于邻近牺牲肋纹66、68的胎肩肋纹72、74中的微纹沟的对应纹沟倾角，后者的纹沟倾角通常为8.5度。这样的纹沟倾角度可以有效地提供全局不规则的磨损保护。然而，不在胎肩肋纹72、74/牺牲肋纹66、68接口处的微纹沟22对不规则磨损的形成不太敏感，并且可以高于8.5度。关于微纹沟22的角度56，可接受的角度56可以是正负45度。比正负45度陡的角度会影响胎面10的坚固性。在优选实施方式中，角度56在正负30度的范围内。
39.尽管已经关于具体实施方式和其方法详细描述了本主题，但是应了解，在理解前述内容后，本领域技术人员可容易产生对此类实施方式的改变、变化和等效物。因此，本公开的范围是通过实施例而不是通过限制的方式，并且本公开不排除包含对本主题的显而易见的此类修改、变化和/或添附。