一種輪胎胎面結構的製造方法與工藝
2023-06-02 02:51:56 1
本發明涉及輪胎，特別是涉及一種輪胎胎面結構。
背景技術：
輪胎花紋是汽車直接與路面接觸的部位，主要作用是增加胎面與路面間的磨擦力，保障汽車動力性、制動性、轉向操縱性和行駛穩定性的正常發揮，防止車輪打滑。而花紋發揮的作用取決於花紋形狀和花紋深度。其中輪胎花紋中的塊狀花紋是由3～5條縱向溝槽與橫向或接近於橫向的溝槽組成，縱溝一般採用全深花紋溝設計，橫溝將縱向花紋條分割成塊狀花紋，使輪胎具有優良的牽引力、制動性、排水性和操縱穩定性，適合於貨車和拖車使用，一般安裝於車輛的驅動軸位上。塊狀花紋由於獨立的花紋塊結構造成輪胎的花紋塊剛性低、蠕動變形大，耐磨性能差，易出現偏磨、溝裂等問題，目前在橫溝中採用加強筋設計來改善塊狀花紋的性能(加強筋的高度根據花紋深度確定，有的甚至高8mm以上)；但是隨著輪胎的磨損，當磨到加強筋時，塊狀花紋變成縱向花紋，牽引力、制動性能降低，造成輪胎打滑，車輛需要更換新的輪胎，影響輪胎的行駛裡程。
技術實現要素：
本發明的目的旨在克服現有的輪胎的至少一個缺陷，提供一種輪胎胎面結構，其在輪胎磨損後能夠生成新的再生花紋溝，從而確保能夠繼續使用較長的時間。為了實現上述目的，本發明提供了一種輪胎胎面結構，包括輪胎胎面，形成在所述輪胎胎面上的第一花紋溝，以及設置於所述第一花紋溝內的加強筋。特別地，所述輪胎胎面上還形成有第二花紋溝，所述第二花紋溝的底面與所述輪胎胎面間的距離大於所述加強筋的頂面與所述輪胎胎面間的距離，所述第二花紋溝的寬度最寬的位置位於所述加強筋的頂面內側，或與所述加強筋的頂面處於同一平面內。進一步地，所述加強筋上還形成有第三花紋溝，所述第三花紋溝的底面與所述輪胎胎面間的距離大於所述第二花紋溝的底面與所述輪胎胎面間的距離，所述第三花紋溝的寬度最寬的位置位於所述第二花紋溝的底面內側，或與所述第二花紋溝的底面處於同一平面內。進一步地，所述第二花紋溝和所述第三花紋溝的底部輪廓均為具有缺口的豎橢圓形，所述第二花紋溝的底部輪廓的缺口位於所述加強筋的頂面外側，所述第三花紋溝的底部輪廓的缺口位於所述第二花紋溝的底部外側。進一步地，所述第二花紋溝的處於所述輪胎胎面上的開口的寬度與其底部輪廓的缺口的寬度相等；所述第三花紋溝的處於所述加強筋的頂面上的開口的寬度與其底部輪廓的缺口的寬度相等。進一步地，所述第二花紋溝的處於所述輪胎胎面上的開口與其底部輪廓的缺口間的區段呈直線狀、彎折狀或彎曲狀；所述第三花紋溝的處於所述加強筋的頂面上的開口與其底部輪廓的缺口間的區段呈直線狀、彎折狀或彎曲狀。進一步地，所述第二花紋溝的處於所述輪胎胎面上的開口的寬度小於所述第一花紋溝的處於所述輪胎胎面上的開口的寬度；所述第三花紋溝的處於所述加強筋的頂面上的開口的寬度小於所述第一花紋溝的處於所述輪胎胎面上的開口的寬度。進一步地，所述輪胎胎面還形成有第四花紋溝，所述第四花紋溝與所述第一花紋溝被布置成使得所述輪胎胎面被分割成多個花紋塊。進一步地，所述第四花紋溝沿所述輪胎胎面結構的周向方向延伸。進一步地，每個所述花紋塊上形成一個或多個所述第二花紋溝。本發明提供的輪胎胎面結構中因為輪胎胎面上形成有特殊的第二花紋溝，可在輪胎胎面磨損到一定程度後(如磨損到加強筋頂面)，寬度變寬，使輪胎胎面上再次具有花紋溝，即再生花紋溝，可保證輪胎使用中後期的牽引力、制動性能等，也可延長輪胎的使用壽命和行駛裡程。進一步地，由於本發明提供的輪胎胎面結構中加強筋上也具有與第二花紋溝類似的第三花紋溝，可進一步保證輪胎使用中後期的牽引力、制動性能等，進一步延長輪胎的使用壽命和行駛裡程。第三花紋溝也更有利於至少在輪胎使用初期，輪胎的排水性能，提高輪胎抗溼滑性能。附圖說明後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：圖1是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構的示意性結構圖；圖2是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構磨損後的示意性結構圖；圖3是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構進一步磨損後的示意性結構圖；圖4是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構中第二花紋溝或第三花紋溝的示意性截面圖；圖5是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構中部分部件的示意性關係圖；圖6是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構的示意性結構圖。具體實施方式根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。圖1是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構的示意性結構圖。如圖1所示，並參考圖2和圖3。本發明實施例提供了一種輪胎胎面結構，包括輪胎胎面20，形成在輪胎胎面20上的第一花紋溝30，以及設置於第一花紋溝30內的加強筋40。特別地，輪胎胎面20上還形成有第二花紋溝50。第二花紋溝50的底面與輪胎胎面20間的距離大於加強筋40的頂面與輪胎胎面20間的距離。第二花紋溝50的寬度最寬的位置位於加強筋40的頂面內側，或與加強筋40的頂面處於同一平面內。第二花紋溝50的處於輪胎胎面20上的開口的寬度小於第一花紋溝30的處於輪胎胎面20上的開口的寬度。第二花紋溝50也可被稱為花紋細溝，第二花紋溝50的處於輪胎胎面20上的開口的寬度較小，不會影響輪胎在初期的使用，隨著使用時間的增長，輪胎胎面20的不斷磨損，磨損到一定程度後，第二花紋溝50的寬度會開始慢慢變大，直至磨損到與加強筋40的頂面持平的位置，加強筋40的頂面與磨損後的輪胎胎面20可形成新的輪胎胎面20，第二花紋溝50由於底部較寬可形成新的可用於排水、抓地等性能的花紋溝(也可被稱為再生花紋溝)，可保證輪胎的良好的牽引力和制動性，具體可如圖2所示。為了進一步輪胎的良好的牽引力和制動性，在本發明一些實施例中，加強筋40上還形成有第三花紋溝60，第三花紋溝60的底面與輪胎胎面20間的距離大於第二花紋溝50的底面與輪胎胎面20間的距離。第三花紋溝60的寬度最寬的位置位於第二花紋溝50的底面內側，或與第二花紋溝50的底面處於同一平面內。第三花紋溝60的處於加強筋40的頂面上的開口的寬度小於第一花紋溝30的處於輪胎胎面20上的開口的寬度。當輪胎胎面20磨損到與加強筋40的頂面持平的位置處後，隨著輪胎的繼續使用，輪胎胎面20可繼續磨損到與第二花紋溝50的底面持平的位置，此時，第三花紋溝60由於底部較寬可形成新的可用於排水、抓地等性能的花紋溝(也可被稱為雙重再生花紋溝)，可進一步保證輪胎的良好的牽引力和制動性，具體可如圖3所示。圖4是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構中第二花紋溝50或第三花紋溝60的示意性截面圖，圖5是根據本發明一個實施例的輪胎胎面結構中部分部件的示意性關係圖。如圖4和圖5所示，第二花紋溝50和第三花紋溝60的底部輪廓均為具有缺口的豎橢圓形。第二花紋溝50的底部輪廓的缺口位於加強筋40的頂面外側，第三花紋溝60的底部輪廓的缺口位於第二花紋溝50的底部外側。第二花紋溝50的處於輪胎胎面20上的開口的寬度與其底部輪廓的缺口的寬度相等；第三花紋溝60的處於加強筋40的頂面上的開口的寬度與其底部輪廓的缺口的寬度相等。且第二花紋溝50的處於輪胎胎面20上的開口與其底部輪廓的缺口間的區段呈直線狀、彎折狀或彎曲狀；第三花紋溝60的處於加強筋40的頂面上的開口與其底部輪廓的缺口間的區段呈直線狀、彎折狀或彎曲狀。進一步地，如圖5所示，第一花紋溝30的深度可設計為H1，第二花紋溝50的深度可設計為H2，加強筋40的高度可設計為H3，第三花紋溝60的深度可設計為H4，第二花紋溝50和第三花紋溝60的底部輪廓的高度為H5，它們之間應滿足如下要求：H2-H5＜H1-H3(一般向差1mm及以上)；H2＞(H1-H3)+(H4-H5)(一般向差1mm及以上)；H1＞H2＞H5，H1＞H3≥H4＞H5。在本發明的一些實施例中，如圖1和圖6所示，輪胎胎面20還形成有第四花紋溝70，第四花紋溝70與第一花紋溝30被布置成使得輪胎胎面20被分割成多個花紋塊。第四花紋溝70沿輪胎胎面結構的周向方向延伸。每個花紋塊上形成一個或多個第二花紋溝50。本發明實施例還提供了一種設計上述輪胎胎面結構的設計方法：第一步：確定第二花紋溝50和第三花紋溝60的位置，分別設置在花紋塊上和沿橫向延伸的第一花紋溝30內的加強筋40上。第二步：確定第二花紋溝50和第三花紋溝60的樣式，第二花紋溝50和第三花紋溝60的底部輪廓為溝底寬為3-5mm、高度為4-6mm的具有缺口的豎橢圓形。第三步：確定第二花紋溝50和第三花紋溝60的長度、深度等。長度：橫向或接近橫向貫通整個花紋塊或加強筋40。第一花紋溝30的深度可設計為H1，第二花紋溝50的深度可設計為H2，加強筋40的高度可設計為H3，第三花紋溝60的深度可設計為H4，第二花紋溝50和第三花紋溝60的底部輪廓的高度為H5，它們之間應相互制約，需滿足如下要求：H2-H5＜H1-H3(一般向差1mm及以上)；H2＞(H1-H3)+(H4-H5)(一般向差1mm及以上)；H1＞H2＞H5，H1＞H3≥H4＞H5。第四步：確定第二花紋溝50的數量：花紋塊上的細溝可以設計成一個也可設計成多個。至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。