橫向胎面槽輪廓的製作方法
2023-06-02 10:50:41 1
專利名稱：橫向胎面槽輪廓的製作方法
技術領域：
(0001)本發明涉及輪胎胎面的胎面輪廓，更具體地說涉及承載重載荷的輪胎的胎面輪廓，這種輪胎用於例如重型車輛或施工車輛或操作車輛，或者用於農用機械。
背景技術：
(0002)通常提供具有胎面的輪胎，其具有由橫向和/或縱向上的槽明顯確定的多個輪廓構成的胎面圖案(胎面「縱向」這裡理解成當胎面裝配到輪胎上時的圓周方向)。
(0003)用於承載重載荷的車輛的輪胎受到在所述輪胎胎面和地面(或路面)之間接觸區域的壓應力。考慮到有槽，這些壓應力被局部放大。在確定所述槽的壁面上的某些點上注意到有高集中化的應力。可能結合有切向施加到輪胎與地面接觸表面上的力，這些集中化的應力會導致槽壁面變脆。這種結果可能會特別從所述壁面開始開裂，這種裂縫會向胎面內側蔓延。
(0004)這種問題是已知的，已經提出通過採用特定的胎面槽橫向圖案來處理該問題。例如，美國專利2756797描述並提出了一種具有橫向圖案槽的輪胎，該圖案由三個互相連接的部分構成。圖1示出了如該專利中所述的槽圖案。槽1的圖案包括一第一大致直線的部分(AB)，其連接行駛面上的點A和位於槽深三分之二處的點B；第二部分(BC)為圓弧形，連接第一部分到第三部分(CD)，其構成了槽底部平面。第三部分然後延伸出和(BC)部分對稱的部分(DE)，其自己再延伸出和第一部分(AB)對稱的最後部分(DE)。第五部分終止點F位於行駛表面上。第一和第二部分之間的連接以及第四和第五部分之間的連接是相切形成的。
(0005)儘管根據該文獻的教導指出了輪胎的一種改進，但是現在注意到這種技術方案不完全滿足某些特定應用的輪胎範疇。特別是在承載重載荷(例如那些裝配在建築機械或者那些裝配到重型車輛或者操作車輛上的輪胎)，其行駛條件包括所承載的載荷以及行駛速度都會劇烈改變。
發明內容
(0006)本發明涉及一種可以避免載車輛輪胎胎面槽的壁面上過早出現甚至避免在使用時出現裂縫，其中車輛由於載荷和/或行駛速度而處於較高應力下。
(0007)根據本發明的胎面包括一與地面接觸的行駛表面，開在行駛表面上的多個槽，各槽具有平均方向且由相對的壁面限定，這些壁面通過槽底面連接到一起，各槽通過一與槽平均方向橫交的橫向截面來幾何限定出了一橫向輪廓，該胎面特徵在於這多個槽的橫向輪廓具有變化的曲率，所述曲率的變化在截面上是數學連續的，換句話說，在於所述輪廓的任意點處的曲率可以由所述橫向輪廓上位置(或彎曲橫坐標)的連續數學函數。
(0008)槽的「平均方向」這裡理解成在所得槽行駛表面上的平均方向作為限定所述槽壁面上的軌跡的平均方向。「橫向方向」理解成表示與槽平均方向不同的方向，通常規則下該方向垂直於平均方向。
(0009)已經指出橫向槽輪廓的曲率從行駛表面上的一端點到同一行駛表面上的另一端點是變化的，使其可以解決上述問題。「連續變化」理解成表示在槽輪廓的兩點之間沒有所述曲率的不連續處。甚至在比使用時所施加大得多的壓應力下，其也可以避免在根據本發明的槽的橫向輪廓上出現不連續點，這使本發明與公知現有技術區別開來。
(0010)在本發明的第一變形中，至少一個槽的橫向輪廓可以由次數大於等於2的多項式數學函數來表示，或者由數學多項式形式的數學函數來表示。
(0011)在本發明的第二變形中，至少一個槽的橫向輪廓的曲率可以由圓錐的類型數學函數來表示(「圓錐的」在這裡被理解為由一平面與一圓錐相交而得到的曲線)。
(0012)在本發明的第三變形中，至少一個槽的橫向輪廓的曲率可以用所述輪廓上所考慮點的位置的線性數學函數來表示，以構成迴旋曲線(clothoid)的一部分。
(0013)在本發明的第四變形中，至少一個槽可以由迴旋曲線的一「拉長」部分構成。「拉長的」迴旋曲線這裡理解成表示對迴旋曲線的一個主軸進行仿射(affinity)而得到的曲線。
(0014)在第五變形中，至少一個槽的橫向輪廓可以由連續樣條曲線形式(spline curve type)的數學函數表示。
(0015)本發明還涵蓋了足夠近似所述輪廓的輪廓，其中曲率的連續性可以是近似的，從某一比例開始，相關原因特別是由於目前模塑槽的模具加工的可能性。
(0016)在本發明的第六變形中，至少一個槽的橫向輪廓在所述輪廓上的任意兩連續點之間具有相同的曲率變化，以構成螺旋線的一部分。
(0017)本發明還涉及一種具有例如之前限定過的胎面的輪胎。
(0018)本發明的其它特徵和優點從下文參考附圖給出的說明而變得更清楚，附圖通過非限制性示例的方式構成了本發明主題的實施例。
(0019)圖1示出了根據現有技術的槽；(0020)圖2示出了圖1槽輪廓上的曲率變化；(0021)圖3示出了根據本發明槽的橫向輪廓；(0022)圖4示出了圖3槽輪廓上的曲率變化；(0023)圖5示出了類似圖3所示槽幾何形狀的實施例的曲率變化；(0024)圖6示出了根據本發明的槽變型實施例的曲率變化的第二曲線。
具體實施例方式
(0025)圖1示出了根據美國專利2756797的現有技術中胎面1的槽2的輪廓。根據該文獻，槽1具有橫向輪廓21，包括第一大致直線的部分(AB)，其連接行駛面上的點A和位於槽深三分之二處的點B；第二部分(BC)為圓弧形，連接第一部分到第三部分(CD)，其構成了槽底部平面。第三部分然後延伸出和(BC)部分對稱的部分(DE)，其自己再延伸出和第一部分(AB)對稱的最後部分(EF)。第五部分終止點F位於行駛表面上。
(0026)參考圖2，示出輪廓21各點處剖面曲率(標記為)的局部值，其是作為沿著橫向槽輪廓的彎曲坐標l的函數(所述坐標原點選取為行駛表面上A點)，需要注意曲率在所述曲線和行駛表面的交點處是不連續的。特別地，在點B處有兩個曲率值如果一個是在直線段AB上，曲率為零，或者如果一個在弧線BC上，曲率不是零。這種曲率的不連續，根據申請人的發現，是胎面在大應力下出現對微小裂縫敏感的點的原因。
(0027)如果分析圖2，其示出了各點處剖面曲率的局部值，為沿著從所述輪廓21和行駛表面11交點A和F之間橫向槽輪廓的彎曲坐標l的函數，可以注意到曲率或者是零(在直線部分上)或者是恆定值(在圓弧部分上)，且在連接點上(即B，C，D，E)所述曲率不連續，儘管所述點的切線是相同的。觀察到在這些變形和應力的不連續集中點處會很可能產生微裂縫的出現。
(0028)圖3示出了根據本發明的槽2的橫向輪廓。為了方便，用圖1的附圖標記表示相同元件。該輪廓示意性地表示大致垂直於槽縱向的截面輪廓。根據本發明，胎面1槽2的新輪廓21從點A延伸到點F，兩點都在行駛表面11上，其可以用一數學表達式的曲線來描述，從曲率的角度在圖4中示出。
(0029)在圖4中，X軸(「l」)表示沿著槽2的輪廓21的直線坐標，所述坐標的原點取自行駛表面上的點A。表示橫向輪廓各點的曲率K的變化的幾何形狀包括在A點和O點之間漸增的線性變化的第一部分，跟著的是在O點和F點之間遞減的線性變化部分。O點對應於輪廓上位於胎面最內側的點。
(0030)圖3的槽2的橫向輪廓對應於數學上被稱作「迴旋曲線」的一部分輪廓。構成該部分的點的坐標不能代數確定；只有梯度和曲率是方便計算的。
(0031)作為一變型實施例，圖中未示出，還提出了可以對原始的幾何迴旋曲線進行「仿射」型的數學變換來修改形狀，得到一個根據需要或多或少「拉長」的迴旋曲線。所得到的最終形狀具有本發明的主要特性，即沿著槽的橫向輪廓沒有曲率的不連續點。
(0032)實際上，現在還難以制出按照圖4所示形狀的曲率的槽輪廓；這是為什麼考慮圖5所示實施例的原因，儘管具有曲率的略微不連續處，但仍然還是能獲得所關心的相同效果。在圖5中，所需曲率K(虛線)由一系列相互被略微不連續處隔開的連續曲率近似而成(實線)。「略微不連續」這裡被理解成表示曲率的偏差小於直線輪廓部分(即零曲率)與曲線部分之間所觀察到的偏差。
(0033)在另一實例中，如圖6所示，曲率K的變化按照交替增加的(AB和EF部分)和下降的(CD和GH部分)直線構成了恆定曲率部分(BC、DE、FG部分)的轉變。在該例中，在橫向輪廓的各點處只有一個曲率值K(但是，除了還是在行駛表面上的點A和F)。
(0034)已經參考以非限制性示例的方式介紹的本發明，其當然不只局限於這些示例，本領域技術人員可以對其作出各種改型。
權利要求
1.一種輪胎胎面(1)，包括開在行駛表面(11)上的多個槽(2)，各槽具有平均方向且由相對的壁面限定，這些壁面通過槽底面連接到一起，各槽通過一大致與槽平均方向橫交的截面截斷槽來幾何限定出了一橫向輪廓，該胎面特徵在於該多個槽(2)的橫向輪廓(21)具有變化的曲率(K)，所述曲率的變化在截面上是數學連續的。
2.根據權利要求1的胎面，其特徵在於在多個槽(2)的橫向輪廓(21)的任意點處的曲率可以由連續的或者實際上連續的、所述橫向輪廓上位置的數學函數來表示。
3.根據權利要求1或2的胎面，其特徵在於至少一個槽的橫向輪廓可以由數學多項式形式的數學函數表示。
4.根據權利要求1或2的胎面，其特徵在於至少一個槽的橫向輪廓可以由連續樣條曲線形式的數學函數表示。
5.根據權利要求1或2的胎面，其特徵在於至少一個槽的橫向輪廓可以由次數大於等於2的多項式數學函數來表示。
6.根據權利要求1或2的胎面，其特徵在於至少一個槽的橫向輪廓在所述輪廓上所取的相鄰點之間具有相同的曲率變化，以構成螺旋線的一部分。
7.根據權利要求1或2的胎面，其特徵在於至少一個槽的橫向輪廓在所述輪廓上所取的相鄰點之間具有曲率的連續變化，以構成一錐形部分。
8.根據權利要求1或2的胎面，其特徵在於至少一個槽的橫向輪廓的曲率可以用所述輪廓上所考慮點的位置的線性數學函數來表示，以構成迴旋曲線的一部分。
9.根據權利要求1或2的胎面，其特徵在於至少一個槽的橫向輪廓的曲率可以用所述輪廓上所考慮點的位置的線性函數來表示，以構成由迴旋曲線和其仿射形構成的一部分。
10.一種輪胎，具有根據權利要求1至9任意一個的胎面。
全文摘要
一種輪胎胎面(1)，包括開在行駛表面(11)上的多個槽(2)，各槽(2)具有平均方向且由相對的壁面限定，這些壁面通過槽底面連接到一起，各槽通過一大致與槽平均方向橫交的截面截斷槽來幾何限定出了一橫向輪廓，多個槽(2)的橫向輪廓(21)具有變化的曲率，所述曲率的變化在截面上是數學連續的。具有這種胎面的輪胎。
文檔編號B60C11/04GK101060999SQ200580039959
公開日2007年10月24日 申請日期2005年11月22日 優先權日2004年11月24日
發明者A·迪朗 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司