具有刀槽花纹的轮胎胎面技术领域
本发明涉及轮胎胎面，并且特别涉及所述胎面设有的刀槽花纹。本发
明还涉及用于模制所述刀槽花纹的元件。
背景技术
对于用于装配到客运车辆或重型货车上的胎面的已知实践是设有多个
刀槽花纹，以便在不过分减小胎面的刚度以及不过分增大胎面的花纹沟比
率的情况下产生多个材料边角。
在行驶期间，胎面被磨损并且因此隆起的元件的高度减小，从而导致
其刚度增大。专利EP 0 378 090-B1已经提出为所述胎面设置刀槽花纹，该
刀槽花纹一旦到达预定深度则折回。
文件EP 1 029 714-A1描述了一种替代变型，因而从预定深度向前，刀
槽花纹分成交替地偏离刀槽花纹的中平面的刀槽花纹部分。在该情况下，
由该刀槽花纹形成的边角的总长度与由崭新胎面的胎面表面上的刀槽花纹
形成的初始长度相同。
文件JP11151914描述了一种刀槽花纹，其超过预定深度后在一些区域
中再分成相互分叉的两个刀槽花纹部分，所述两个刀槽花纹部分至少在其
端部之一处与自身形成在通向崭新胎面表面的刀槽花纹的延伸部中的刀槽
花纹相会。在后一种情况下，虽然刀槽花纹的长度从预定深度处向前增加，
但是注意到其内部形成刀槽花纹的隆起元件的刚度明显减小。
定义：
块体是形成在胎面上的隆起元件，该元件由空腔或花纹沟限定并且包
括侧壁和接触面，接触面用于在行驶期间接触路面。
肋条是形成在胎面上的隆起元件，该元件由两个花纹沟限定。肋条包
括两个侧壁和接触面，接触面用于接触路面。
径向方向指垂直于轮胎的旋转轴线的方向（该方向对应于胎面厚度的
方向）。
轴向方向指平行于轮胎的旋转轴线的方向。
圆周方向指与以旋转轴线为中心的任意圆相切的方向。该方向垂直于
轴向方向和径向方向。
切口指花纹沟或刀槽花纹并且对应于相互面对并以非零距离彼此间隔
的材料壁限定的空间。刀槽花纹与花纹沟的区别在于该距离所选用的值；
在刀槽花纹的情况下，该距离适于允许对置的壁在刀槽花纹经过接触块时
发生接触，其中轮胎在所述接触块处与路面接触。用于刀槽花纹的该距离
在此情况下最多等于2毫米（mm）。在花纹沟的情况下，该花纹沟的壁在
正常行驶条件下不会相互接触。
刀槽花纹的主方向对应于经过未磨损的崭新胎面的胎面表面上的刀槽
花纹的最远点的平均方向。
副方向定义为垂直于刀槽花纹的主方向并且沿胎面厚度延伸的方向。
发明内容
本发明寻求通过赋予轮胎胎面合适的刚度或者随着胎面的局部磨损而
重新得到大于崭新状态下的边角长度的总边角长度来提高无论是否崭新的
轮胎的性能。
为此，本发明的一个主题是轮胎的胎面；由橡胶混合物制成的该胎面
具有等于切口的最大深度的厚度E并且包括多个由切口限定的隆起元件，
每个隆起元件包括用于接触路面的接触面和沿边角与该接触面相交的侧
面，隆起元件的接触面的集合形成胎面的胎面表面，所述隆起元件中的至
少一个包括最大深度H最多等于胎面的厚度E的至少一个刀槽花纹，该刀
槽花纹沿着由在崭新状态下的胎面表面上的刀槽花纹的线的端部限定的主
方向和沿胎面的厚度延伸的副方向延伸，该刀槽花纹由第一部分和第二部
分组成，该刀槽花纹的第一部分在崭新状态下的胎面表面和至少等于最大
深度H的40%的深度H1之间沿副方向延伸，并且刀槽花纹的第二部分将
第一部分沿胎面的厚度延伸，该第二部分在深度H2上延伸。具有当胎面处
于崭新状态下时沿主方向在胎面表面上测得的总长度L的刀槽花纹的第一
部分在深度H1上将隆起元件分成两个相互分离的隆起元件，因为它们位于
刀槽花纹的第一部分的两侧。
此外，刀槽花纹的第二部分沿刀槽花纹的主方向包括至少一个第一部
分和至少一个第二部分，所述两个部分各自具有小于长度L的长度，由刀
槽花纹形成的每个第一部分包括至少两个相互分离的分支，所述至少两个
分支以最大距离D1相互间隔，并且每个第二部分被如此形成，以使得在隆
起元件部分的高度H2上在沿深度延伸的延伸部之间形成机械连接，所述隆
起元件部分在胎面表面和深度H1之间相互分离，每个第二部分沿刀槽花纹
的主方向位于第一部分的延伸部中并且与任何第一部分分离。
借助于本发明，被崭新状态下的胎面表面和预定深度之间的刀槽花纹
相互分离的两个隆起元件部分在作为该刀槽花纹的最后部分的刀槽花纹的
两侧相互联接到一起。该连接通过制造胎面的材料制成。因此，一旦轮胎
已经被局部磨损，可以非常显著地增加边角的长度，同时达到适合于获得
改善的轮胎行驶性能的隆起元件的总刚度，并且与轮胎是崭新的或者局部
磨损无关地进行。
根据本发明的替代形式，根据本发明的胎面如此设计，以便每个第二
部分包括至少一个形成于从崭新状态下的胎面的胎面表面在深度H1上延
伸的刀槽花纹的延伸部中的刀槽花纹，所述至少一个刀槽花纹与任何第一
部分的刀槽花纹分离。分离被理解为指存在至少一个在胎面表面和深度H1
之间相互分离的隆起元件部分的高度H2上连接胎面深度方向上的延伸部
的机械连接。在该替代形式中，第二部分可包括多个刀槽花纹，所述刀槽
花纹未连接到第一部分的刀槽花纹，以便在第二部分的高度H2上在位于刀
槽花纹两侧的胎面的部分之间形成材料的连续性并从而形成连接点。
作为优选，对于该最后的替代形式，胎面如此设计，以便每个第二部
分包括形成于在深度H1上延伸的刀槽花纹的延伸部中的单一刀槽花纹。在
延伸部中这里不一定意味着该单一刀槽花纹相对于胎面表面的倾斜度与第
一部分的刀槽花纹相同。
根据本发明的替代形式，每个第二部分的单一刀槽花纹具有由其朝向
胎面内部最远的点形成的底部，并且单一刀槽花纹的所述底部上的任一点
位于远离第一部分的分支的非零最小距离A处。该最小距离A是胎面位于
刀槽花纹两侧的部分之间形成的机械连接的测量结果。
优选地，该最小距离A至少等于测量第一刀槽花纹部分的刀槽花纹之
间的最大距离所得的最大距离D1的20%。
根据本发明的另一有利替代形式，形成在第二部分上并且在刀槽花纹
第一部分的延伸部中的单一刀槽花纹具有在刀槽花纹的主方向上测得的长
度L2，以使得该单一刀槽花纹的至少一部分在最多等于每个第一部分的长
度L1的50%的非零重叠长度B上插设于第一部分的两个刀槽花纹之间，每
个第一部分具有相同的长度L1。
所述配置的优点是在重叠长度B为非零时轮胎已经被局部磨损之后增
大边缘面的长度。上限设定在每个第一部分的长度L1的50%处，以使寻求
的机械连接有效。
根据本发明的另一替代形式，每个第二部分没有刀槽花纹并且每个第
一部分包括至少三个刀槽花纹，所述刀槽花纹中的一个与至少两个位于其
两侧的其他刀槽花纹相距至少等于距离D1的20%的最小距离A。在该实施
例的替代形式中，所述刀槽花纹中的一个与其他两个刀槽花纹等距。
有利地，并且与上文中所述的替代形式无关地，根据本发明的刀槽花
纹如此设计，以便其在局部磨损后（即，一旦轮胎已经磨损超过第一部分
H1的深度）所形成的边角的总长度至少等于由同一刀槽花纹在崭新状态下
的胎面上所形成的边角的长度的1.5倍。
优选地，当第一部分具有相同长度或者基本上相同的长度时，将两个
刀槽花纹的第一部分分开的距离至少等于每个第一部分的长度L1的50%。
有利地，两个第一刀槽花纹部分之间的距离L2至少等于每个第一部分
的长度L1的50%，每个第一部分具有相同的长度L1。
本发明的其他特征和优点从下文中参照附图给出的说明中将变得显而
易见，所述附图借助于非限制性实例示出了本发明主题的替代形式。
附图说明
图1是根据本发明的胎面的隆起元件的视图；
图2是图1中所描绘的隆起元件的侧面的视图；
图3A是适用于模制如图1和2中所描绘的刀槽花纹的模制元件的视
图；
图3B显示了利用图3A的模制元件所获得的刀槽花纹在崭新状态下的
胎面上的线；
图3C显示了利用图3A的模制元件所获得的刀槽花纹在局部磨损状态
的胎面上的线；
图4A是适用于模制根据本发明的刀槽花纹的第二替代形式的模制元
件的视图；
图4B显示了在轮胎已经局部磨损之后刀槽花纹的该第二替代形式在
胎面上的线；
图5A是适用于模制根据本发明的刀槽花纹的第三替代形式的模制元
件的视图；
图5B显示了在轮胎已经局部磨损之后刀槽花纹的第三替代形式在胎
面上的线；
图6是包括根据本发明的刀槽花纹的第四替代形式的隆起元件的横截
面；
图7A是适用于模制根据本发明的刀槽花纹的第五替代形式的模制元
件的视图；
图7B显示了刀槽花纹的第五替代形式在崭新状态下的胎面上的线；
图7C显示了在轮胎已经局部磨损之后刀槽花纹的第五替代形式在胎
面上的线。
具体实施方式
在本说明书的附图中，当所述附图标记涉及无论其结构或功能为同类
元件时使用相同的附图标记来描述本发明的替代形式。
图1显示了由橡胶混合物（胶料，混炼胶）制造的轮胎的胎面的隆起
元件10，该隆起元件10由四个花纹沟限定。该块体形元件10包括四个侧
面11、12、13、14和用于接触道路的接触面15。每个侧面与接触面相交，
以形成边角。这里，胎面具有对应于限定块体的花纹沟的深度的厚度E。
该块体10设有根据本发明的刀槽花纹2，该刀槽花纹2通向两个侧面
11、13并且通向接触面15；该刀槽花纹具有最多等于胎面的厚度E的最大
深度H。该刀槽花纹2在接触面上形成两个直线状的对置的边角20、20’。
刀槽花纹2沿由穿过由刀槽花纹在崭新状态下的接触面上所形成的边角的
端部的直线所确定的主方向XX’在接触面15上延伸；刀槽花纹2沿垂直于
接触面的副方向（由方向YY’标示）在胎面的厚度方向上延伸。
该刀槽花纹由第一部分21和第二部分22组成，刀槽花纹的第一部分
21沿副方向YY’在崭新状态下的接触面15和这里等于刀槽花纹的最大深
度H的50%的深度H1之间延伸，并且刀槽花纹的第二部分22将第一部分
沿胎面的厚度延伸。在该情况下该第二部分22在基本上等于H1的深度H2
上延伸。
当胎面处于崭新状态时沿主方向在胎面表面上测得的总长度L的刀槽
花纹的第一部分21将块体从接触面和深度H1上分成两个相互分开的块体
部分101、102。
此外，刀槽花纹第二部分22在平行于刀槽花纹2的主方向XX’上包括
具有长度L1的第一部分221和具有长度L2的第二部分222，所述第一和
第二部分各自具有比长度L短的长度。在该情况下，长度L1和L2等于刀
槽花纹的初始总长度L的四分之一。
每个第一部分221由一对相互分开的刀槽花纹221-1、221-2形成，所
述两个分支在其一个端部处以最大距离D1间隔。
此外，每个第二部分222包括沿副方向形成在刀槽花纹第一部分21的
延伸部中的单一刀槽花纹222-1；该单一刀槽花纹222-1具有与刀槽花纹第
一部分21相同的倾斜度。第二部分222沿刀槽花纹的主方向XX’插设在两
个第一部分221之间，并且另一第二部分222按如此方式设置，以通向元
件的侧面。
每个第二部分222的单一刀槽花纹222-1与第一部分221的所有刀槽花
纹221-1、221-2分离。此处，分离指该单一刀槽花纹222-1上的任一点与
第一部分的刀槽花纹上的任一点之间的最小距离A至少等于第一部分的刀
槽花纹221-1、221-2的分支之间的最大距离D1的20%。在该特定情况下，
单一刀槽花纹222-1按如此方式形成，以便其端部220与第一部分的刀槽花
纹的端部210、210’之间的距离为D1的50%。在所描述的方案中，沿刀槽
花纹的主方向，在第一部分的刀槽花纹221-1、221-2和第二部分的刀槽花
纹222-1之间没有重叠。该特征在图3C中可见，其显示了当胎面已经局部
磨损时刀槽花纹在轮胎表面上的线。
在崭新状态下的胎面表面和深度H1之间，刀槽花纹形成两个相互分离
的块体部分101、102。
在该实例中，可以看到，第一部分221的刀槽花纹221-1、221-2和第
二部分222的刀槽花纹222-1之间的不连续性导致在块体位于刀槽花纹的每
个侧面上的部分之间形成机械连接。超过至少等于H1的深度，可以在位于
一侧上的材料和位于另一侧上的材料之间形成连续性；由于该连续性，可
以改变胎面花纹的刚度，同时一旦轮胎已经局部磨损则增大边角的长度。
图2显示了图1的块体的侧面11的视图。可以看到，总深度H小于块
体的高度E的刀槽花纹2包括通向接触面15并且在块体厚度的方向上被深
度H2的第二部分22延伸的深度H1的第一部分21。
第一部分221和第二部分222的刀槽花纹221-1、221-2、222-1的所有
分支具有朝块体内部最远的端部，其全部位于与崭新状态下的块体的接触
面15相距相同距离H处。在此处没有描绘的替代形式中，每个分支可以具
有不同深度；在所述情况下，高度H2对应于分支的最大高度。
刀槽花纹第二部分22的每个第二部分的端部的所有点（对应于随着磨
损所述第二部分呈现在胎面表面上的最后的点）全部位于等于距离D1的
50%的距离A处，D1为在同一第一刀槽花纹部分的分支之间测得的最大距
离的距离。由于根据本发明的刀槽花纹，可以通过在位于刀槽花纹2的任
一侧的部分101’、102’之间形成机械连接来增大胎面表面上的有效边角的
总长度，同时限制刚度的减小。
图3A、3B和3C涉及对应于如图1和2中所示的刀槽花纹的刀槽花纹
的同一配置。
图3A给出了用于模制如图1和2中所示的刀槽花纹的模制元件30的
透视图。该模制元件30包括预定从用于制造根据本发明的胎面的模具的模
制表面（型面）处突起的元件第一部分31，该第一部分具有高度H1和长
度L。在该第一部分31的延伸部中，在高度H2上形成元件第二部分32。
该第二部分32在元件的主方向（由XX’标示）上顺次包括两个模制元件第
一部分321和两个模制元件第二部分322，这些部分321、322具有相等的
长度L1和L2。每个第一部分321包括两个相互偏离（分叉）并最多以距
离D1间隔的翼片321-1、321-2。在第一部分321之间形成与第一部分的翼
片321-1、321-2具有相同高度H2的单一翼片322-1。在刀槽花纹的主方向
上朝向第一部分321外部形成另一相同的第二部分322。模制元件的所有部
分基本上具有这里等于0.6mm的相同厚度。
图3B显示了当胎面处于崭新状态时利用图3A的模制元件所获得的刀
槽花纹2的线，即，在胎面行驶之前的初始条件中块体的接触面上的线。
该线包括在刀槽花纹的主方向XX’上并且具有长度L的两个直线型几何结
构的边角20和20’。
图3C显示了当胎面已经局部磨损超过深度H1时同一刀槽花纹的线。
可以制造出由第一部分321的刀槽花纹的各双分支和第二部分322的单一
刀槽花纹222-1所形成的空腔221-1和221-2或者线，所有所述空腔各自具
有基本上等于崭新状态下的刀槽花纹的总长度L的四分之一的长度。无论
在崭新状态或者之后的局部磨损状态中，刀槽花纹的宽度相同并且小于
1mm（刀槽花纹的宽度指将限定所述刀槽花纹的相对表面分开的平均距
离）。当然，可以通过使用适当厚度的翼片根据区域将刀槽花纹制造成具有
不同的宽度。
可以看到，在各个第一部分中形成成对的刀槽花纹221-1、221-2，所
述刀槽花纹在所有点处以最大距离D1间隔，并且在第一部分之间，在方向
XX’上，单一刀槽花纹222-1与该对刀槽花纹没有重叠区域（这里，重叠宽
度等于零）。可以看出，第二部分的各个单一刀槽花纹222-1以至少最小距
离A远离第一部分的任一刀槽花纹221-1、221-2，该距离A至少等于距离
D1的20%。在该特定情况下，距离A大约等于距离D1的50%。
可以在图3B中看出，刀槽花纹在前部部分101和后部部分102之间分
隔块体，这些部分在对应于刀槽花纹的第一部分的深度的高度H1上相互分
开。相反，这些前部部分和后部部分朝向块体底部的延伸部101’、102’由
于形成了橡胶混合物的连续线而被机械地相互连接到一起，所述连续线通
过虚线F1、F2、F3表示。
在该配置中，可以看到，刀槽花纹在崭新状态下的总长度随着使刀槽
花纹显露在胎面表面上的局部磨损而已经显著增大。当轮胎已经被局部磨
损时边角的总长度此时为初始长度L的1.5倍。
图4A和4B涉及本发明的同一第二替代形式。
模制元件40的该第二替代形式源自于第一替代形式并且包括被第二部
分42沿高度方向延伸的第一部分41。第二部分42包括两个位于第二部分
422的侧面的第一部分421（在该情况下，第一部分421通向同一胎面花纹
元件的侧面）。与参见图3A到3C讨论的第一替代形式相比的主要区别在于
以下事实，第二部分的单一翼片422在第一部分的翼片421之间局部地延
伸，以形成具有长度B的重叠部分（沿主方向XX’测得）。图4B显示了利
用该模制元件40模制的刀槽花纹随着局部磨损的线：可以看到，形成了两
对刀槽花纹221-1、221-2，同一对刀槽花纹与单一刀槽花纹222-1以最大距
离D1相互分离，单一刀槽花纹222-1具有大于将两对刀槽花纹221-1、221-2
分开的距离L’的长度L2。此外，该单一刀槽花纹221-1在等于组成各对的
刀槽花纹221-1、221-2的长度L1的25%的重叠长度B上插设于各对刀槽
花纹221-1、221-2之间。
图5A和5B涉及本发明的实施例的同一第三替代形式。图5A显示了
模制元件，其包括预定在用于制造根据本发明的胎面的模具的模制表面处
突出的元件的第一部分51。在该第一部分51的延伸部中形成元件第二部分
52。该第二部分52包括两个模制元件第一部分521，该模制元件的第一部
分521各自包括三个翼片521-1、521-2、521-3，这些翼片以距离A相互分
离。在第一部分521之间，模制元件的第二部分522没有翼片，以便形成
具有大横截面（宽度等于L2且高度等于H2）的材料桥接件。在图5B中，
可以看到，在胎面已经局部磨损之后，形成了相互平行且长度相等的两组
三个刀槽花纹221-1、221-2、221-3。这样，在块体位于刀槽花纹的各侧面
上的部分之间形成材料桥接件（该桥接件通过虚线F表示）。超过对应于三
个刀槽花纹在胎面表面上的外形的深度H1，在位于一侧的材料和位于另一
侧的材料之间形成连续性。本领域技术人员将能够调整桥接件（或者多个
桥接件，如果存在多个第二部分）的尺寸，以便获得适合于随着局部磨损
而增大刀槽花纹的长度的刚度。
图6是包括根据本发明的刀槽花纹2的第四替代形式的隆起元件的横
截面，由此第二部分222包括与形成第一部分221的分支的刀槽花纹221-1
和221-2的深度H2相比具有更小深度H3的单一刀槽花纹222-1。该替代形
式能够增进由位于刀槽花纹的两侧上的材料部分之间的连接形成的刚度的
贡献。除了通过实施例的上述替代形式中所示的刀槽花纹所形成的材料的
桥接件的情况以外，在各个前部部分101’和后部部分102’之间还形成了连
续线（通过虚线F’标示）。此外，最接近胎面内侧的端部设有加宽部分213、
223，以便使所述端部对应力集中不敏感。
两个刀槽花纹的分支的几何结构如此设计，以便在磨损程度对应于略
微超过呈现出两个刀槽花纹处的深度H1的深度H1’之后获得最大宽度D1。
在所述深度中大体上维持该宽度D1，直到刀槽花纹最里面的点。
图7A、7B、7C涉及本发明的同一第五替代形式。
图7A是包括通过元件第二部分72延伸的元件第一部分71的模制元件
70的透视图。元件第一部分71由通过多个倾斜小平面形成的单一翼片组成，
以在崭新状态下的胎面表面上形成当在图7B中观察时以之字形延伸的刀
槽花纹线。总之，该替代形式可以被比作图1和2中所示的刀槽花纹，除
了以下差别以外：
–刀槽花纹的第二部分中的大量两分支部分，以及
–沿主方向XX’的特定的之字形形状。
该第一部分71通过由相继的四个第一部分721组成的第二部分72延
伸，每个第一部分721由一对翼片721-1、721-2和三个具有单一翼片722-1
的第二部分722形成，每个第二部分插设在两个第一部分之间。对于每对
翼片，每个翼片由两个其间构成不为180°的角度（在该特定情况下该角度
为120°）的小平面73、74形成。一对相同部分的翼片被如此定向，以便当
在图7C中观察时处于相反或对置位置。此外，每个第二部分的单一翼片也
由其间构成不为180°的角度的两个小平面形成。
图7B显示了通过图7A的模制元件在崭新状态下的胎面的胎面表面上
模制出空腔或者刀槽花纹90。在由直线XX‘标示的主方向（通过该空腔的
端点的直线）上，刀槽花纹顺着由平行于该主方向XX’的部分和相对于该
方向倾斜的部分所形成的直线。所述倾斜部分在刀槽花纹的第二部分中被
具有相同几何结构的单一刀槽花纹延伸。
图7C显示了当胎面已经磨损超过刀槽花纹的第一部分的深度时在胎
面的胎面表面上所形成的空腔921-1、921-2、922-1。可以看到，刀槽花纹
分解成由其间形成120°的角度的两段式折线构成的数个刀槽花纹921-1、
921-2、922-1，这些刀槽花纹921-1、921-2、922-1的总长度远大于当胎面
处于崭新状态时的刀槽花纹的初始长度。在该特定情况下，第一部分的刀
槽花纹921-1、921-2和各个第二部分的刀槽花纹922-1之间没有重叠。
在该特定情况下，将刀槽花纹922-1的所有点与该对刀槽花纹921-1、
921-2分开的最小距离A小于同一对的两个刀槽花纹之间的最小距离D。在
该特定情况下，距离A等于在第一部分的刀槽花纹921-1、921-2的端部处
涉及的距离D的一半。在该特定情况下，第一部分的两个刀槽花纹921-1、
921-2之间的最大距离D1大于最小距离D；这里，距离A仍然至少等于最
大距离D1的20%。由附图标记F标出的虚线显示了所形成的材料桥接件，
以将位于刀槽花纹90的两侧的材料部分联接到一起。
因为已经按概述方式并且使用了多个替代形式描述了本发明，所以应
意识到，本发明不限于单独描述和描绘的所述替代形式。显然，此外在不
脱离本发明的总范围的情况下可以进行各种改进。显然，被描述成基本上
垂直于胎面的胎面表面的全部或者一些刀槽花纹可相对于该同一表面以不
为90°的角度倾斜。
虽然所描绘和描述的所有实例涉及通向其中制造有根据本发明的刀槽
花纹的隆起元件的侧面，但是应意识到，保护意图包含结构相同但不通向
侧面或者仅通向一个侧面的刀槽花纹的情况。
在所描述的所有方案中，本领域的技术人员能够修改各个刀槽花纹的
形状，特别是通过提供能够限制一个表面相对于相反的表面的相对运动的
器件实现（例如，通过设计出形成限制或者甚至阻挡表面的任何相对运动
的互锁凸起）。