CN101772431B - 用于轮胎的降低水喷溅的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎(1)，其具有胎面(4)、侧壁(3)和肋(5)，所述侧壁(3)从所述胎面的边缘延伸，所述肋(5)位于至少一个侧壁上，用于在轮胎在潮湿地面上行驶的情况下改变排出水的路径，所述肋(5)还包括动力降低装置(6)，所述动力降低装置(6)位于所述肋的外壁上，以在轮胎在覆盖有水的地面上行驶的情况下降低沿横向方向排出的水的动力，所述动力降低装置(6)包括至少一个沿周向方向设置并且沿径向方向延伸的突出部(600)。

Description

用于轮胎的降低水喷溅的装置

技术领域

本发明涉及用于重型载货道路车辆的轮胎，特别是涉及设有当装备有所述轮胎的车辆在覆盖有水的道路上行驶时使侧向排出的水偏转或转向的装置的轮胎。

背景技术

当在雨天驾驶时，对于其他道路使用者来说，超越或者追赶上重型载货车辆的操作通常是很危险的，因为大量的水可能由所述车辆侧向排出，这些水在溅到其它车辆的挡风玻璃上时将显著降低这些车辆的驾驶者的可见度。

重型载货车辆的轮胎通常由两个胎圈、胎冠和两个侧壁(胎侧)组成，其中所述两个胎圈用于与轮辋接触，所述胎冠设有具有行驶表面的胎面，所述行驶表面用于在车辆行驶时与地面接触，所述两个侧壁用于将胎面与胎圈相连。

这种轮胎通过胎体增强层和胎冠增强层得到增强，所述胎体增强层从一个胎圈延伸到另一个胎圈，所述胎冠增强层沿径向位于胎体增强层的外侧，该胎冠增强层包括至少两个叠置的增强帘布层，即一个位于另一个上面的帘布层。所述胎冠增强层的每个帘布层通常由多个增强元件组成，这些增强元件如此设置，以使得其与周向呈0°到70°范围内的角度。然而，这并不排除增强元件的角度大于70°。

作为一般原则，重型载货车辆轮胎的胎面设有胎面花纹，其通过由切口(凹槽和/或切槽)限界的突起单元形成，所述切口被设计为赋予轮胎在潮湿路面上的抓地力，特别是允许排出水。

当轮胎安装到其安装轮上并且在使用时承受额定压力和负载条件时，轮胎具有在其侧壁处测量的最大宽度尺寸L(L代表轮胎的侧壁上轴向分开最远的点之间的最大距离)。术语“轴向”或者术语“横向”在本说明书中表示平行于轮辋安装轮胎的旋转轴线的方向。

欧洲专利EP 1 048 489公开了当车辆在覆盖有水的道路上行驶时显著改变侧向排出的水的路径的装置的使用。该装置在轮胎的至少一个侧壁上包括至少一个由橡胶混合物制成的周向肋。

该突出部的目的是降低由行驶的轮胎朝向道路排出的液体流的路径，从而防止该液体流过度地朝上排出而形成妨碍其他道路使用者的飞溅。

另外，该专利中描述的技术方案可以限制胎面内、特别是接近胎冠增强帘布层端部的温度的升高。

然而，看起来当使用时在该专利中描述的装置可以被进一步改善。这是因为已经发现可能觉察到偏转流太强烈并且于是可能相对于轮胎行驶路径在横向方向上达到很大的距离。

发明内容

本发明的轮胎寻求通过提出一种技术方案来改善这种情况，该技术方案在当轮胎在覆盖有水的道路上行驶时依然偏转液体流的同时，降低液体流的动力(力量)和降低液体在横向方向上的最大喷溅距离。

为此，根据本发明的重型载货车辆轮胎包括胎面、侧壁和肋，所述胎面用于当轮胎在道路上行驶时与道路的行驶表面接触，所述侧壁在胎面的每一侧延伸，所述肋位于至少一个侧壁上，用于在轮胎在潮湿地面上行驶的情况下改变排出水的路径，该肋沿周向方向定向。

该肋包括由第一部分和第二部分形成的外壁，该第一部分在轮胎的侧壁与连接该肋的轴向最靠外的点的线之间延伸，该第二部分为第一部分的延续，并且径向向外延伸，直到胎面的轴向外边缘。

该轮胎的特征在于，用于改变液体流路径的肋设有动力降低装置，所述动力降低装置位于所述肋的外壁的第二部分上，并且包括至少一个突出部，所述突出部从外壁的第二部分伸出，并被布置，以产生压力降，从而在轮胎在覆盖有水的地面上行驶的情况下降低沿横向方向(即，平行于轮胎的旋转轴线的方向)排出的水的动力。另外，所述至少一个突出部与一虚线(T)相交，所述虚线(T)与胎面的轴向外边缘(N1)和所述至少一个突出部形成于其上的肋相切。

在有利的实施例中，动力降低装置的至少一个突出部由多个具有适宜横截面和适宜长度的桩柱形成，以在排出水中产生压力降。每个桩柱为由橡胶材料制成的细长元件，其可以与构成设置在侧壁上的周向肋的材料具有相同的特性或类型。术语“细长元件”应该理解为意味着其横截面的最大尺寸至少1.5倍地小于元件的高度。

有利地，所述桩柱在径向(或者基本上径向)方向、即垂直于旋转轴线的方向上定向，并且其具有足够的长度，以达到降低排出流体的动力的效果。当轮胎行驶时，在所述轮胎是新的以及当其支撑额定负载并且充气到额定压力时，它们可能接触或不接触道路。

在增大压力降而不停止排水的有利实施例中，桩柱在肋的外壁的第二部分上位于至少两个周向行中，一行的桩柱相对于相邻行的桩柱周向偏置，以便当轮胎在覆盖有水的地面上行驶时对水流产生大量的障碍。

各种形状的横截面可以用于桩柱，特别是圆形、四边形或者三角形。

每个桩柱可以具有恒定的横截面或者可在高度方向上变化的横截面。例如，可以设计具有随着朝着周向肋的壁移动其面积增加的横截面的桩柱。也可以提供这样的桩柱，其横截面积随着接近周向肋的壁而减小，以便在行驶期间在桩柱已经部分地磨损之后具有基本上恒定的抗挠刚度。

有利地，当在垂直于旋转轴线的平面上投影时测得的动力降低装置的突出部的空隙量最多等于在同一平面上投影的桩柱的总面积的15％。该空隙量实际上代表没有被一个或多个桩柱占据的空间，液体流可以穿过这些空间而不被偏转。空隙量为0％意味着在平行于旋转轴线的方向上桩柱之间没有自由通道。空隙量越大，液体流受桩柱的干扰越小。已经发现，大于15％的空隙量太高，以至于不能获得降低液体流的动力的显著效果。

在另一实施例中，根据本发明的轮胎的特征在于，动力降低装置的至少一个突出部由至少一个条带形成，该条带的横截面的尺寸(在子午线剖面中观察，即在包含旋转轴线的任意平面中观察)如此设计，即在轮胎在覆盖有水的地面上行驶的情况下，在排出水的作用下，所述条带弯曲变形，至少一个条带具有周向主取向，以降低在横向方向上排出的水的动力。措辞“周向主取向”在这里被理解为意味着在轮胎(围绕所述轮胎的旋转轴线)的一个完整回转中，该条带可呈之字形式。

在另一实施例中，轮胎的特征在于，至少一个条带在周向上是连续的(在此情况下，该条带可以是直线型条带或者之字形条带)。优选地，条带是不连续的，即由位于周向上的一连串或一系列小的翼片形成，以降低对外部误用或机械损伤(特别是人行道的冲击)的敏感性。

在另一有利实施例中，用于降低排出水的动力的装置由多个布置在周向行(或周向排)中的不连续周向翼片形成，一行的翼片相对于另一行的翼片周向偏置。

当轮胎包括相对于胎体增强层的外侧径向布置的胎冠增强层时，该胎冠增强层包括至少两个叠置的帘布层，每个帘布层设有呈丝线或帘线形式的增强元件，应用专利EP 1 048 489的教导是明智的。在此情况下，每个流动偏移肋满足在该专利中提到的要求。

这样，事实上，可以实现排出水的动力的实质降低，同时作为添加橡胶材料的结果仍然可以限制相继帘布层的端部附近的温度升高。

优选地，根据本发明的轮胎安装于车辆的前轴上。

附图说明

通过本说明书所附以及示出了以非限制性实例给出的实施例的附图可以更清楚地理解本发明。

图1示出了重型载货车辆轮胎的一部分的示意性子午线剖图，该轮胎包括位于一个侧壁上的排出水偏转肋，该肋包括根据本发明的动力降低装置；

图2示出了图1所示实施例的侧视图；

图3示出了图1中的实施例，其处于轮胎在覆盖有水的道路上行驶的配置中；

图4示出了根据本发明的动力降低装置的另一实施例，其由多个翼片形成；

图5示出了根据本发明的动力降低装置的另一实施例，其由之字形条带形成；

图6示出了在子午线剖面中的动力降低装置的另一实施例，其中桩柱具有增大的可变横截面；

图7示出了在子午线剖面中的本发明的另一实施例，其中动力降低装置的桩柱在基本上平行于轴向XX’的方向上定向；以及

图8示出了图1所示实施例的桩柱在垂直于旋转轴线的平面上的投影或由其导致的排水情况。

为了更容易地研究附图和阅读相应的描述，在这些附图中示出的相同的结构部件由相同的附图标记标识。

具体实施方式

图1示出了子午线剖面、即包含所述轮胎的旋转轴线(该轴线平行于图1中由线XX’示出的方向)的平面中的根据本发明的重型载货车辆轮胎1的局部剖视图。尺寸为385/55R 22.5的该轮胎1包括通过侧壁3与胎圈(未示出)相连的胎冠区域2。轮胎的胎冠2包括具有径向外侧行驶表面41的胎面4，当轮胎行驶时，该行驶表面用于与道路接触。该表面41轴向地终止于一条线，该线与该剖面的交点对应于点N1。在该图的剖面中可以看到，点N1对应于轮胎在额定行驶条件下行驶表面41的接触痕迹的轴向最靠外的点。

在侧壁3上示出了朝向轮胎的外侧伸出(根据定义，轮胎的内侧对应于其中施加充气压力的轮胎空腔或胎里)的肋5。在本例子中，肋5在轮胎1被模制和硫化的同时通过模制生产。

肋5包括由第一壁部分51和第二壁部分52形成的外壁，第一部分51在轮胎的侧壁3与连接肋的轴向最靠外的点A的线之间延伸，第二部分52为第一部分51的延续，并且径向向外延伸，直到行驶表面41的轴向外边缘N1。

另外，轮胎1在肋5上设有装置6，装置6用于当轮胎在覆盖有水的道路上行驶时降低侧向排出的水的动力(力量)。装置6由三个周向行(或周向排)61，62，63的橡胶桩柱600形成。这些桩柱600直立于肋的第二壁部分52上并且基本上沿径向方向(即，垂直于轮胎的旋转轴线的方向)定向。桩柱600的轴向最靠外的行61被布置为靠近肋的轴向最靠外的部分(对应于图上的A点)。桩柱600具有基本上相同的高度、具有圆形横截面和以下尺寸：直径等于3.5mm；高度等于11mm。

桩柱600的高度这样设计，以使得在该剖面中，所述桩柱与穿过胎面的行驶表面41的轴向最靠外的点N1的虚线T相交，该线T与位于点N1的轴向外侧的肋5相切。

在给出的例子中，将行驶表面41的轴向最靠外的点N1与肋5的轴向最靠外的点A分开的轴向距离L1等于30mm，同时点A与点N1之间的径向距离L2等于31mm。桩柱600的高度等于11mm。每个桩柱的直径大约在一端等于3.5mm而在另一端等于5mm(最大的直径位于靠近肋5的外表面52的位置处)。桩柱之间的平均节距为9mm。

如示出了图1的肋的部分侧视图的图2所示，桩柱600布置在周向行61，62，63中，以使得一行的桩柱周向地偏离相邻行的桩柱，从而增强压降效果。这里的空隙量达到大约15％。

在图3中可以看到，肋5的出现可以使得当轮胎行驶在覆盖有水的道路C上时侧向排出的水被不同地定向或导向(取向由箭头F1示出)，并且桩柱600的出现可以使得水排放或喷溅的动力非常明显地减小，一些排出水将以更大或更小的程度朝向道路折转(如箭头F2示出)。

有利地，桩柱通过适宜的连接半径连接到肋上，连接半径限制由于重复弯曲带来的应力集中，从而防止桩柱被扯掉。优选地，连接轮廓具有至少1mm的曲率半径。

当然，为了在轮胎行驶时获得本发明的益处，根据本发明的轮胎这样安装于车辆上，以使得设有肋和排出水动力降低装置的侧壁置于所述车辆的外侧。

图8示出了动力降低装置600的桩柱61，62，63在垂直于旋转轴线的平面上的投影。在该实施例中，具有一些空隙601，其未被至少一个桩柱阻塞且允许在轮胎行驶时排出或喷出的液体流沿着垂直于附图的平面的方向(即，平行于旋转轴线)穿过。这些空间601的总量与由内圆Ci和外圆Ce限界的圆环的总面积的比率小于20％。在示出的实施例中，该比率等于16％。内圆Ci经过桩柱的径向最靠内部分，而外圆Ce经过桩柱的径向最靠外部分。

图4示出了另一个实施例，其中肋5设有动力降低装置，其由从肋5的外壁的第二部分52伸出的两个周向行的突起700组成，当模制轮胎时，这些突出700中的每一个模制成橡胶翼片(或凸片)。每个橡胶翼片具有适宜的尺寸，以允许当轮胎在覆盖有水的道路上行驶时在排出水的作用下进行适当的弯曲。每一行包括大致布置在周向上(它们的最大尺寸位于周向上)的多个翼片。

图5中的实施例以侧视图的方式示出了肋5的一部分，在其外表面52上具有由沿周向设置的连续之字形条带700形成的动力降低装置(这里的空隙量或空隙率为0％)。该连续条带700可以有利地沿径向方向在其整个或者部分径向高度上被切口，或者设有多个孔，以仅仅允许部分液体流通过。

在图6中示出的实施例中，肋5设有桩柱600，其横截面积随着逐渐靠近肋5的径向外壁而均匀地增加。每个桩柱的横截面呈圆形，并且在桩柱的自由端具有最小的直径D1，而在靠近肋5的壁表面处具有最大的直径D2。在示出的例子中，桩柱的基部具有连接肋的区域，以为桩柱提供良好的锚固并且防止应力集中。

有利地，肋的外壁的第二部分具有横向曲率(在包含旋转轴线的横截面中测量)，以使得从外侧观察，当轮胎在地面上行驶时，该第二部分具有朝向地面的凹度。对于通常尺寸的重型载货车辆轮胎，该曲率的平均半径(在包含旋转轴线的横截面中获得)在10mm和25mm之间。

在另一实施例中，如图7中所示，呈桩柱600形式的突起可被设置为靠近胎面的行驶表面的轴向外边缘(与该附图的平面在点N1处相交)，这些突起在大致平行于轴向方向XX’的方向上定向。这些突起600在轴向方向上具有足以与一虚线T相交的长度，所述虚线T位于附图平面中，穿过点N1并且与肋5相切。

本发明并不局限于所描述和示出的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以进行各种变型。所有描述的实施例采用了连续的周向肋，但是，当然也可以模制不连续的周向肋作为一连串或一系列的肋部分，每个肋部分设有根据本发明的降低水喷射的动力的装置。

Claims (8)

1.轮胎(1)，其具有胎面(4)、侧壁(3)和肋(5)，所述侧壁(3)延伸所述胎面的边缘，所述肋(5)位于至少一个侧壁上，用于在轮胎在潮湿地面上行驶的情况下改变排出水的路径，所述肋(5)周向地定向并且包括由第一部分(51)和第二部分(52)形成的外壁，所述第一部分(51)在轮胎的侧壁(3)与连接所述肋(5)的轴向最靠外的点(A)的线之间延伸，所述第二部分(52)为所述第一部分(51)的延续，并且径向向外延伸，直到胎面的轴向外边缘(N1)，所述轮胎的特征在于，所述肋(5)包括动力降低装置(6)，所述动力降低装置(6)位于所述肋的外壁的第二部分(52)上，并且包括至少一个突出部(600，700)，所述至少一个突出部(600，700)被布置，以产生压力降，从而在轮胎在覆盖有水的地面上行驶的情况下降低沿横向方向排出的水的动力，所述至少一个突出部与一虚线(T)相交，所述虚线(T)与所述胎面的轴向外边缘(N1)和所述至少一个突出部形成于其上的肋(5)相切。

2.如权利要求1所述的轮胎(1)，其特征在于，所述动力降低装置的所述至少一个突出部由多个具有适宜横截面和适宜长度的桩柱形成，以在排出水中产生压力降。

3.如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，所述桩柱(600)在所述肋(5)的外壁的第二部分(52)上位于至少两个周向行(61，62，63)中，一行的桩柱相对于相邻线的桩柱偏置，以当轮胎在覆盖有水的地面上行驶时对水流产生大量障碍。

4.如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，当在垂直于旋转轴线的平面上投影时测得的所述动力降低装置(6)的突出部(600，700)的空隙量最多等于投影于同一平面上的桩柱的总面积的15％。

5.如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，所述桩柱(600)具有随着靠近所述周向肋(5)的第二部分(52)面积增加的横截面。

6.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述动力降低装置(6)的所述至少一个突出部由至少一个条带(700)形成，在子午线剖面中观察，所述至少一个条带(700)的横截面的尺寸使得在轮胎在覆盖有水的地面上行驶的情况下，在水流的作用下，所述条带(700)弯曲变形，所述至少一个条带具有周向主取向，以降低沿横向方向排出的水的动力。

7.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述动力降低装置(6)由多个布置在周向行中的不连续周向翼片(700)形成，一行的翼片相对于另一行的翼片周向偏置。

8.如权利要求6所述的轮胎，其特征在于，所述动力降低装置(6)由具有之字形状和在周向上定向的多个条带(700)中的至少一个形成。

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