CN101808836A - 包括具有凹口的橡胶块的轮胎的胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎的胎面(1)，其设有在滚动时与路面接触的滚动表面(10)，所述滚动表面包括多个具有与所述胎面的行驶表面(10)相交的中间轴线XX′的橡胶块(3)，每个橡胶块(3)具有围绕所述轴线XX′绕所述块延伸的侧壁(31)，所述侧壁(31)沿着具有封闭的几何轮廓的边缘(32)与所述行驶表面(10)相交，所述边缘(32)限定块与路面接触的接触表面(33)，所述块的侧壁(31)和相对的壁(11)限定切口(2)，其中所述橡胶块在其侧表面(31)上设有至少一个凹口(4)，所述凹口(4)具有垂直于所述块的侧表面测得的深度(s)和平行于所述块的侧面测得的厚度(1)，所述至少一个凹口(4)围绕所述轴线XX′至少部分地绕所述块(3)、即至少在180度上延伸。

Description

包括具有凹口的橡胶块的轮胎的胎面
技术领域
本发明涉及用于轮胎的胎面，并且特别是涉及用于这种胎面的胎面花纹，其包括新几何形状的切口，所述切口在无论如何不削弱胎面在磨损方面的耐用性的情况下改善该胎面在积水地面上的抓地性能。
本发明涉及为制造新式轮胎或翻新轮胎而设计的胎面，并且特别涉及包含许多呈沟槽和/或切口形式的切槽的用于所述胎面的胎面花纹。本说明书中的切口指2毫米或更小宽度的切槽，而沟槽为超过2毫米宽的切槽。
背景技术
例如从专利US 2100084、US 2339558、EP 0664230B1中获知制造切口的已知作法，其中所述切口在胎面的行驶(滚动)表面上的轮廓呈封闭的圆形，从而使得可以在与行驶表面相切的所有方向上具有有效边缘。这些切口中的每一个界定并分隔仅通过基部、也就是说通过橡胶块中距离行驶表面最远的部分与胎面相连的橡胶块(其横截面具有与胎面的宽度相比相对小的尺寸)。当与地面接触时该橡胶块被压缩并且还承受与接触表面相切的作用力，在行驶期间，橡胶块通过该接触表面与地面接触，所述作用力倾向于使该橡胶块剪切和弯曲变形。
橡胶块的这些变形带来导致增大滚动阻力和不均匀磨损的滞后损失。此处所提到的不均匀磨损指在整个行驶表面上的不均匀磨损，也就是说，局部比整个胎面磨损更显著的磨损。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种胎面，所述胎面设有多个由切口界定的橡胶块，并且其在无论如何不降低对磨损的耐久性的情况下相对于现有技术的胎面改善滚动阻力。胎面的耐久性指在磨损程度达到磨损指示器指示必须拆除并更换或翻新胎面之前可以使用所述胎面的持续时间。
该目的通过具有厚度E并设有用于在行驶期间与路面接触的行驶表面的轮胎的胎面实现，该胎面包括多个具有中间(平均)轴线XX′的橡胶块，该中间轴线XX′与胎面的行驶表面相交。每个橡胶块具有最多等于胎面的厚度E的高度H，并且包括围绕轴线XX′绕所述橡胶块一整圈的侧壁，该侧壁在边缘处与行驶表面相交，该边缘在行驶表面上的轮廓是封闭的，该边缘界定接触表面，橡胶块通过该接触表面与路面接触。该橡胶块包括位于与接触表面具有距离H处的基部，所述橡胶块通过该接触表面与路面接触。
每个橡胶块的侧壁在胎面内部的其基部处与一相对的壁相连，橡胶块的侧壁和所述相对的壁限定出具有平均宽度e的切口。
此外，橡胶块在其侧表面上设有至少一个凹口，所述凹口具有垂直于块的侧表面测得的深度S和平行于块的侧面并在块的高度上测得的宽度L，所述至少一个凹口围绕所述轴线XX′形成至少部分周圈并且相对于行驶表面位于块的高度H的20％和80％之间。
优选地，由该凹口(如果仅存在一个凹口)或者多个凹口所确定的总角度等于至少180度。在至少两个凹口的情况下，每个凹口的角度的总和必须至少等于180度。
优选地，该凹口围绕轴线XX‘形成至少一个完整周圈，也就是说，在至少360度以上。
凹口的尺寸这样设计，以使得其深度S和其宽度L至少等于切口的宽度e。
每个切口由主要在两个相互面对的主壁之间界定的空隙限定，所述壁垂直于行驶表面或相对于行驶表面倾斜。有利地，对于用于重型货车的行驶表面，界定橡胶块的切口的宽度小于2毫米(优选在0.05毫米和2毫米之间)。
由切口界定的橡胶块的平均方向XX′指将橡胶块基部(即，橡胶块朝向胎面内部最远的部分)的重力的几何中心与接触表面的重力的几何中心相连的方向，橡胶块通过所述接触表面与路面接触(当橡胶块的母线垂直于该表面时，该方向与所述表面形成90°的角度)。
包括界定本发明的橡胶块的切口的胎面花纹具有以下优点，即具有与地面接触的长段有效边缘，并且这对于所述胎面的不同磨损程度来说也是适用的。
根据本发明的胎面花纹还允许补偿滚动阻力，也就是说，可通过将橡胶块经受的变形局部化于橡胶块的凹口和接触表面之间的部分上来限制与胎面材料的周期性变形有关的滞后损失。因此，对于相同尺寸的轮胎，可以增大边缘的长度，以便改进抓地力并同时限制胎面的变形。
在每个块中形成的凹口以块的枢轴点的方式工作，其允许橡胶块的沿径向位于凹口外部的部分与沿径向位于内部的部分去耦或分隔。这样，有效限制了被传递到块的基部的橡胶的移动。
优选地，至少一个凹口位于块的高度H的20％和80％之间、更优选在高度H的70％和80％之间(在后一种情况下，凹口被形成为距离块的基部比距离行驶表面更近)。
有利地，新块的接触表面的面积小于块的基部的面积。更有利地，块的接触表面的面积从新状态下的表面到块的基部连续增大。
为了限制块的位于凹口和基部之间的部分的移动，提供至少一个与胎面的其余部分的附加连接是明智的，该附加连接通过将块的侧壁与相对的壁相连的橡胶桥接件来提供，该橡胶桥接件位于块的基部附近并且高度限制在最靠近块的基部的下面。
在后一种情况下，有利的是，期望具有围绕块均匀地分布的四个橡胶桥接件。
附图说明
为了更好地理解本发明及其优点，现在借助于以下附图描述本发明的多个可选形式的实施例：
图1A以横截面的形式示出了包括多个根据本发明的第一可选形式的实施例的块的胎面的一部分；
图1B描绘了图1A中所示的胎面的行驶表面；
图2示出了根据本发明的块的第二可选形式的实施例；
图3示出了根据本发明的块的第三可选形式的实施例，其中凹口沿着一部分螺旋线行进；
图4示出了根据本发明的块的第四可选形式的实施例；
图5示出了根据本发明的块的第五可选形式的实施例；
图6示出了根据本发明的块的第六可选形式的实施例；
图7示出了用于装配到模具中以模制根据本发明的第七可选形式的实施例的块的叶片；以及
图8示出了包括多个根据本发明的橡胶块的、用于重型货车的轮胎的胎面的一部分。
为了使附图和说明易于理解，当指示相同功能和/或结构元件时，在附图中使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1A以横截面的形式示出了轮胎的胎面1的一部分，所述胎面1具有在新件的状态下测得的厚度E，该厚度为将用于在行驶期间与路面接触的行驶表面10与用于压在生胎的径向最靠外表面上的内表面10′隔开的距离。
根据本发明的胎面1设有由此处未示出的沟槽和切口(刀槽花纹)所形成的胎面花纹。至少一些切口为将具有高度H的橡胶块3从胎面的其余部分界定和隔离出来的、深度H小于胎面1的厚度E的圆柱形切口2。每个橡胶块3包括将所述块3与胎面1相连的基部30(朝向胎面内部最远的部分)并且具有与胎面的行驶表面10相交的中间轴线XX′。该中间轴线XX′是通过块3的接触表面33和所述块的基部30的重力G1、G2的几何中心的虚直线。
每个橡胶块3包括围绕中间轴线XX′绕所述块一圈的侧壁31；该侧壁31沿边缘32与行驶表面相交，所述边缘32在行驶表面上的几何轮廓是封闭的，该边缘32界定出块33与路面接触的接触表面。每个块3的侧壁31在块3的基部30处通过连接部分20与相对的壁11相连。块3的侧壁31和相对的壁11限定平均宽度e等于0.5毫米的切口2。在该具体例子中，块3具有为圆形横截面的几何形状；当然，可以设想任何块横截面。
此外，橡胶块3在其侧表面31上设有凹口4，所述凹口4具有垂直于块的侧表面31测得的、在该例子中等于0.5毫米的深度S和平行于块的侧面31并在块的高度上测得的、在该情况下等于1.0毫米的宽度L。当在图1A的平面中观察时，该凹口具有半圆形的横截面(如果深度S等于宽度L的一半)并且围绕轴线XX′绕块3一整圈。在该第一可选形式的实施例中，凹口4位于与行驶表面10相距距离P的位置处，该距离在围绕块的所有点处是恒定的。优选地，该距离在界定橡胶块3的切口2的深度H的20％和80％之间的范围内。距离P在新的胎面的行驶表面10和由块的侧表面31上的凹口4形成的最靠近的边缘之间测得。
图1B示出了图1A的橡胶块3的行驶表面的视图。可以看出形状为圆形且具有直径D0(在该例子中等于8毫米)的接触表面33和呈圆形且具有宽度e的切口2。块3的横截面在凹口4处减小为在该例子中等于7毫米的直径D1。
图2示出了块3的第二可选形式的实施例，其中限定所述块的切口2沿径向在内部终止于宽度大于切口的宽度e的加宽部分20。此外，在与产生于橡胶块3的侧面31中的凹口4相对的胎面的壁11上形成第二凹口5。因此，可允许在沿径向位于该第二凹口5的外部的胎面的边缘附近局部地改变压缩刚度并从而改进磨损性能。在该可选形式的实施例中，该第二凹口5形成于与在橡胶块上形成的凹口相同的深度P处，但是也可以形成于不同的深度处。同样，可以设想在胎面的侧壁11上形成比块的侧壁上更多数量的凹口5。
在前述可选形式的实施例中，在新轮胎的行驶表面10上界定出橡胶块3的切口2的几何轮廓呈圆形；当然，所描述的各种特征可以适用于采用不同形状：椭圆形、矩形等。
图3示出了块3的第三可选形式的实施例，其中圆柱形的橡胶块的侧面31设有凹口4，该凹口4绕所述块一整圈并且围绕中间轴线XX′沿螺旋状路径行进。根据该可选形式的实施例，随着胎面从终止于最大深度P10的第一台阶P1处向下磨损，在行驶表面上逐渐出现凹口；所述两个深度优选在界定块3的切口2的深度的20％和80％的范围内。
图4示出了块3的第四可选形式的实施例，其中随着胎面磨损，块的接触表面的面积减小，直到其到达凹口4处，并且接着向下增大到所述块的基部30处。在所示的实例中，凹口4绕块一整圈并且位于相对于新块的接触表面所测得的深度P处。在新接触表面处，直径为D1，接着在凹口处变为D0，并且最后在基部处具有数值D2，所述三个直径遵循D2＞D1＞D0的关系(D2大于D1，D1大于D0)。
块的横截面积在凹口处的减小在此处表现为块的新接触表面的面积的20％，并且其后块的基部的面积与块在新状态下的同一接触表面相比增加20％。
该结构可通过从凹口下面的部分到达行驶表面时开始增大块的刚度来改善行驶期间胎面的性能，同时随着胎面磨损增加边缘的长度。
在根据本发明和图5中所描绘的块3的第五可选形式的实施例中，凹口4完全围绕所述块，其中新的接触表面33是具有长轴(主轴)Y1的椭圆，并且其中块3的基部30的表面也是具有长轴Y2的椭圆。在该可选形式的实施例中，新的接触表面和块的基部的表面的长轴Y1和Y2在不同方向上延伸并且具有优选为至少45度的偏移角(α)。
图6示出了本发明的第六可选形式的实施例，其中块3在大部分上由切口2界定并且在较小程度上由沟槽6界定。在该可选形式的实施例中，凹口3形成于界定切口2的块3的侧壁31上。
图7描绘了用于装配到模制胎面的模具上的模制元件7。该模制元件7用于模制根据本发明的切口的形状，并且用于在胎面中分隔橡胶块。在所示出的方案中，该模制元件7包括用于固定到胎面模具上的圆柱形的第一部分71和作为第一部分的延续的第二部分72，该第二部分72由厚度对应于用该模制元件模制而成的切口的宽度的叶片所形成。在所示出的方案中，模制出的切口呈大致截头圆锥形。此外，模制元件7在其第二部分72上并且在距离第一部分71最远的端部74处包括宽度比形成第二部分72的叶片的厚度更大的鼓出部分。在元件7的第二部分72的高度的大致中间位置处形成凸圈73，该凸圈73被如此形成，以在该元件的内表面和外表面上突出，该凸圈73用于在由该元件模制的切口界定的块上模制凹口以及在相对的壁上模制凹口。
此外，凹口75通过元件7的壁形成并且在叶片的朝向胎面内部最远的端部74之间延伸；该凹口75用于在由元件模制的块的侧面和相对的壁之间模制橡胶桥接件。位于界定切口的壁之间的该局部连接通过将橡胶块更进一步尽可能靠近地(即，在所述基部和最靠近所述基部的凹口之间)固定到其基部上来放大所期望的枢转现象。在该实例中，通过凸圈73模制最靠近块的基部的块中的凹口。
图8示出了用于重型货车的轮胎的胎面的一部分，其设有五个周向延伸并且界定四个中间肋条81的沟槽6。在所述中间肋条81的每个侧面上轴向地形成两条边缘肋条82。每个中间肋条81包括多个界定肋条的一部分810的横切口6；在每个肋条部分810上形成两个块301，其中模制元件对应于图7中所示的元件。所述两个块301在圆周方向上相互偏离。
此外，边缘肋条82包括多个在形状上与中间肋条的块301相同的块302；这些块302的直径是中间肋条81的块301的直径的2.5倍。
这样，可以获得与路面接触的非常长的边缘长度，同时限制刚度损失并且改善橡胶块在其与路面接触中的机械运行。
本发明不限于所描述和描绘的实例，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种改进。例如，尽管在所给出的所有实例中，所示出的橡胶块的接触表面在新的状态下与胎面的行驶表面处于相同高度，但是很容易将相同的教导应用到接触表面偏离胎面的表面的橡胶块(这意味着，该接触表面可相对于行驶表面凹入或凸出)。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.轮胎的胎面(1)，其具有一厚度并设有用于在行驶时与路面接触的行驶表面(10)，该胎面(1)包括多个具有与所述胎面的行驶表面(10)相交的中间轴线XX′的橡胶块(3)，具有至少等于所述胎面的厚度的高度的每个橡胶块(3)包括围绕所述轴线XX′绕所述块一整圈的侧壁(31)，该侧壁(31)在边缘(32)处与所述行驶表面(10)相交，所述边缘(32)在行驶表面(10)上的几何轮廓是封闭的，该边缘(32)界定接触表面(33)，所述块通过该接触表面(33)与路面接触，每个块的侧壁(31)在所述胎面内部的其基部(30)处与相对的壁(11)相连，所述块的侧壁(31)和相对的壁(11)界定具有平均宽度(e)的切口(2)，所述胎面的特征在于：
所述橡胶块(3)在其侧表面(31)设有至少一个凹口(4)，所述凹口(4)具有垂直于所述块的侧表面(31)测得的深度和平行于所述块的侧面测得的宽度，所述至少一个凹口(4)围绕所述轴线XX′绕所述块一整圈，即至少在360度以上，并且所述至少一个凹口(4)位于所述块的高度H的20％和80％之间。
2.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，由所有凹口确定的总角度至少等于180度。
3.根据权利要求1和2之一所述的胎面，其特征在于，至少一个凹口(4)以螺旋线的一部分的形式围绕所述轴线XX′卷绕。
4.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，一个凹口(4)绕所述块一整圈，并且位于与所述块的接触表面(33)之间的距离(P)在所述块的高度H的70％和80％之间的位置处。
5.根据权利要求1至4之一所述的胎面，其特征在于，每个凹口(5)的尺寸如此设计，以使得它们凹入所述块中的深度和它们的宽度分别至少等于界定所述块(3)的切口(2)的平均宽度。
6.根据权利要求1至5之一所述的胎面，其特征在于，新块的接触表面(10)的面积小于所述块的基部(30)的面积。
7.根据权利要求6所述的胎面，其特征在于，所述接触表面的面积从新的状态的表面到所述块的基部连续增大。
8.根据权利要求1至7之一所述的胎面，其特征在于，所述块还包括至少一个与所述胎面的其余部分的附加连接，该附加连接通过将所述块的侧壁与相对的壁相连的橡胶桥接件提供，该橡胶块非常靠近所述块的基部并且在高度上限制在最靠近所述块的基部的凹口的下面。
9.根据权利要求8所述的胎面，其特征在于，每个块包括围绕所述块均匀地分布的四个橡胶桥接件。
10.根据权利要求1至9之一所述的胎面，其特征在于，界定新块的接触表面(33)的边缘(32)的几何轮廓是具有长轴的椭圆，并且所述块的基部的轮廓也呈椭圆的形状，该椭圆具有与新接触表面的椭圆的长轴不同地定向的长轴。
11.根据权利要求1至10之一所述的胎面，其特征在于，与橡胶块的侧壁(31)相对的壁(11)具有与位于所述块的侧壁(31)上的凹口(4)相对的凹口(5)。

Claims (12)

1.轮胎的胎面(1)，其具有一厚度并设有用于在行驶时与路面接触的行驶表面(10)，该胎面(1)包括多个具有与所述胎面的行驶表面(10)相交的中间轴线XX′的橡胶块(3)，具有至少等于所述胎面的厚度的高度的每个橡胶块(3)包括围绕所述轴线XX′绕所述块一整圈的侧壁(31)，该侧壁(31)在边缘(32)处与所述行驶表面(10)相交，所述边缘(32)在行驶表面(10)上的几何轮廓是封闭的，该边缘(32)界定接触表面(33)，所述块通过该接触表面(33)与路面接触，每个块的侧壁(31)在所述胎面内部的其基部(30)处与相对的壁(11)相连，所述块的侧壁(31)和相对的壁(11)界定具有平均宽度(e)的切口(2)，所述胎面的特征在于：
所述橡胶块(3)在其侧表面(31)设有至少一个凹口(4)，所述凹口(4)具有垂直于所述块的侧表面(31)测得的深度和平行于所述块的侧面测得的宽度，所述至少一个凹口(4)围绕所述轴线XX′形成绕所述块的至少部分周圈，并且所述至少一个凹口(4)位于所述块的高度H的20％和80％之间。
2.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，由所有凹口确定的总角度至少等于180度。
3.根据权利要求2所述的胎面，其特征在于，至少一个凹口(4)围绕所述轴线XX′绕所述块一整圈，即，至少在360度以上。
4.根据权利要求1至3之一所述的胎面，其特征在于，至少一个凹口(4)以螺旋线的一部分的形式围绕所述轴线XX′卷绕。
5.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，一个凹口(4)绕所述块一整圈，并且位于与所述块的接触表面(33)之间的距离(P)在所述块的高度H的70％和80％之间的位置处。
6.根据权利要求1至5之一所述的胎面，其特征在于，每个凹口(5)的尺寸如此设计，以使得它们凹入所述块中的深度和它们的宽度分别至少等于界定所述块(3)的切口(2)的平均宽度。
7.根据权利要求1至6之一所述的胎面，其特征在于，新块的接触表面(10)的面积小于所述块的基部(30)的面积。
8.根据权利要求7所述的胎面，其特征在于，所述接触表面的面积从新的状态的表面到所述块的基部连续增大。
9.根据权利要求1至8之一所述的胎面，其特征在于，所述块还包括至少一个与所述胎面的其余部分的附加连接，该附加连接通过将所述块的侧壁与相对的壁相连的橡胶桥接件提供，该橡胶块非常靠近所述块的基部并且在高度上限制在最靠近所述块的基部的凹口的下面。
10.根据权利要求9所述的胎面，其特征在于，每个块包括围绕所述块均匀地分布的四个橡胶桥接件。
11.根据权利要求1至10之一所述的胎面，其特征在于，界定新块的接触表面(33)的边缘(32)的几何轮廓是具有长轴的椭圆，并且所述块的基部的轮廓也呈椭圆的形状，该椭圆具有与新接触表面的椭圆的长轴不同地定向的长轴。
12.根据权利要求1至11之一所述的胎面，其特征在于，与橡胶块的侧壁(31)相对的壁(11)具有与位于所述块的侧壁(31)上的凹口(4)相对的凹口(5)。
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