CN102202917B - 车轮用轮胎 - Google Patents

Abstract

一种车轮用轮胎，包括具有多个凹槽(9)的胎面带(4)，并包括多个从凹槽(9)的底面(15)突出的突出元件(18)。突出元件(18)具有比凹槽(9)的深度(H)小的高度(h)，每个突出元件(18)都具有靠近底面(15)布置且小于其远端部(18a)的近端部(20)。突出元件(18)包括连接到底面(15)的杆(21)、以及从杆(21)的远端在互相相反方向上延伸的两个尾部件(22)。

Description

车轮用轮胎

技术领域

本发明涉及车轮用轮胎。

更具体地，本发明涉及用于城市或郊区类型卡车的车轮的轮胎，其设计为大部分工作寿命在铺设沥青的道路上行驶，但也在局部铺设沥青的道路或者粗糙的道路上行驶。

背景技术

具体地，当在上述类型的道路(粗糙道路或局部铺设沥青的道路)上行驶时和/或当在有细砂砾或小石块的大型货物分类广场中操作时，一些石块或砂砾可能陷在胎面带的纵向或横向凹槽中。由于在约8和20mm之间的凹槽宽度，石块容易进入由接触路面的印痕部施加的压力挤压的凹槽，并持续陷在其中。实际上，在滚动过程中，其自身的离心力不足以将石块排出。

接下来在压缩沥青或水泥路面上行驶的过程中，轮胎在与地面的接触区域(地面接触印痕)中的周期性变形将石块挤压向石块所陷的凹槽的底部和侧部，这可能会引发弹性体材料的撕裂(这种现象称为“石块钻凿”)。对弹性体材料的钻凿能使轮胎劣化并导致形成到达轮胎第一带束带的宽裂纹。在这种情况下，有必要拆卸并维修或更换轮胎。

为部分地克服这个缺陷，已知在胎面凹槽的底部处形成在本领域中被称作“石块弹射”元件的突起，该突起适于防止石块陷入并协助排出该石头。

文献EP1810849A1公开了一种轮胎，其设有间隔布置在凹槽中的突起。每个突起在高度上比界定凹槽的块延伸得较少，并且由所述块分隔开。每个突起包括具有顶部的主要部分和具有斜坡的斜面部分，该斜坡与凹槽底部形成在3°和60°之间的角度。陷在凹槽中的石块在斜坡上向上运动并从凹槽排出。

发明内容

申请人注意到，已知的用于排出受陷石块的突起的逐渐变细或不变的截面形状无法对石块提供宽到足以执行其任务的端面或顶面。事实上，石块成功地穿过突起和凹槽的侧壁之间并保持陷于其中。

申请人还注意到，产生向上端逐渐变细并设置有延伸顶面的突起会减小位于该突起的基底和凹槽的侧壁之间的空间。结果，还必须减小所述侧壁和凹槽底部之间的连接半径，这将导致轮胎的抗疲劳性恶化。事实上，申请人注意到，在滚动过程中地面接触印痕处的轮胎反复变形会导致产生疲劳现象，该疲劳现象尤其集中在由例如所述侧壁和凹槽底部界定的胎面角中。

申请人认识到，能够通过使突出元件在凹槽底部处的基底尺寸小于顶部的尺寸来增加突出元件和石块之间的接触面并同时也增加所述连接半径。

更具体地，本发明涉及一种车轮用轮胎，包括：

具有胎面图案和多个凹槽的胎面带；

多个从所述凹槽的底面突出的突出元件；

其中所述突出元件的高度比所述凹槽的深度小；

其中所述突出元件具有远端部和靠近所述底面布置的近端部；

其中所述近端部包括比所述远端部的径向靠外表面小的径向靠内表面。

所请求保护的本发明使得能制造可有效防止石块陷入的轮胎。事实上，根据本发明制造的突出元件的顶部为进入凹槽的石块提供宽的停靠表面，防止所述石块到达凹槽底部。

此外，突出元件向着置于凹槽底部处的附接区域逐渐变细，这使得突出元件具有很大的侧向柔性。当石块被压靠顶部时，石块使突出元件侧向弯曲，突出元件接下来弹性回复以恢复其未变形构造，这有助于使石块从底部运动离开并使其从凹槽中排出。

本发明还可具有以下说明的一个或更多的优选特征。

优选地，近端部在突出元件的径向截面中具有比远端部的轴向延伸长度小的轴向延伸长度。

突出元件的宽停靠表面及其朝向凹槽的一个侧壁所发生的弯曲(使顶部抵靠所述侧壁)防止石块陷在突出元件和侧壁之间。

此外，突出元件的附接区域在凹槽底部处的缩小尺寸使得能增大凹槽的底面和侧壁之间的连接半径，以便因此减小在该区域中由于疲劳现象而发生撕裂的危险。因此，突出元件也能被定位在位于轮胎肩部上的凹槽中，在该位置疲劳现象更明显。

替代地或附加地，近端部在突出元件的周向截面中具有比远端部的周向延伸长度小的周向延伸长度。

根据优选实施例，突出部包括连接到底面的杆和从杆的远端部在互相相反的方向上延伸的两个尾部件。

此外，优选地，尾部件在其间界定设置在远端部上的凹陷。

优选地，突出元件具有T形径向截面。

优选地，突出元件具有Y形径向截面。

这些构造使得能在硫化步骤中将轮胎从模具中容易地分离出来，因为在移除过程中，突出元件可通过其尾部件的互相接近而自由地变形，从而消除由所述尾部件限定的底切。

突出元件具有在径向截面中测量的最大宽度“s”和最小宽度“b”，且“b/s”比小于1。优选地，“b/s”比小于约0.8。此外，“b/s”比大于约0.2。例如，“b/s”比等于约0.4。

上述比值优化了突出元件的柔性和强度之间的平衡。

优选地，凹槽具有深度“H”，突出元件具有高度“h”，且“h/H”比小于1。优选地，“h/H”比小于约0.85。此外，“h/H”比大于约0.2。例如，“h/H”比等于约0.4。

上述比值使得可归因于胎面的轮胎性能(例如牵引力和在粗糙路面上的附着力、排水性能)得以优化，而同时使得突出的“石块弹射”元件能够有效地工作。

突出元件具有在径向截面中测量的最大宽度“s”，凹槽具有在径向截面中测量的最大宽度“l”，且“s/l”比小于1。优选地，“s/l”比小于约0.7。此外，优选地，“s/l”比大于约0.2。更优选地，“s/l”比大于约0.5。

上述比值优化突出元件的侧向弹性可移动性和提供给石块的顶面的延伸之间的平衡。

根据一个优选实施例，突出元件沿凹槽的纵向延伸方向互相对齐，且互相间隔开距离“d”。

优选地，突出元件具有沿凹槽的纵向延伸方向测量的长度“L”，且“d/L”比小于约2，更优选地“d/L”比小于约1。

此外，优选地，“d/L”比大于约0.1；更优选地，“d/L”比大于约0.5。

优选地，凹槽是周向凹槽，胎面图案具有节距“P”，突出元件具有沿凹槽的纵向延伸方向测量的长度“L”，且“L/P”比小于约0.7；更优选地，“L/P”比小于约0.2。

此外，优选地，“L/P”比大于约0.05；更优选地，“L/P”比大于约0.07。

优选地，每个节距“P”中突出元件的数量小于10。

此外，优选每个节距“P”中突出元件的数量大于或等于1；更优选地是4。最优选地，每个节距“P”中突出元件的数量小于8。。

这些特征使得突出元件能变形并更好地适应石块形状，以便突出元件能在不被损坏太多的情况下工作。

优选地，突出元件具有在径向截面中测量的最小宽度“b”，凹槽具有在径向截面中测量的最小宽度“q”，“b/q”比小于约0.6，更优选地小于0.4。

此外，优选地，“b/q”比大于约0.1，更优选地“b/q”比是0.2。

对突出元件在根部的宽度的限制使得所形成的连接部宽到足以减少危险的疲劳现象的出现。

优选地，凹槽在径向截面中具有在底面和侧壁之间的连接半径，该连接半径大于3mm。更优选地，连接半径大于5mm。

从对根据本发明的优选而非排它的车轮用轮胎的实施例的详细说明将更清楚其他特征和优点。

附图说明

以下结合附图进行说明，附图以非限制性示例的方式给出，其中：

-图1是根据本发明的轮胎的局部直径方向截面图；

-图2是局部平面图，示出属于图1示出的轮胎的胎面带；

-图3示出图1示出的轮胎的一个放大部分，示出根据本发明的突出元件；

-图4示出图3示出的突出元件的第一替代实施例；

-图5示出图3示出的突出元件的第二替代实施例；

-图6示出图3示出的突出元件的第三替代实施例。

具体实施方式

参照附图，1代表根据本发明的车轮用轮胎。此处所示的轮胎1适于用在市区/郊区类型的卡车车轮上。

轮胎1包括大致上环状构造的胎体结构2、绕胎体结构2周向延伸的带束结构3、施加到带束结构3的周向外部位置处的胎面带4和一对在胎体结构的两侧横向施加到胎体结构2的侧壁5，每个侧壁都从胎面带4的侧边缘延伸到胎体结构2的径向内边缘附近。侧壁5和胎面带4中每个都基本上包括至少一层具有适当厚度的弹性体材料。

为本发明的目的，应当指出，术语“弹性体材料”是指包括至少一种弹性体聚合物和至少一种强化填料的复合物。优选地，该复合物还包括例如交联剂和/或增塑剂的添加剂。由于交联剂的存在，能通过加热将该材料交联，以形成最终制成品。

胎体结构2包括一个或多个胎体帘布层6，所述一个或多个胎体帘布层具有稳定地连接到一对环形锚定结构7的轴向相对的端部垫带，胎体帘布层与通常被称为“胎圈”的区域成一体。胎体帘布层6可由所谓的“衬里”完全覆盖，该衬里即为常引入所使用轮胎中的空气或其他膨胀流体不能透过的弹性体材料的薄层，该衬里在轮胎1的径向内表面1a的整个延伸长度上延伸。

一系列切口8a、8b以及纵向和/或横向的凹槽9形成在轮胎1的胎面带4的径向外表面上，且被适当地设置为形成所期望的“胎面图案”10。

如图2中所示，以非限制性示例的方式示出的胎面图案10包括五个以并排方式轴向设置且由四个周向凹槽9轴向界定的周向部10a、10b、10c、10d、10e。

在三个中心周向部10b、10c、10d的每个中，胎面图案10基本上由沿轮胎1的周向延伸方向重复的几何模块11限定。每个几何模块11以节距“P”沿所述周向延伸方向延伸。

应当指出，在本说明书中术语“几何模块”指基本上相继重复并沿胎面带的整个周向延伸长度总是相同的胎面图案的预定部分。

然而，模块在保持相同的图案构造的同时可以具有不同的周向长度，并沿轮胎的周向延伸方向以预定的次序一个接着一个，以便根据预定的所谓“节距序列”使滚动噪音分布在更宽的频谱上。更具体地，三个中心周向部10b、10c、10d的每个都具有多个大致横向的切口8a，这些切口从一个凹槽9穿过相应周向部10b、10c、10d的整个宽度延伸到另一个凹槽。横向切口8a可相对于轴向方向倾斜。在图2中示出的示例中，每个横向切口都由通过大致上在周向方向上定向的连接段彼此连接的两个或三个直线段限定。沿周向延伸方向，两段的横向切口8a与三段的横向切口8a交替。

三个中心周向部10b、10c、10d中的一个或更多可以还具有连接两个相继的横向切口8a的大致上纵向的切口8b。纵向切口8b可相对于周向方向倾斜。在示出的实施例中，单个纵向切口8b连接两个相继的横向切口8a，并且前述纵向切口8b彼此错开。每个纵向切口8b都是属于三段横向切口8a之一的连接段的延伸部。

每个几何模块11都由周向凹槽9和一对相继的三段横向切口8a界定。几何模块11还具有将它分成四个块12的一个两段横向切口8a和两个纵向切口8b。

两个侧面的周向部或肩部10a、10e具有一系列能从轴向外部的周向凹槽9延伸约相应周向部10a、10e的一半宽度的肩切口13。一系列凹口14可和肩切口13交替。在图2中的示例中，凹口14不延伸到凹槽9。对每个节距“P”，胎面带4都具有一个凹口14和一个肩切口13。

每个周向凹槽9都具有(图3)在胎面带4的外滚动表面上测量的在10mm和30mm之间的深度“H”以及在8mm和20mm之间的宽度“l”(优选在13mm和16mm之间)。

切口8a、8b、13、14具有优选比凹槽9的深度延伸得较小的深度，(仅作为示意)例如在2mm到10mm的范围中，并具有优选小于凹槽9的宽度的宽度，(仅作为示意)例如在2到10mm的范围中。

参照图3-6，每个凹槽9都具有底面15和将所述底面15连接到胎面带4的外滚动表面的两个侧壁16。通常，侧壁16从底面15开始向着外表面而彼此发散开。在凹槽底部上测量的凹槽9的宽度“q”优选在约6mm和约16mm之间。如图3中所示，由于底面15通过连接面17连接到侧壁16，该宽度“q”(凹槽9的最小宽度)是在侧壁16所在的面和底面15所在的面的交叉之间测量得到的。所述连接面17(图4)的半径“R”优选在约3mm和约5mm之间。

在一个或更多凹槽9中(优选在所有凹槽中)，设置有多个弹性体材料的突出元件18；这些突出元件沿凹槽9的周向延伸方向互相对齐(如图2中所示)并且从底面15径向延伸(如图1和3-6中清楚示出)。

每个突出元件18都包括远端部18a，该远端部设置有设计成与进入所述凹槽9的石块进行接触的径向外顶部19。

突出元件18从底面15沿垂直于滚动表面并与径向方向大致重合的方向测量的高度“h”小于凹槽9的深度，并优选在约5mm和约25mm之间。突出元件18的高度“h”和凹槽9的深度“H”之比小于1，优选在约0.2和约0.85之间，更优选在约0.4和约0.85之间。

每个突出元件18都具有从靠近底面15并与底面连接的近端部20朝向顶部19的发散形状。术语“发散形状”是指近端部20小于远端部18a，或者换言之突出元件18从它的近端部20向着顶部19增大。因此，近端部20的径向靠内表面(指所述近端部20的横向于其径向延伸方向的截面的表面)小于远端部18a的径向靠外表面。远端部18a的径向靠外表面是远端部18a的横向于突出元件18的径向延伸方向的截面。

优选地，该发散形状是在与此处示出的优选实施例中轮胎1的径向截面相一致的横向于凹槽9的截面中获得的。根据未示出的替代实施例，突出元件18可以仅在或也在所述凹槽9的纵向截面中发散，该纵向截面与此处示出的优选实施例中轮胎1的周向截面(形成在与轮胎1的赤道面平行的平面中)相一致。

例如，突出元件18可具有圆锥的主体或角锥的主体的形状，或者可以具有T形或Y形构造。

更具体地，突出元件18包括连接到底面15并从底面延伸的杆21、以及从杆21的远端在互相相反的方向上延伸的两个尾部件22。两个尾部件22限定远端部18a，承载顶部19并向凹槽9的侧壁16延伸却不和侧壁接触(至少在突出元件18的未变形位置中)。

根据图3中的实施例，突出元件18的径向截面具有T形构造，顶部19是由大致上沿轮胎1的轴向方向延伸的两个尾部件22承载的平坦表面。

根据图4和6中的实施例，突出元件18的径向截面具有Y形构造，两个尾部件22相对于轴向方向倾斜而且还在其间界定凹陷23。

在图5中示出的实施例中，顶面19具有凸面形状。

突出元件18在它的尾部件22处具有最大宽度“s”，且在杆21处具有最小宽度“b”(两个宽度都是沿与胎面4的滚动表面相切的方向测量的，该方向在示出的实施例中与和轮胎1相关的轴向方向大致一致)。“b/s”比小于1，优选在约0.2和约0.8之间，更优选地在约0.4和约0.8之间。

突出元件18的最大宽度“s”和凹槽8的最大宽度“l”之间的比小于1，优选在约0.2和约0.7之间的范围中，更优选地在约0.5和约0.7之间的范围中。

此外，突出元件18的最小宽度“b”和凹槽9的最小宽度“q”之间的比优选在约0.1和约0.6之间，更优选地在约0.2和约0.4之间。

突出元件18沿凹槽9的纵向延伸方向互相间隔开距离“d”，且每个突出元件都具有长度“L”(图2)。距离“d”优选在约5mm和约20mm之间，长度“L”优选在约10mm和约30mm之间。“d/L”比优选在约0.1和约2之间，并且更优选地在约0.5和约1之间的范围中。

长度“L”和节距“P”之间的比在约0.05和约0.7之间，更优选地在约0.07和约0.5之间。

此外，每个节距“P”中突出元件18的数量“n”在1和10之间，优选在4和8之间。

在未示出的替代实施例中，对每个凹槽9，突出元件18也可以只有单独一个，以形成在所述凹槽9的整个周向延伸长度上延伸的连续体。

Claims (19)

1.一种车轮用轮胎，包括：

-具有胎面图案（10）和多个凹槽（9）的胎面带（4）；

-多个从所述凹槽（9）的底面（15）突出的突出元件（18）；

其中所述突出元件的高度（h）比所述凹槽（9）的深度（H）小；

其中所述突出元件（18）具有远端部（18a）和靠近所述底面（15）布置的近端部（20）；

其中所述近端部（20）包括比所述远端部（18a）的径向靠外表面小的径向靠内表面；

其中每个突出元件（18）都具有侧向柔性，使得当石块压靠在所述突出元件（18）上时，石块使所述突出元件（18）侧向弯曲，所述突出元件接下来弹性回复以恢复其未变形构造，从而有助于使石块运动离开底面（15）并使石块从所述凹槽（9）中排出；

其中所述突出元件（18）包括连接到所述底面（15）的杆（21）和从所述杆（21）的远端部在互相相反的方向上延伸的两个尾部件（22），其中所述尾部件（22）在这两个尾部件之间界定设置在所述远端部（18a）上的凹陷（23）。

2.如权利要求1所述的轮胎，其中所述近端部（20）在所述突出元件（18）的径向截面中具有比所述远端部（18a）的轴向延伸长度小的轴向延伸长度。

3.如权利要求1或2所述的轮胎，其中所述近端部（20）在所述突出元件（18）的周向截面中具有比所述远端部（18a）的周向延伸长度小的周向延伸长度。

4.如权利要求2所述的轮胎，其中所述突出元件（18）具有在径向截面中测量的最大宽度“s”和最小宽度“b”，且其中“b/s”比小于1。

5.如权利要求4所述的轮胎，其中“b/s”比大于0.2。

6.如权利要求1所述的轮胎，其中所述凹槽（19）具有深度“H”，所述突出元件（18）具有高度“h”，且其中“h/H”比小于1。

7.如权利要求6所述的轮胎，其中“h/H”比大于0.2。

8.如权利要求2所述的轮胎，其中所述突出元件（18）具有在径向截面中测量的最大宽度“s”，凹槽（9）具有在径向截面中测量的最大宽度“l”，且其中“s/l”比小于1。

9.如权利要求8所述的轮胎，其中“s/l”比大于0.5。

10.如权利要求1所述的轮胎，其中所述突出元件（18）沿所述凹槽（9）的纵向延伸方向互相对齐，且互相间隔开距离“d”。

11.如权利要求10所述的轮胎，其中所述突出元件（18）具有沿凹槽（9）的纵向延伸方向测量的长度“L”,且其中“d/L”比小于2。

12.如权利要求10所述的轮胎，其中所述突出元件（18）具有沿所述凹槽（9）的纵向延伸方向测量的长度“L”,且其中“d/L”比大于0.1。

13.如权利要求10所述的轮胎，其中所述凹槽（9）是周向凹槽，所述胎面图案（10）具有节距“P”，其中所述突出元件（18）具有沿所述凹槽（9）的纵向延伸方向测量的长度“L”，且其中“L/P”比小于0.7。

14.如权利要求10所述的轮胎，其中所述凹槽（9）是周向凹槽，所述胎面图案（10）具有节距“P”，其中所述突出元件（18）具有沿所述凹槽（9）的纵向延伸方向测量的长度“L”，且其中“L/P”比大于0.05。

15.如权利要求10所述的轮胎，其中所述凹槽（9）是周向凹槽，所述胎面图案（10）具有节距“P”，其中每个节距“P”中所述突出元件（18）的数量小于10。

16.如权利要求10所述的轮胎，其中所述凹槽（9）是周向凹槽，所述胎面图案（10）具有节距“P”，其中每个节距“P”中所述突出元件（18）的数量大于或等于1。

17.如权利要求2所述的轮胎，其中所述突出元件（18）具有在径向截面中测量的最小宽度“b”，凹槽（9）具有在径向截面中测量的最小宽度“q”，且其中“b/q”比小于0.6。

18.如权利要求2所述的轮胎，其中所述突出元件（18）具有在径向截面中测量的最小宽度“b”，凹槽（9）具有在径向截面中测量的最小宽度“q”，且其中“b/q”比大于0.1。

19.如权利要求2所述的轮胎，其中所述凹槽（9）在径向截面中具有在所述底面（15）和凹槽（9）的侧壁（16）之间的连接半径（R），所述连接半径大于3mm。

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