CN102227324B - 具有刀槽花纹的胎面 - Google Patents

Abstract

用于客车轮胎的胎面，其沿径向在外侧具有行驶表面(10)，且包括多个单元(2)，这些单元中的至少一些单元设有由两个相对面界定的至少一个刀槽花纹(5)，所述刀槽花纹由以交替方式设置的一系列薄区段(51)和一系列厚区段(52)组成，薄区段(51)以最多40度的角度A倾斜，所述角度相对于与胎面的行驶表面垂直且经过胎面的行驶表面上的刀槽花纹的点的方向测得，厚区段(52)与垂直于胎面的行驶表面的方向形成60度和120度之间的角度B，且薄区段(51)具有小于厚区段的宽度E的宽度e，薄区段的宽度使得当它们经过地面接触区域时，界定所述薄区段的壁接触，且厚区段的宽度使得当它们经过地面接触区域时，界定厚区段的壁不接触。

Description

具有刀槽花纹的胎面

技术领域

本发明涉及轮胎胎面，且更具体地说，涉及所述胎面设有的刀槽花纹(切口)。

背景技术

为了在湿路面上实现令人满意的表现，实践中已知提供一种提轮胎面，其具有设计成当行驶时与路面接触的行驶表面，并具有大体上沿周向和横向定向的多个花纹沟(凹槽)。就客车轮胎而言，这些花纹沟的宽度大于2毫米，且允许在下雨天气中存在于路面上的水排出。

这些花纹沟界定出以肋状物和/或块状物形式存在的橡胶材料单元，这些单元通过可用于确保与路面良好接触的边缘而界定在行驶表面上。

为了增加与路面接触的边缘的数目，实践中已知向胎面单元提供多个刀槽花纹，也就是说，提供薄切口，其在移除少量材料甚至不移除材料的同时形成相对面，这些相对面与行驶表面的交线形成边缘。根据定义，这些刀槽花纹具有比花纹沟的平均宽度小的平均宽度(也就是说，小于2毫米，且更经常小于1毫米)。在地面施加于胎面上的力的作用下，刀槽花纹倾向于闭合直至相对面开始接触为止。

刀槽花纹的数目增加在一定的应力下导致响应于行驶时路面施加的应力的胎面刚度的减小。

为了限制与这些薄切口的存在相关的刚度减小，实践中已知使相对面在一个或多个不同方向上具有Z字形几何形状，从而使得一个面与相对的面啮合。

文献JP 11-151915描述了一种刀槽花纹，在胎面厚度中，该刀槽花纹线包括一系列与行驶表面垂直的区段以及一系列与行驶表面平行的区段。垂直区段的宽度使得这些区段上的刀槽花纹的面之间不可能接触。在制动力下，设有这些刀槽花纹的胎面单元的刚度由于存在与行驶表面垂直的区段而减小，因为在这些区段的壁之间不可能接触。另一方面，平行区段具有适于在刀槽花纹的面与这些区段之间接触的宽度。

垂直区段形成的这些空间起到贮水池的作用，所述贮水池将可能在下雨天气下存在于路面上且胎面在其上通过的水临时清除。

然而，实践中已知沿同一方向倾斜胎面的所有刀槽花纹，这些刀槽花纹形成平均倾斜角，甚至形成绝对值依据所讨论的胎面的面积不同的平均倾斜角。刀槽花纹宽度小(也就是说小于2毫米)，从而当设有刀槽花纹的元件与路面接触时，特别在压缩情况下尽可能地限制刚度的减小。

在此构造中，施加至轮胎的负载导致界定刀槽花纹的壁不考虑路面在胎面上施加的任何驱动或制动力而聚集在一起。这种聚集可导致面之间的接触，这增大了胎面单元的刚度。

发明内容

本发明的目的在于形成一种胎面，其中，形成设计成与路面接触的刻纹的凹凸单元具有如下操作，该操作是适当的，并依据路面施加在所述胎面上的力的幅度变化，无论这些力是驱动力还是制动力。

“制动力”指地面施加在胎面上且沿与设有所述胎面的轮胎的运动方向相反的方向定向的力。“驱动力”指地面施加在胎面上且沿设有所述胎面的轮胎的运动方向定向的力。

本发明提出一种用于客车轮胎的胎面，该胎面沿径向在外侧具有设计成当行驶时与路面接触的行驶表面，并包括由切口界定的多个单元(这些单元可以是肋状物或块状物)。这些单元中的至少一些单元设有由两个相对面界定的至少一个刀槽花纹，所述刀槽花纹由以交替方式设置的一系列薄区段和一系列厚区段组成(薄区段后面跟着厚区段)。

根据本发明的胎面如此设计，以使得每个薄区段以不大于40度的平均角度A倾斜，所述角度相对于与胎面的行驶表面垂直且经过胎面的行驶表面上的刀槽花纹的点的方向测得，且每个厚区段与垂直于胎面的行驶表面的方向形成60度和120度之间的平均角度B。此外，薄区段具有小于厚区段的平均宽度的平均宽度，薄区段的宽度使得当它们经过地面接触区域(接地区域)时，界定所述薄区段的壁接触，且厚区段的宽度使得当它们经过地面接触区域时，界定厚区段的壁不接触。

为了使该方案充分有效，优选地，当经过与路面之间的地面接触区域时，薄区段闭合。“闭合”指界定薄区段的壁实际上或几乎简单地通过支撑负载的作用相互接触。通过薄区段和厚区段的交替，后者定向成基本上与行驶表面平行(也就是说，垂直于经过旋转轴线和胎面中的刀槽花纹的最内点的平面)，可以产生临界值效应。此情况下的“临界值效应”指直到胎面上路面的切向力幅度的临界值，刀槽花纹的相对壁在薄区段上接触且相对于彼此保持固定：所有情况发生得如同单元的刚度等同于没有刀槽花纹的相同单元的刚度。超过该切向力幅度的临界值，接触的壁可相对于彼此滑动，不仅因为摩擦力被克服，而且因为具有与厚区段存在相关的相对运动的可能性。

优选地，刀槽花纹的薄区段具有不大于0.4毫米的宽度，且刀槽花纹的厚区段具有大于0.4毫米的宽度，薄区段与厚区段之间的宽度差值至少等于0.2毫米。

在更有利的情况下，刀槽花纹的薄区段具有不大于0.15毫米的宽度，且刀槽花纹的厚区段具有大于0.4毫米的宽度。

本发明的刀槽花纹与现有技术的刀槽花纹不同，因为后者不具有作为路面施加在胎面上的力幅度的函数变化的任何机械表现差异，无论此力是驱动力还是制动力。

通过薄区段与厚区段之间的宽度差以及它们的特定定向，胎面的制动操作性能得到改善。因而，可以改变设有上述刀槽花纹的每个单元的刚度，因为在低制动力(由路面施加在胎面上且倾向于与运动方向相反行驶的力)下，接触的壁的摩擦力足以保持所述壁关闭，而在较高制动力下，相互接触的壁的摩擦力不足以阻止壁相对于彼此的滑动。在后者情况下，出现滑动，该滑动是可能的，而且还由刀槽花纹的厚区段的宽度使得幅度受限。作为制动力幅度的函数变化的此差异表现尤其有价值，因为低制动力或驱动力特别是在磨损机制下工作的力，而当在湿路面条件下行驶时，较高制动力工作。在后者情况(高制动力)下，尝试确保材料单元可更大地变形，以改善水覆盖的路面上的制动性能。

在本发明的特别有价值的变型中，建议如此定向刀槽花纹，以使得当胎面受到由路面施加的平均驱动力时，刀槽花纹的薄区段倾向于保持稳固接触，这对于减小驱动力下的磨损是有利的。

为此，提出一种胎面，其包括强加行驶方向的指示器，该胎面具有至少一个刀槽花纹，该刀槽花纹包括至少一个薄区段和至少一个厚区段，薄区段倾斜成使得在与轮胎的旋转轴线垂直的剖面中观察，强加行驶方向的指示器的方向与旋转方向相同，其中，所述刀槽花纹的薄区段必须形成为围绕胎面最内点旋转，从而使得此区段进入包含旋转轴线的平面中，每个薄区段相对于与行驶表面垂直的方向以至少等于20度且不大于40度的平均角度A倾斜。

因此，以地面施加在胎面上的制动力幅度的函数获得临界值效应，而且结合设有所述胎面的轮胎的行进方向而选择的定向也使得可以优化特别是驱动力下的胎面的操作。

附图说明

从下文参照附图描述的说明书中可以了解本发明的其他特征和优点，所述附图以非限制性实例的方式示出了本发明主题的实施例。

图1示出了根据本发明包括设有刀槽花纹的单元的胎面的平面图；

图2以剖面图方式示出了图1的单元的沿线II-II截取的剖面；

图3至7示出了根据本发明的刀槽花纹的变型。

具体实施方式

本说明书的所有附图仅仅是指示性的，且尺寸无论是绝对的还是相对的均仅仅是指示性的；此外，在示出本发明的不同变型的图中相同附图标记标识同一结构单元。

轮胎胎面由外表面限定，外表面之一设计成与轮胎结构接触，且另一外表面设计成与使用的路面接触；大体上与这两个表面垂直的方向称为轮胎的径向。沿此方向测量胎面的厚度。

图1示出了胎面1的一部分的平面图，胎面1包括由纵向(也就是说设有所述胎面的轮胎的周向)定向的花纹沟3和横向定向的花纹沟4界定的多个凸块单元或凹凸单元(区块)2。此外，根据本发明，这些凸块单元2中的每一个设有若干个刀槽花纹5，这些刀槽花纹切割行驶表面10，从而形成用于改善接触和抓地性能的两个边缘。

图2示出了沿图1所示的胎面的沿线II-II截取的剖面。此图2示出了刀槽花纹5的剖面中的线。每个刀槽花纹包括三个薄区段51和两个厚区段52，这些薄和厚区段从行驶表面10向胎面内侧交替设置。在胎面新状态中，在行驶表面上呈现的区段是薄区段51，其与经过图2的平面中刀槽花纹5与行驶表面10的交点Z0的行驶表面的垂线形成零度角。呈现于行驶表面上的第一薄区段通过与垂直于上文所述的行驶表面垂直的方向形成等于100度的角度B的厚区段52朝向胎面内侧延伸。在本情况下，厚区段与平行于行驶表面的平面形成10度的角度，从而使得薄区段朝向胎面内侧延伸。在参照图2描述的实例中，薄区段均具有相同定向，类似地，厚区段均具有相同定向B。习惯上，等于90度的角度B对应于与接触面平行的方向。

薄区段51由相对壁510界定，且具有小于厚区段52的宽度E的宽度e；薄区段的宽度e使得当它们经过地面接触区域时，界定所述薄区段的壁510实质上即刻接触(特别在零宽度刀槽花纹的情况下，这些相同壁510可甚至在进入地面接触区域之前接触)。在本情况下，垂直于界定所讨论的薄区段上的刀槽花纹的壁测得的厚度e为0.3毫米。垂直于界定所讨论的厚区段上的刀槽花纹的壁测得的厚区段52的宽度E大于薄区段51的厚度，而且使得仅在支撑负载作用下，界定厚区段52的壁520不接触。本情况下的宽度E为0.8毫米。

厚区段的长度P是本领域技术人员可用于调节刀槽花纹的尺寸且也用于确保在某些操作过程中正确闭合的调节参数。在刀槽花纹5中最内部的点Z1在此情况下通过可用于减小应力集中的加宽部53而形成。厚区段生成材料角部6i和6e，所述角部可在界定薄区段的面的相对运动过程中接触。材料角部6e相对于角部6i坐落在接触面侧。当投影到单元的接触面上时，此点Z1在图2的剖面中具有点Z；如果地面在接触面上施加与此面相切且沿从点Z到点Z0的方向定向的力F，且在薄区段的相对面滑动后，角部6e抵靠在角部6i上，因而阻止单元变形。

在胎面上产生路面切向力的操作期间，且作为此力的幅度的函数，此刀槽花纹提供机械操作，该机械操作依据力F是否低于力的预定临界值Fs或在此临界值Fs以上变化。具体言之，就零与临界值Fs之间的力而言，由薄区段51的壁510之间的接触导致的摩擦力足以阻止所述壁的相对运动。就高于临界值的力F而言，接触的薄区段的壁将相对于彼此滑动，因而促进胎面单元的较大变形，并进而促进与路面更好的接触。滑动出现直至厚区段的壁开始互相接触而阻止相对运动并因此阻止胎面变形为止。因此，可以通过作为所讨论的力(驱动或制动)的幅度的函数先验调节临界值Fs管理每个胎面凸块单元的机械操作，所述力特别考虑到车辆和行驶条件而施加到胎面上。

根据构造是驱动力构造还是制动力构造，可以获得不同值的力临界值：在驱动力下，超过其存在薄部分的相对壁滑动的临界值比在制动力下使得具有滑动的临界值大。

如已发现的那样，这些临界值中的每一个依据薄区段的壁相互之间出现滑动的极限而定。该极限以及这些力临界值Fs可通过本领域技术人员可获得的各种因子调节，特别是：

-接触壁的尺寸；

-壁相互接触的摩擦系数；

-薄区段中的刀槽花纹的厚度e(此刀槽花纹越薄，临界值Fs越偏向更高的值)。

超过临界值Fs，薄区段的壁510因此可相对彼此滑动；此滑动幅度的极限基本上等于厚区段52的宽度E；此宽度E平行于薄区段方向(在本情况下沿垂直于行驶表面的方向)测得。此宽度E也是本领域技术人员可用以限制滑动幅度的调节参数。

如图3中以剖面示出的刀槽花纹5的变型包括三个薄区段51和两个厚区段52，所述薄区段51垂直于行驶表面定向的宽度等于0.2毫米，所述厚区段52与薄区段交替设置。在此变型中，厚区段的宽度等于1毫米，且定向成与垂直于行驶表面的方向形成80度的平均角度B：在本情况下，每个厚区段延伸薄区段，且朝向行驶表面10定向。示出了外部材料角部6e和内部材料角部6i的形成，每个外部角部6e相对于内部角部6i位于外侧(也就是说，朝向接触面)，这样，当薄区段的面滑动时，每个外部角部6e可与内部角部6i接触。就单元接触面上的地面的图3所示的箭头指示的力F的方向而言，此接触设置是可能的。

在图4所示的变型中，刀槽花纹5包括相对于与行驶表面垂直的方向以角度A倾斜的薄区段(部分)51。箭头指示的方向对应于行进方向R(在本情况下，图中从右到左)。每个薄区段如此倾斜，以使得连接作为胎面最内点Z1在行驶表面上的投影所获得的点Z和行驶表面上的最外点Z0的方向与行进方向R相反。在此变型中，薄区段51相对于与行驶表面10垂直的方向以等于30度的角度A倾斜。厚区段52大体上平行于行驶表面。厚区段52与薄区段之间的厚度差在此情况下大于0.3毫米。在此变型中，在制动期间，薄区段闭合且超过箭头F指示的制动力临界值，这些区段的相对面将能够相对于彼此滑动，直到外部角部6e与内部角部6i接触为止(外部角部6e相对于内部角部6i朝向单元的接触面布置)。

图5所示的变型基本上等同于图4所示的变型，唯一的差异在于刀槽花纹的不同刀槽花纹区段相对于彼此的配置不同。具体言之，在图5所示的变型中，胎面中的刀槽花纹5占据的长度H对应于行驶表面10的不同薄和厚区段中的每一个的垂直投影长度，而在图4中的变型中，此相同长度H等于所述投影的总和，也就是说，等于分离点Z和Z1的距离。在图5所示的该变型中，薄区段相对于与行驶表面垂直的方向以等于30度的角度A倾斜，厚区段与行驶表面平行。在图5所示的此变型中，形成外部角部6e和内部角部6i，所述角部中的每一个由薄区段的面和厚区段的面形成。外部角部6e设计成通过与刀槽花纹5的相对面上的内部角部6i接触而相互作用。

此外，图5所示的变型包括由接触面上的刀槽花纹形成的后缘侧的1毫米乘1毫米的斜面13(也就是说，与行驶表面的垂线形成等于45度的角度)，以至少在行驶的最初几公里内减小由本发明限定的刀槽花纹的后缘上的磨损。根据定义，刀槽花纹沿前缘(第一个进入同一单元的地面接触区域)和后缘(最后一个离开地面接触区域)切割行驶表面。

图6和7示出了两个制动操作(不同力幅度)过程中图5所示的条带的工作情况，该轮胎在地面S上行驶。

在轮胎支撑的负载的作用下，刀槽花纹由接触的薄区段51的壁510闭合。在第一制动操作中，如图6所示，它涉及通过从加速踏板抬起脚而停止加速车辆。在此操作中，低幅度的总制动力F1几乎不改变刀槽花纹闭合条件。在图中从右向左(沿箭头R的方向)运动的车辆的此制动操作中，路面施加在轮胎上的力F1倾向于阻止运动：此力F1因此在图中从左指向右。在此操作中，所有情况发生得如同区块具有与不设有刀槽花纹的区块类似的刚度。这对减小胎面磨损是有利的。在此第一制动操作中，内部和外部角部不接触且无法接触。

在第二制动操作中-如图7所示-在第一制动操作后，驾驶员使用制动踏板来实际制动车辆。在图中从右向左运动(箭头R的方向)的车辆此制动操作中，路面施加在轮胎上的力F2倾向于阻止运动：此力F2因此在图中从左指向右。此力F2倾向于欲使刀槽花纹的倾斜薄区段变平直，也就是说，使得它们转动，以使它们更靠近与行驶表面10垂直的方向。当此力F2变得比力临界值Fs大而使得薄区段51的壁510滑动时，存在薄区段51的壁510相对于彼此的相对运动以及滑动，这使得可以通过所述单元倾斜而更大程度地变形，从而确保在路面上、特别是在湿路面上获得更好的抓地性能。

可以看到，在此第二制动操作中，外部角部6e更靠近内部角部6i。如果制动力增大，这些外部和内部角部接触，从而限制胎面单元2的变形。

在施加比临界值Fs高的制动力的此制动操作中，已发现，通过刀槽花纹5的薄区段的壁的滑动运动，出现区块10的前部11、12的局部升高。所述前部之一对应于区块的前缘，且另一前部对应于区块中刀槽花纹5形成的边缘之一。通过这些局部升高作用，区块与路面的平均接触压力增大，这导致在水覆盖的地面上的改进抓地性能。

在干燥地面上，制动力通常在幅度上更大，而且导致厚区段的壁接触：通过此接触，甚至可以在干燥地面上获得良好的抓地性能。

与制动力相反，施加驱动力倾向于通过一个壁施加在相同薄区段上的相对壁上的接触压力的实质性增大而加强薄区段上的刀槽花纹的闭合。这使得可以防止薄刀槽花纹的壁之间的相对滑动，因而使刻纹(即，与不设有刀槽花纹的刻纹靠近的刻纹)在驱动力下具有高刚度，从而保证良好的磨损性能。

本发明并不限于本文描述和示出的实例，而且在不偏离上下文的情况下可以对其进行各种修改。在区块中示出的根据本发明的刀槽花纹也可应用于肋状物中。特别可以在同一刀槽花纹中组合不同定向的薄区段。也可以在同一刀槽花纹中组合具有不同倾斜度的厚区段，也就是说，每个区段具有其特有的倾斜度。也可以组合不同深度和不同宽度的薄区段和/或厚区段。举例而言，可以采用根据本发明的刀槽花纹，其中厚区段中的每一个具有特定厚度，最后的厚区段具有最大厚度。

Claims (5)

1.用于客车轮胎的胎面（1），所述胎面沿径向在外侧具有设计成当行驶时与路面接触的行驶表面（10），所述胎面包括由切口界定的多个单元（2），这些单元中的至少一些单元设有由两个相对面界定的至少一个刀槽花纹（5），所述刀槽花纹由以交替方式设置的一系列薄区段（51）和一系列厚区段（52）组成，所述胎面的特征在于，每个薄区段（51）以不大于40度的平均角度A倾斜，所述角度相对于与胎面的行驶表面垂直且经过所述胎面的行驶表面上的所述刀槽花纹的点的方向测得，每个厚区段（52）与垂直于所述胎面的行驶表面的方向形成60度和120度之间的平均角度B，且其中所述薄区段（51）具有小于所述厚区段（52）的宽度E的宽度e，所述薄区段的宽度使得当它们经过地面接触区域时，界定所述薄区段的壁接触，且所述厚区段的宽度使得当它们通过所述地面接触区域时，界定所述厚区段的壁不接触。

2.如权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述刀槽花纹的薄区段（51）的宽度不大于0.4毫米，且其中所述刀槽花纹的厚区段（52）的宽度大于0.4毫米，所述薄区段（51）的宽度与所述厚区段（52）的宽度之间的差值至少等于0.2毫米。

3.如权利要求2所述的胎面，其特征在于，所述刀槽花纹的薄区段（51）具有不大于0.15毫米的宽度，且其中所述刀槽花纹的厚区段（52）具有大于0.4毫米的宽度。

4.如权利要求1至3之一所述的胎面，其特征在于，它具有强加行驶方向，并包括此行驶方向的指示器，且至少一个刀槽花纹包括至少一个薄区段（51）和至少一个厚区段（52），所述薄区段（51）倾斜，以使得在与所述轮胎的旋转轴线垂直的剖面中观察，所述强加行驶方向的所述指示器的方向与旋转方向相同，其中，所述刀槽花纹的薄区段（51）必须形成为围绕其胎面最内点旋转，从而使得此薄区段（51）进入包含所述旋转轴线的平面中，所述薄区段（51）相对于与所述行驶表面（10）垂直的方向以至少等于20度且不大于40度的角度A倾斜。

5.如权利要求1至3之一所述的胎面，其特征在于，每个刀槽花纹（5）切割所述行驶表面（10），以形成前缘和后缘，所述后缘包括斜面（13）。

Images