CN102227325B - 包括设有突起的刀槽花纹的轮胎胎面 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎的胎面带，其包括多个凹凸或隆起单元(1)，每个凹凸单元具有接触面和侧面(11)，这些凹凸单元中的至少一些具有至少一个通向两个所述侧面的刀槽花纹(2)，所述刀槽花纹由第一面(3)和第二面(4)界定，所述第一面和第二面中的每一个包括突起，第一面(3)的每个突起(31)位于所述面上，从而使得其能够通过接触与相对的所述第二面上的第一突起(41)和第二突起(42)协作，第二面(4)的所述第一和第二突起(41、42)沿相反方向D1和D2位于第一面(3)的突起(31)的每一侧，将第一面(3)的每个突起(31)与所述第二面(4)的第一突起(41)隔开的预接触距离e1不同于将第一面的突起(31)与第二面(4)的第二突起(42)隔开的预接触距离e2，这些距离沿与方向D1和D2平行的方向测得。

Description

包括设有突起的刀槽花纹的轮胎胎面

技术领域

本发明涉及轮胎胎面带，且更具体地说，涉及这种胎面带的凹凸单元所设有的刀槽花纹。

背景技术

为了改善当在雨后覆盖有水的地面上行驶时或者当在冬天情况下驾驶时轮胎的抓地性能，实践中已知向这些轮胎的胎面带提供变化数目的切口，以形成边缘和排水空间。在这些切口中，在花纹沟（沟槽）之间形成区别，这些花纹沟具有宽度，以使得界定它们的相对面在驾驶过程中永远不相互接触，只要驾驶在正常的驾驶条件下进行。这些花纹沟界定出凹凸单元，凹凸单元具有侧面和接触面，后者是用于在驾驶过程中与路面接触的面。

这些切口中还包括刀槽花纹，刀槽花纹的宽度窄，从而允许界定每个刀槽花纹的面在某些驾驶条件下相互接触。在后者情况下，利用额外的边缘效应，这些额外的边缘由刀槽花纹形成，以改善抓地性能，而由于这些刀槽花纹的面可接触的事实，不会过度降低胎面带的刚度。

实践中也已知通过形成刀槽花纹的相对面的机械互锁而进一步减小凸块刚度的降低，这通过为每个面提供与在相对面上设置的凸块协作的凸块而实现，从而尽可能减少一个面相对于其相对面的任何相对运动。美国专利US5783002中描述了该结构。这里，“凹凸”指在面上凹入或凸出的一部分。

然而，而且依据在接触过程中地面施加至胎面带的力的方向并且依据由使用者遇到的驾驶条件导致的抓地水平，必须进一步改善具有刀槽花纹的轮胎的性能。与在干地面上制动的要求相比，当车辆在雪覆盖的地面上开走（驶离）时，当需要最大的胎面带挠性时，尤其会发生这种情况。在后一种构造中，需要极大稳固性，因此需要组成胎面带的单元的更大刚度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种轮胎，其使得当在雪地上开走和在干地面上制动时均能实现尽可能最佳的性能。

为此，提出一种轮胎的胎面带，其包括多个凹凸单元，每个凹凸单元具有接触面和侧面，这些凹凸单元中的至少一些具有至少一个通向两个所述侧面的刀槽花纹，所述刀槽花纹由第一面和第二面界定，第一面包括至少一个突起，且第二面包括与第一面上的突起数量相同的成对的第一和第二突起，第一面的每个突起设计成能够通过接触与相对的第二面上的一对第一和第二突起协作，第二面的所述第一和第二突起沿相反方向D1和D2位于所述第一面的每个突起的每一侧，所述胎面带的特征在于，将第一面的每个突起与第二面的第一突起隔开的预接触距离e1不同于将第一面的每个突起与第二面的第二突起隔开的预接触距离e2，这些距离沿与方向D1和D2平行的方向测得。

因此，在第一面上形成多个突起，以在通过等于e1的距离的运动后，通过接触与相对的第二面上的第一突起协作，而且在通过等于e2的距离的运动后，通过接触与第二突起协作，这些运动方向相反，距离e1严格小于距离e2。

通过根据本发明的设有胎面带的轮胎，能够以不同方式限制界定刀槽花纹的一个面相对于其相对面的相对运动；因而也能够使所述运动最佳地适合于使用条件。

有利地，该胎面带装配至轮胎，该轮胎包括由该轮胎上的可视构件指示的优选旋转方向，该可视构件例如为模塑至所述轮胎可视外表面上的箭头。优选的旋转方向被确定为使得与当同一轮胎受到地面施加的牵引力时相比，在制动期间地面施加至胎面带的制动力的作用下，刀槽花纹的面上的突起更快速地接触。当然，用于指示优选旋转方向的可视构件也可定位于胎面带本身上。

具体言之，当根据本发明的轮胎发现其自身在呈现出高水平的抓地性能的地面上（尤其在干地面上）制动时，地面施加至轮胎的胎面带的力沿与装配有所述轮胎的车辆的行进方向相反的方向定向，而且这具有封闭刀槽花纹的倾向：界定刀槽花纹的相对面具有沿一个方向彼此相对运动的倾向，而且当运动经过非常短的距离后，通过形成在面上的突起的相互接触锁定。这种快速锁定也使得能够限制两个刀槽花纹之间的薄材料带的挠曲。适当地选择预锁定距离能够获得几乎瞬时的锁定效应，这种效应对有效制动是有利的。

相反，在呈现出非常小的抓地力的地面上开走的情形（牵引力矩作用在轮胎上）下，地面向胎面带施加一个力，该力沿车辆所需行进方向定向，根据本发明，可以将薄材料带的挠曲增加至以下点，即面不由于形成在所述面上的突出凸块的相互接触而被锁定。

在本发明特别有利的替换形式中，对于设有突起且具有长度L的每个刀槽花纹而言，这些刀槽花纹的突起中的至少一些具有细长形状且在刀槽花纹的长度L的至少50%上延伸。更优选地，细长形状的突起在刀槽花纹的整个长度上延伸，从而在呈现出高水平抓地性能的地面上制动的过程中当这些凸块接触时，提供对所述凸块之间的接触力的良好控制。

刀槽花纹的长度L作为两个边缘之一的长度测量，该刀槽花纹在单元的接触面上形成所述两个边缘，单元内的刀槽花纹在新的条件下形成。

为了优化机械锁定效应，有利地，形成在至少一个刀槽花纹的相对壁上的所有突起具有细长形状，且在刀槽花纹的长度的至少50%上延伸，或者更优选地，在刀槽花纹的整个长度上延伸。

为了也限制刀槽花纹的一个壁相对于其相对壁的滑动（也就是说，沿垂直于方向D1和D2的方向），突起在刀槽花纹的长度L的至少50%上延伸且具有Z字形或波纹形状。因此，在结合制动的转弯时，Z字形突起提供了壁沿方向D1和D2的相对运动的快速锁定，而且同时，还提供了所述壁沿与方向D1和D2垂直的方向相对运动的锁定。更有利地，无论平直的突起或Z字形突起，其均在刀槽花纹的长度L的至少95%上延伸，从而实现对一个面相对于其相对面的相对运动的良好控制。

附图说明

在下文参照附图提供的描述中将了解本发明的其他特征和优点，这些附图通过非限制性实例示出了本发明主题的一些实施例。

图1示出了根据本发明设有刀槽花纹的胎面带的单元的视图；

图2以横截面示出了图1中示出的界定刀槽花纹的面的视图；

图3是穿过胎面带的单元的横截面，其包括设有突起的三个刀槽花纹，突起的横截面为梯形；

图4示出了在开走过程中图3所示的单元的刀槽花纹的行为的模拟；

图5示出了在制动时图3所示的单元的刀槽花纹的行为的模拟；

图6示出了突起的第二替换形式，其从制造角度看更佳；

图7示出了刀槽花纹的另一替换形式，借此突起在新条件下与胎面表面相交；

图8示出了根据本发明的刀槽花纹实施例的替换形式，借此刀槽花纹的端部的宽度窄且沿方向D1和D2相互对齐；以及

图9示出了根据本发明的刀槽花纹的另一替换形式的面，借此突起在刀槽花纹的部分长度上延伸且具有Z字形。

具体实施方式

附随说明书的所有附图仅仅是指示性的，而且其尺寸，无论是绝对的还是相对的，均仅仅是指示性的；此外，同一结构单元在示出本发明的不同替换形式的图中由相同的附图标记表示。

图1示出了由花纹沟界定的胎面带的材料单元1。该单元1包括当设有所述胎面带的轮胎行驶时用于与地面接触的接触面10以及沿着边缘12与接触面相交的侧面11。该单元1包括根据本发明的刀槽花纹2，该刀槽花纹通向接触面10，以形成两个边缘21、22，所述两个边缘大体上与单元的两个边缘平行。该相同刀槽花纹1也通向此相同单元的两个彼此相对的侧面11。因此，形成通过刀槽花纹2相互隔开的两个一半单元1′、1′′。该刀槽花纹2具有在新条件下沿胎面带的接触面10测得的长度L：该长度L在此情况下对应于由接触面10上的刀槽花纹2形成的每个边缘21、22的长度。

刀槽花纹1由第一面3和第二面4界定，这些第一和第二面彼此相对设置，且相隔与刀槽花纹的宽度e定义的距离对应的平均距离。通常，该宽度e小于或等于2毫米，且优选小于或等于0.6毫米，以使得当行驶时，相对面3、4至少部分接触。

界定刀槽花纹的每个面设有若干突起，这些突起凸出，以沿着相对面的方向延伸。这些突起具有细长形状，且在此情况下，在刀槽花纹的整个长度L上并沿着与接触面平行的方向延伸。这些突起具有方形的横截面，如图1中可见。一个面上的突起定位成使得它们与相对面上的突起交替。

第一面3的突起31配置在所述第一面上，以使得其可以通过接触与相对的第二面4上的一对突起协作，所述一对突起包括第一突起41和第二突起42，第二面4的所述第一和第二突起41、42沿相反方向D1和D2位于第一面3的突起31的每一侧。方向D1是与接触面垂直且与刀槽花纹的面之一相切的方向，该方向D1朝向胎面外侧（也就是说，当胎面行驶时朝向地面）定向。方向D2是与接触面垂直且与刀槽花纹的面之一相切的方向，该方向D2沿与方向D1相反的方向定向。

同样，第一面3上的第二突起32用于通过接触与相对面的另一对突起42、43协作；此处接触距离分别等于e1和e2，以使得面3的每个突起可在沿方向D1进行值e1的相对运动后，通过接触与相对面4的突起协作，同时也使得面3的每个突起（然而，除了与刀槽花纹的底部最接近的突起之外）可在沿方向D2进行值e2的相对运动后，通过接触与相对面4的突起接触。所述一对突起中的一个突起也是先前对中的一个突起。倘若每对突起分离，则情况则会不同。

在突起之间接触之前分别将第一面4的突起31、32、33与第二面4上的第一突起41、42、43隔开的距离e1不同于在突起之间接触之前分别将第一面的突起31、32与第二面上的第二突起42、43隔开的距离e2，这些距离e1和e2沿平行于方向D1和D2的方向测得。

通过该配置，可以不同地限制第一面相对于第二面的运动，只要这些运动沿着与接触面垂直的方向（即沿D1或D2）进行。

优选地，距离e1至少等于0.1毫米且最多等于0.4毫米。距离e2大于0.4毫米，且优选大于1毫米。

图2是沿图1所示的单元的II-II剖开的横截面。该图2示出了每个面3、4上的突起31、32、33、41、42、43，这些突起的位置处于在当离开制造模具时的轮胎（也就是说，未安装在车辆上的轮胎）上所占据的位置。除了与仅具有一个约距离e远的突起的刀槽花纹的底部最靠近的突起之外，第一面3的突起位于相对面上第一和第二突起的侧面。在每个面上，突起分布成使得可存在于刀槽花纹的整个范围上，而不管胎面磨损程度如何均有效。突起的方形横截面形状就突起的良好互锁而言是有利的。每个突起呈平直的细长形，且在界定刀槽花纹的面的整个长度L上延伸。

图3是包括三个刀槽花纹2的胎面带的单元和的横截面，所述三个刀槽花纹设有突起31、32、33、41、42、43，这些突起的横截面为梯形，用于相互接触的所述突起的壁是倾斜的。在此构造中，突起尚未相互接触。也可通过选择适当的最小距离通过安装有轮胎的车辆的负载承受以及胎面带的压缩的简单效应使一些突起之间进行接触。这在制动时尤其有利，因为在此情况下，刀槽花纹的面不可能相对运动（除了材料变形外）。该胎面是定向的，也就是说，设有该胎面的轮胎在其侧壁上具有可视构件，诸如指示设定的轮胎行驶方向的箭头。该行驶方向在图3中由箭头R指示：在示出的实例中，轮胎沿箭头M指示的方向从图中的左侧向右侧运动。方向D1和D2彼此相反，且垂直于胎面带的胎面表面。接触的突起部分之间的距离e1和e2（如图4和5所示）平行于方向D1、D2测得。

图4示出了当车辆开走（也就是说，在牵引负载作用下）时图3所示的胎面带的单元1的性能模拟。车辆行进方向由箭头M指示，而地面施加至胎面带的牵引力由与箭头M以相同方向定向的箭头Fd指示。在该构造中，形成于刀槽花纹的面上的突起31、32、33、41、42、43不会、至少在运动达到等于e2的值之前不会锁定所述面相对于彼此的相对运动。该相对运动有利于单元的更大程度变形，因而有利于在施加牵引力时单元与地面之间的良好接触。

图5示出了在制动时（也就是说，在制动力下）图3所示的单元1的行为模拟。地面施加至轮胎的制动力的方向由箭头Fb指示，该箭头在此情况下沿与箭头M表示的运动方向相反的方向定向。在此构造中，一旦运动已达到等于e1的值，形成于刀槽花纹的面上的突起31、32、33、41、42、43几乎瞬时锁定在一起，或甚至因为由车辆正承受负载的事实所导致的此值e1被部分采取而瞬时锁定在一起。所述瞬时锁定有利于增大单元的刚度，并因而限制单元的变形。

图6示出了突起31、32、33、41、42、43的第二替换形式，其通过避免了形成尖锐的角部使得更易于制造用于模制根据本发明的刀槽花纹的模制单元。在此替换形式的情况下，当在图6中的平面中观察时，突起31、32、33、41、42、43的横截面具有弯曲而非梯形的轮廓，这些轮廓具有连接不同表面的混合半径。为了制造用于铸造此刀槽花纹的模制单元，可以在平均厚度等于距离e2的平坦金属板上成型，接着通过移除材料形成与突起之间的区域对应的长度为e1的区域，最后通过拉延形成模制单元。

图7示出了刀槽花纹的又一替换形式，借此刀槽花纹2的面3上的突起31在新条件下与胎面单元的接触面10相交。当胎面处于新条件下时，从接触面可看到的刀槽花纹的宽度减少为e′（小于刀槽花纹的平均宽度e），而且当轮胎是新的时在进行的一些测试中是有利的。

图8示出了根据本发明的刀槽花纹2的实施例的一个替换形式，借此具有平均宽度e的刀槽花纹2包括通向接触面10的端部2′以及位于刀槽花纹的底部的端部2′′。在该替换形式中，这些端部的宽度e′′基本上小于刀槽花纹的平均宽度e。此外，这些端部沿方向D1和D2彼此成一直线地形成。因而，可以使胎面带的单元的机械行为关于刀槽花纹2对称，因而避免了任何摇摆。

已经生产了根据本发明的轮胎且利用参照轮胎对在雪覆盖地面上的开走测试以及干地面上的制动测试进行了比较。参照轮胎具有相同的胎面图案和相同的刀槽花纹，唯一的差异在于参照轮胎的刀槽花纹的突起相隔相同的距离。

轮胎尺寸为205/55R16且装配至奥迪A4。

下表示出了在干地面上从100km/h制动至0km/h的制动测试中获得的结果，其中测量停车距离。也在雪覆盖的地面上进行了加速测试，在此测试中，作为时间函数连续测量加速度，并且计算测试的首个4秒内的平均加速度。

比对应于每个测试中参照轮胎的性能的基数100更佳的性能指示了所述性能方面的改善。

	参照轮胎	根据本发明的轮胎
			在雪覆盖的地面上开走	100	107
在干地面上制动	100	103

图9示出了界定根据本发明的刀槽花纹的面的视图，其中形成于此面上的刀槽花纹具有在刀槽花纹的整个长度上延伸且由多个断开Z字形线构成的细长形状。

本发明不限于描述和示出的实例，且在不偏离本发明范畴的情况下可以进行各种修改。具体地说，本发明可应用于以下刀槽花纹（这里未示出）的情形，该刀槽花纹在单元接触面上的线呈现非直线几何形状，尤其呈现由波纹形或Z字形构成的几何形状。在另一替换形式中，在界定它的面上的设有突起的至少一个刀槽花纹相对于与其中形成所述刀槽花纹的单元的接触面垂直的方向以最多等于30度的角度倾斜。

Claims (7)

1.轮胎，其具有由该轮胎上的可视构件指示的优选旋转方向，所述轮胎设有胎面，该胎面包括多个凹凸单元（1），每个凹凸单元具有接触面和侧面（11），这些凹凸单元中的至少一些具有至少一个通向两个所述侧面的刀槽花纹（2），所述刀槽花纹由第一面（3）和第二面（4）界定，所述两个面通过底部连接，所述第一面包括至少一个突起，且所述第二面包括与所述第一面上的突起数量相同的成对的第一和第二突起，所述第一面（3）的每个突起（31）设计成能够通过接触与相对的所述第二面上的一对第一突起（41）和第二突起（42）协作，所述第二面（4）的所述第一和第二突起（41、42）沿相反方向D1和D2位于所述第一面（3）的每个突起（31）的每一侧，所述胎面的特征在于，所述轮胎的优选旋转方向被选择，以使得在制动操作过程中在地面施加至所述胎面的制动力的作用下，与同一轮胎在受到地面施加的驱动力时相比，每个刀槽花纹的所述第一面的突起更快速地与所述第二面的突起接触，即，所述第一面相对于所述第二面沿所述方向D1在所述第一面的突起与所述第二面的突起接触之前的相对位移距离e1不同于所述第一面相对于所述第二面沿与所述方向D1相反的方向D2在所述第一面的突起与所述第二面的突起接触之前的相对位移距离e2。 

2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，设有突起（31、32、33、41、42、43）的每个刀槽花纹（2）具有长度L，所述突起中的至少一些突起具有细长形状，且在所述刀槽花纹的长度L的至少50%上延伸。 

3.如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，形成于至少一个刀槽花纹的相对面上的所有突起（31、32、33、41、42、43）具有细长形状，且在所述刀槽花纹的长度L的至少50%上延伸。 

4.如权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述突起（31、32、33、41、42、43）在所述刀槽花纹的长度L的至少50%上延伸，且具有Z字形或波纹形状。 

5.如权利要求1至4之一所述的轮胎，其特征在于，所述突起（31、32、33、41、42、43）在所述刀槽花纹的长度L的至少95%上延伸。 

6.如权利要求1至4之一所述的轮胎，其特征在于，包括突起（31、 32、33、41、42、43）的具有平均宽度e的每个刀槽花纹包括具有小于刀槽花纹的平均宽度e的宽度e′′的端部（2′、2′′），这些端部包括通向所述接触面的端部（2′）以及位于所述刀槽花纹的底部的端部（2′′）并设置成相互对齐。 

7.如权利要求1至4之一所述的轮胎，其特征在于，在界定它的面上设有突起（31、32、33、41、42、43）的至少一个刀槽花纹（2）相对于与其中形成所述刀槽花纹的所述凹凸单元的接触面垂直的方向以最多等于30度的角度倾斜。 

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