CN102227326B - 用于轮胎胎面的声音抑制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎，其具有轮胎胎面(1)，该轮胎胎面至少包括大体上周向定向的两个花纹沟(2、3)；多个横向花纹沟(6)，每个横向花纹沟经由开(62、63)引入两个周向花纹沟，周向和横向花纹沟具有适于当车轮行驶或转向时允许路面上的液体流动的横截面，多个封闭装置(7)设置在所述花纹沟中，每个封闭装置至少部分地封闭花纹沟的横截面，每个封闭装置(7)与横向花纹沟(6)的端部(62、63)一起限定接触周向花纹沟的长度的一半至四分之三的花纹沟长度LR，所述长度在标称负载和压力条件下测得。所述轮胎的特征在于，每个封闭装置(7)设计成通过液体流的移动弯曲和打开封闭装置设置在其中的花纹沟的截面，以当在水覆盖的路面上行驶或转向时允许液体流动。

Description

用于轮胎胎面的声音抑制装置

技术领域

本发明涉及轮胎胎面，且更具体地说，涉及这些胎面的刻纹。

背景技术

为了实现必不可少的道路操纵和抓地性能，实践中已知提供一种用于轮胎的胎面，其设有多个大体周向（或纵向）定向的花纹沟（沟槽）。花纹沟由以至少大于2毫米的距离彼此分离的相对壁限定，这些壁可以是扁平或者波纹状或者Z字形的。这些侧壁由底壁相连。当行驶时，花纹沟通过与路面接触而封闭，且两端形成为允许流体在所述花纹沟内流动。

已发现，在某些行驶速度下，周向花纹沟中的空气流可产生增大察觉到的声音水平的共振噪声。实践中已知在这些花纹沟中设置一些闸口，所述闸口减小与路面接触的共振管的长度。

虽然该装置是有效的，但是尤其当在水覆盖的地面上行驶时，这些单元仍可能中断花纹沟中的液体流。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于轮胎的胎面刻纹，该胎面刻纹在显著减小与周向花纹沟中的空气柱的共振相关的噪声的同时，不中断液体流。

为此，根据本发明的轮胎设有胎面，该胎面至少包括两个大体上周向定向的花纹沟以及多个大体上横向定向的横向花纹沟，每个横向花纹沟在两个开口处最终通向两个周向花纹沟。

这些周向和横向花纹沟具有适当的横向花纹沟，以在行驶时允许存在于路面上的液体流动。该胎面包括位于这些花纹沟中的多个封闭装置，每个封闭装置至少部分地封闭花纹沟的横截面，每个封闭装置适于当在水覆盖的路面上行驶时仅在液体流的作用下挠曲（弯曲）和打开封闭装置设置于其中的花纹沟的截面。多个用于减弱周向花纹沟中产生的噪声的共振器（谐振器）形成在该轮胎的胎面上。所述轮胎的特征在于，每个共振器形成于至少一个横向花纹沟中，且包括在所述周向花纹沟上的开口，所述开口对应于所述横向花纹沟的开口之一。每个共振器具有在接触的周向花纹沟的长度的一半与四分之三之间的长度LR，所述长度在标称负载和压力条件下测得。此外，每个共振器具有由所述封闭装置之一封闭的至少一个其他开口。

通过该胎面以及所存在的能够形成在周向花纹沟中仅在一端开口的花纹沟的长度的封闭装置，可以形成多个四分之一波共振器或赫尔姆霍茨共振器，从而减弱在所述周向花纹沟中运动的空气的共振噪声。四分之一波共振器的长度LR通过将接触的周向花纹沟的长度乘以至少等于0.5且最多等于0.75的系数获得。该胎面保留了没有当在水覆盖的路面上行驶时用于封闭花纹沟的封闭装置的胎面的所有性能，因为封闭装置适用于在花纹沟中流动的水的压力下挠曲，该挠曲使得可以恢复花纹沟的总截面的大部分。

为了获得令人满意的性能，推荐每个封闭装置占据它所设置在其中的花纹沟的横截面的至少50%，且更优选占据所述截面的70%。

在一个优选实施例中，封闭装置中的至少一个设置在横向花纹沟中，以在所述横向花纹沟中与该花纹沟的一个端部一起限定花纹沟长度LR，从而形成完全包含在所述横向花纹沟中的共振器，当轮胎充气至其标称充气压力且承载其标称负载（这些值由TRA或ETRTO明显限定）时，该长度LR介于接触的周向花纹沟的长度的一半与四分之三之间。

在另一个优选实施例中，至少两个封闭装置设置在同一周向花纹沟中，这两个装置沿周向坐落在横向花纹沟的一个端部（开口）的任一侧，从而与所述横向花纹沟一起限定介于封闭装置之一与所述横向花纹沟的另一端部（开口）之间的花纹沟长度LR，从而形成共振器。

当然，本领域技术人员可通过将封闭装置设置在横向花纹沟和周向花纹沟中而将上述段落中给出的两个优选实施例结合在一起。

附图说明

通过下文参照附图进行的描述将显现本发明的其他特征和优点，附图中作为非限制性实例示出了本发明主题的实施例。

图1A示出了根据本发明的胎面第一变型的部分平面图；

图1B示出了当在水覆盖的路面上行驶时在图1A中示出的同一胎面的部分平面图；

图2A示出了沿图1A中的线IIA-IIA剖开的部分剖视图；

图2B示出了沿图1B中的线IIB-IIB剖开的部分剖视图；

图3示出了根据本发明的胎面的第二变型；

图4示出了根据本发明的胎面的第三变型；

图5示出了根据本发明的胎面的第四变型；

图6示出了根据本发明的胎面的第五变型；

图7示出了就参照轮胎和根据本发明的轮胎计算的噪声信号的比较；

图8示出了噪声信号已计算且在图7中示出的根据本发明的轮胎胎面的图。

具体实施方式

为了便于理解附图和相关描述，在图中使用相同的附图标记来指示不论涉及的变型如何均相同的结构或功能单元。

图1A和1B示出了根据本发明的第一变型胎面1的一部分的行驶表面的视图，其设计成装配至用于客车的轮胎。该轮胎的尺寸为255/40R19。这些视图示出了两个周向花纹沟2、3，每个花纹沟由周向连续的肋状物4和一排块体5限界。块体5在周向上由倾斜的横向花纹沟6相互分开，也就是说，横向花纹沟6与附图中方向C指示的周向形成非零角度。

周向花纹沟2、3的平均宽度为10毫米，深度为8毫米。横向花纹沟6的平均宽度为3毫米，深度为7毫米。

每个横向花纹沟6分别经由两个端部（或开口）62、63引入两个周向花纹沟2、3。

在每个横向花纹沟6中，可识别到充当封闭装置的条带7，所述条带7设置成非常靠近通向纵向花纹沟2的所述横向花纹沟的端部62，该装置的功能是限定出直至同一横向花纹沟的另一端部63的花纹沟长度LR。因此，横向花纹沟6具有大于长度LR的长度LT。在此情况下，长度LT等于80毫米，且长度LR等于70毫米。

在标称使用条件下，即在2.5巴的充气压力和670daN（十牛顿）的支撑负载下，周向花纹沟的平均长度为120毫米。

图1A示出了处于升高位置的封闭装置，其防止横向花纹沟6中的空气流通：可在图2A中看到此封闭装置，图2A沿线IIA-IIA以剖面图示出了该装置附近的横向花纹沟6。该图2A示出了该封闭装置由挠性橡胶材料制成的条带7形成，所述条带7通过其基部71联接至横向花纹沟61的底部并且在此例子中以等于横向花纹沟深度P的90%的高度H延伸。此外，该条带7大体上占据了横向花纹沟6的整个宽度，提供或者呈现允许所述条带7如图2B所示在横向花纹沟中挠曲的间隙。在此例子中，条带7占据花纹沟6的横截面的几乎80%。

在干地面上滚动的构形中，在纵向花纹沟内仅存在低压下的空气流，此低压不足以导致条带挠曲。因此，可以产生一个空腔，该空腔具有适当长度，以充当共振器，从而减弱在所述周向花纹沟中流动的空气的共振噪声。作为该共振器通向的纵向花纹沟的接触长度的函数确定该共振器的长度LR。

图1B示出了当在水覆盖的地面上行驶时胎面的相同部分：在此构形中，水压力足以使条带7在横向花纹沟中挠曲。箭头F指示了可进入横向花纹沟6的水的流动。

图2B示出了当轮胎在水覆盖的地面上行驶时相同横向花纹沟6的沿线IIB-IIB的截面（该表现形式对应于与地面接触的通道）。在此构形中，在纵向花纹沟2、3中流动且到达横向花纹沟6的水施加的压力足以使挠性条带7挠曲。允许水流动的花纹沟的有效截面在此构形中非常显著地增加（处于其未挠曲位置的条带由虚线示出）。因此，由于水可在包括横向花纹沟的所有花纹沟中流动，所以可以将水覆盖地面上的行驶性能维持在令使用者满意的水平。借助条带的弹性和挠性以及其制造材料，当压力低于给定极限（对应于返回到干地面上行驶）时，封闭装置恢复到它们的起始位置并封闭横向花纹沟。

每个材料条带7与轮胎一起模制，且具有当在水覆盖的路面上行驶时在水流作用下适合挠曲的厚度。另外，这些条带7通过其基部71附着至横向花纹沟6的底部61，且紧随着块体的壁向外延伸，以尽可能封闭横向花纹沟。就用于客车的轮胎而言，每个条带的厚度在0.1毫米与2.0毫米之间，包括极限。优选地，每个条带对花纹沟的封闭比例是花纹沟的截面面积的至少50%，且更优选为至少70%。

图3示出了根据本发明的轮胎的第二变型，其中形成封闭装置的条带7大体上设置在横向花纹沟6的中间，所述横向花纹沟6是倾斜的且相对于周向C形成45°的角度，每个条带7与横向花纹沟的每个端部62、63限定花纹沟长度LR，所述条带设置在所述横向花纹沟中。因此，横向花纹沟6具有等于LR两倍的长度LT。如先前实例中一样（且就所有本文提供的所有其他实例而言），以与地面接触的区域中的周向花纹沟的长度的函数确定长度LR，以获得该周向花纹沟的共振器效应。

由此形成的共振器适用于块体的任一侧的两个周向花纹沟。

图4示出了本发明的第三变型。在此变型中，由横向花纹沟6沿周向C彼此分开的一排块体5通过第一周向花纹沟2和第二周向花纹沟3在任一侧轴向邻接。

根据此变型，形成共振器的每个封闭装置由第一条带7和第二条带7′组成，这两个条带设置在同一周向花纹沟2中。在此情况下，第一条带7设置成靠近横向花纹沟6的端部62之一，所述第一条带不阻碍所述横向花纹沟，且相同周向花纹沟2中的第二条带7′与第一条带7相隔距离L1，此距离L1确定为使得横向花纹沟6的长度L1与长度LT之和等于用于减弱第二周向花纹沟3的共振噪声的共振器的适当长度LR，所述第二周向花纹沟3沿轴向设置在所述一排块体5的另一侧。当然，在此变型中，块体5的周向尺寸必须适合产生两个条带7、7′之间的足够空间，以使得当在水覆盖的地面上行驶时允许这些条带挠曲。

图5所示的第四变型大体上等同于图4的第三变型：其不同之处在于以下事实，即，块体5的周向长度LC使得块体的周向尺寸LC和横向尺寸LT之和等于用于周向花纹沟的共振器的长度LR。在此第四变型中，每个条带7设置在花纹沟2中，从而与限制横向花纹沟的壁成一直线。同一条带7有助于形成两个共振器。

图6示出了本发明的第五变型，根据该变型，为了减弱位于由横向花纹沟6彼此分离的一排块体5的每一侧的两个周向花纹沟2、3的共振噪声，条带7设置在横向花纹沟6中，以使得所述条带7对于一个周向花纹沟或者另一个周向花纹沟有效。一个条带72设置在横向花纹沟6中，其靠近通向周向花纹沟2的所述花纹沟6的一个端部62；一个条带73设成靠近通向周向花纹沟3的另一端部63。靠近端部62设置的条带72限定减弱周向花纹沟3中共振噪声的共振器长度LR。靠近端部63设置的条带73限定减弱周向花纹沟2中的共振噪声的共振器长度LR。在此图6中，条带72和73在花纹沟的封闭构形中以实线示出，且当在水覆盖的地面上行驶时在水流作用下在花纹沟的打开构形中以虚线示出。

图7表示参照轮胎发出的噪声与根据本发明的轮胎发出的噪声之间的比较，根据本发明的轮胎具有与参照轮胎相同的胎面设计，且设有多个用于减弱周向花纹沟中的共振噪声的装置，其中刻纹设计由图8所示。此图8示出，胎面在中间部分设有两个周向花纹沟3，且在中间部分的每个花纹沟3与胎面的最外侧部分之间设有一个周向花纹沟2。每一对周向花纹沟限定一个排，该排本身设有倾斜花纹沟6。周向花纹沟2设有条带7，所述条带7充当周向花纹沟2的封闭装置的角色，并与每个倾斜花纹沟形成共振器，以当在干路面上行驶时减弱噪声（条带7的定位与图5的变型中示出的定位相似）。在根据本发明的轮胎（100.3dBA）与参照轮胎（102.6dBA）之间发现大约2.3dBA的总发出噪声减小。在示出了发出噪声记录的图7（x轴示出了单位为Hz的频率，且y轴示出了单位为dBA的噪声水平）中，在高于800Hz的频率水平中，在参照轮胎（曲线C1）与根据本发明的轮胎（曲线C2）之间注意到实质性减弱。

本发明不限于描述和示出的实例，且在不偏离其内容的情况下可对其进行多种修改。显然，充当封闭装置的角色的条带可在模制所述胎面时利用与胎面类似（或相同）的材料模制而成，或者可在胎面制造过程中或之后利用适合胎面的另一种材料模制而成。

Claims (8)

1.轮胎，其具有胎面（1），该胎面（1）至少包括大体上周向定向的两个花纹沟（2、3）、多个横向花纹沟（6），多个横向花纹沟中的至少一个在开口（62、63）处最终通向这些两个周向花纹沟，所述周向和横向花纹沟具有适当的横截面，以在行驶时允许存在于路面上的液体流动，这些周向花纹沟之一包括多个封闭装置（7），这些周向花纹沟中的另一个完全没有任何封闭装置，每个封闭装置至少部分地封闭周向花纹沟的横截面，每个封闭装置（7）适于当在水覆盖的路面上行驶时仅在液体流的作用下挠曲和打开所述封闭装置（7）设置于其中的周向花纹沟的截面，所述轮胎的特征在于：

这些封闭装置（7）设置成使得与每个横向花纹沟一起限定在所述封闭装置之一与没有封闭装置的周向花纹沟中开口的所述横向花纹沟的开口之间的具有长度LR的共振器，以减小与所述周向花纹沟槽中的空气柱的共振相关的噪声，其中，每个共振器具有在接触的周向花纹沟的长度的一半与四分之三之间的长度LR，所述长度在标称负载和压力条件下测得。

2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，在设有封闭装置（7）的周向花纹沟中的两个相继横向花纹沟的开口之间，形成两个封闭装置（7）。

3.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，在设有封闭装置（7）的周向花纹沟中的两个相继横向花纹沟的开口之间，形成单个封闭装置（7）。

4.如权利要求1至3之一所述的轮胎，其特征在于，每个封闭装置（7）占据该封闭装置（7）设置于其中的所述花纹沟的横截面的至少70%。

5.如权利要求1至4之一所述的轮胎，其特征在于，每个封闭装置（7）由具有适当厚度的挠性材料制成的条带形成，以允许通过挠曲封闭装置设置在其中的花纹沟的截面的开口，所述条带在其基部（71）固定至花纹沟的底部。

6.如权利要求1至4之一所述的轮胎，其特征在于，每个封闭装置（7）由以挠性材料制成的两个条带形成，每个条带固定至限定花纹沟的壁。

7.如权利要求5或6所述的轮胎，其特征在于，每个条带从所述花纹沟的底部延伸至少等于所述横向花纹沟的深度P的50%的高度。

8.如权利要求7所述的轮胎，其特征在于，每个条带从所述花纹沟的底部延伸至少等于所述横向花纹沟的深度P的70%的高度。