CN102239057B - 轮胎胎面 - Google Patents

Abstract

胎面胶条(1)具有胎表面(10)并且包括通向胎表面的总深度H^*的多个凹部(5)，各凹部(5)包括至少两个第一类型的空腔(51)，各个所述空腔(51)由主壁界定并具有深度Hi，各个第一类型的空腔的主壁是这样的，即其与平行于处于新状态下的行驶表面并穿过朝向胎面外侧最远点的虚拟表面的交线形成具有长度Ce的封闭的外部轮廓，各个第一类型空腔的主壁是这样的，即其与平行于处于新状态下的行驶表面并穿过朝向胎面内侧最远的点的虚拟表面的交线形成具有长度Ci的封闭的内部轮廓，空腔的外部轮廓的长度Ce大于相同空腔的内部轮廓的长度Ci。

Description

轮胎胎面

技术领域

本发明的技术领域涉及轮胎胎面，尤其是处于不同磨损水平的该胎面的胎表面的表面状态。

背景技术

冬天在覆盖冰雪的道路上行驶需要具有许多边缘和中空的胎面胶条以便增加轮胎在道路上的摩擦系数以及通过存储和/或除存在于这些道路上的流体或固体颗粒来提供更好的抓紧力。

存储和/或除去是指颗粒从胎面胶条和路面的直接接触被清除。

本领域技术人员已经提出了各种用于改善乘用车轮胎的基本上整个使用寿命（即，在达到法定胎面磨损的最大水平之前）的轮胎抓紧力。

专利申请GB546975-A描述了一种包括圆周肋的胎面胶条，这些圆周肋被制成更柔软、更易弯曲、更可压缩以及使用彼此分离或彼此相互连接并在橡胶中圆周分布的小凹部群在某特定区域更通风，从而胎面胶条被制造为不明显地影响其稳定性。这些凹部可以具有平的或不平的形状、一致或不一致的截面以及可能或可能不相对于胎面胶条的表面倾斜并且可能具有变化的深度。

专利申请JP2005262973-A描述了一种包括沿胎面胶条深度方向的切口的胎面胶条，该胎面胶条具有与窄部分相互交替的宽部分，每个切口包括通向表面的用于与路面接触的宽部分，该宽部分与包括通向表面的用于与路面接触的窄部分的切口交替地定位以使水被清除而同时避免切口表面的变形（压扁）。

切口是指实际上没有材料去除的橡胶中的非常细小的切痕。

已经发现使用这样的手段使得没有设计为在覆盖冰雪道路上行驶的乘用轿车轮胎能够清除水。然而，这些轮胎在覆盖冰雪颗粒的地面上的性能仍需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种为解决从开始跑了很少公里数的新胎面和遍及其整个使用寿命实际上直到轮胎因为磨损必须更换时轮胎在冰雪覆盖的路面上的良好抓紧力的问题的技术手段。

为此，根据本发明的用于冬季轮胎的胎面胶条具有许多显著地界定元件的花纹沟，这些花纹沟具有平均深度H。该胎面胶条具有设计成在行驶期间与道路接触的胎表面并且由显著不同的元件的外表面形成，这些不同的元件可以是块或肋（可以在同一胎面胶条内将块与肋相结合）。

该胎面胶条在多个凸起形式的元件上包括多个总深度为H*的凹部或井，每个凹部包括第一类型空腔的至少两个空腔，这些空腔沿从胎表面到胎面胶条内部的方向（即沿径向）被相继的布置。这里相继地布置是指这些空腔被布置为它们彼此相继在胎面胶条厚度方向的不同水平面上，即这样，凹部的第一类型的空腔的外轮廓沿胎面胶条的厚度方向定位在距离处于新状态下胎表面的一距离处，该距离大于或等于分开内部轮廓或从同一胎表面分开前述空腔的距离。

该特征是重要的，因为其使胎表面上有效的各个空腔与其它空腔独立：当第一空腔由于部分磨损消失时，新空腔立刻出现并成为胎表面上的有效空腔。现有技术公开了可替换的形式，这些形式包括一些切口，这些切口为封闭地围绕界定一些空腔的同一轴线；然而，其没有以任何方式或建议在深度方向上彼此相继的空腔。在文件WO96/15002中，可以看到空腔在同一时间在轮胎表面上全部大体有效。

如果第一类型的空腔的总数为N，各次序i（i为从1到N）的各个空腔具有在胎面厚度方向测量的深度Hi，Hi小于凹部的深度H*，并且由主壁界定。第一类型的各个空腔的主壁是这样的，即其与平行于在新的条件下行驶并且穿过朝向胎面外侧最远的所述壁地点的虚拟表面的交线形成闭合的并具有长度Ce的外部轮廓。第一类型的各个空腔的主壁是这样的，即其与平行于在新的条件下行驶表面并且穿过朝向胎面内侧最远的主壁的点的虚拟表面的交线形成闭合的并具有长度Ci的内部轮廓。此外空腔的外部轮廓的长度Ce大于同一空腔的内部轮廓的长度Ci。

位于彼此相继的各凹部的第一类型的空腔的个数N为从2到8的整数。

在本发明实施例的一个可替换的形式中，至少朝向胎面内侧最远的空腔（即次序为N的空腔）的闭合的内部轮廓的长度Ci等于零或大体接近于零。在另一可替换的形式中，第一类型空腔的所有空腔的所有内部轮廓的长度等于零或大体上接近于零。在这样的情况下，第一类型的各个空腔可以具有圆锥形，锥形的顶点朝向胎面的内侧定位。锥形的母线角优选包含在2到30度之间。

在优选的可替换的实施例的形式中，第一类型的空腔的壁的外部轮廓的长度均彼此相等。

在优选的可替换的实施例的形式中，第一类型的空腔的内部和外部轮廓为圆形。

对于本发明的所有实施例，第一类型的所有空腔的深度可以相等或不同于各个第一类型的其他空腔。

在本发明实施例的一个可替换的形式中，第一类型的各个空腔包括恒定截面部分和可变和减缩截面部分的空腔，该恒定截面部分相对于可变截面部分定位在胎面的内侧。恒定截面部分是指一空腔，其与处于新状态下的胎面平行的任何虚拟表面的交线具有形状和长度均恒定的轮廓。

在本发明实施例的另一可替换的形式中，第二类型的空腔插入在两个第一类型的空腔之间，第二类型的空腔由壁界定，其与处于新状态下的胎表面平行并穿过胎面胶条中该壁最外点的表面的交线形成长度等于与第二类型空腔连接的第一类型空腔的内部轮廓的长度Ci的封闭轮廓。此外该第二类型的空腔通过长度等于所述次序为i+1的空腔的外部轮廓的长度Ce的轮廓连接到次序为i+1的第一类型的空腔。

这些第二类型的空腔具有合适的深度以促进第一类型的两空腔之间的转换并且显著的用于促进具有这样空腔的胎面的注模和脱模并且促进了消除或基本上减少由橡胶在脱模时的撕裂引起的损伤，尤其是当相对硬质的橡胶至少存在于胎面胶条的区域中时。优选地，第二类型空腔的深度小于第一类型空腔的深度。

在优选的可替换的实施例的形式中，第一类型和第二类型的空腔的主壁的封闭的轮廓的交线为圆形轮廓线。

通过执行根据本发明的技术方案因此可以在胎面胶条的寿命期间的许多场合由于其逐渐磨损产生了条件，该条件适于通过在接触期间拾取或储存存在于路面上的冰或雪的颗粒以及通过离心效应将这些颗粒清除到接触的外侧来获得在轮胎和道路之间改善的接触。这被获得而没有显著影响胎面的刚性。特别地，使用第一类型的连续的空腔可以增加与路面接触区域上的压力并且在许多场合产生适于拾取存在于路面上的颗粒的容积。

为获得最佳效果，优选为当轮胎处于新条件下胎表面上的分开两空腔的最小距离至多等于0.4毫米（该最小距离在处于新条件下的轮胎的胎表面上测量）。

有利地，通向轮胎表面的所有凹部的空腔的外部轮廓具有适于彼此邻近的几何形状使得生成接触线以便增加沿这些线的接触压力并使其更容易在新的条件下向凹部的内侧收集固体颗粒。在该可选择的形式中，胎面和路面之间的接触面积减小到这些接触线。

同样有利的是第一类型的空腔的直径至少等于0.8毫米并至多等于1.6毫米。当直径小于0.8毫米时，在不损伤轮胎时难于脱模凹部，并且当直径大于1.6毫米时凹部的效果显著减小。在轮胎表面单位面积上的第一类型和第二类型的凹部的空腔的总体积至少等于0.25立方毫米并且至多等于20立方毫米。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从以下给出的作为非限制性的例子参考示出了本发明主题一些实施例的附图的描述变得明显。

图1示出了根据本发明的针对乘用车冬季轮胎胎面胶条的部分轮胎表面，该胎面胶条具有多个通向胎表面的凹部；

图2示出了在径向方向向胎面胶条内侧延伸的由第一类型的四个空腔构成的凹部的横截面，其中各个空腔具有截头圆锥体形状；

图3示出了类似于图2中描述的围绕凹部的胎表面的视图；

图4是由锥形第一类型的三个空腔形成的凹部的截面视图；

图5是在径向方向向胎面胶条内侧延伸的由第一类型的四个空腔构成的凹部的横截面视图，其中各个空腔包括部分截头圆锥体形状和部分圆柱形状；

图6是包括由在径向方向向胎面胶条内侧延伸的由第一类型的一连串的第一类型空腔和第二类型的空腔构成的凹部的一块橡胶的横截面视图；

图7示出了模制如图6中描述的那个的凹部的模制元件；

图8示出了凹部的外部轮廓彼此连接以产生接触线或边缘的胎面胶条的胎表面的视图；

图9示出了具有两种类型的凹部的可选择的胎面胶条的形式。

具体实施方式

为使附图与相关的描述更易于掌握，在图中使用相同的标记来表示同样的结构或功能元件而不考虑可替换的实施例的形式。

一般而言，根据本发明的胎面胶条包括多个处于新状态下的通向胎表面的多个凹部。各凹部由一连串的空腔构成，各个空腔具有次序i，该次序i从1（相应于处于新状态下的通向胎表面的空腔）到N（相应于朝向胎面内侧最远的空腔）。

图1示出了安装在乘用车辆的用于冬季轮胎的根据本发明的胎面胶条1的部分。该胎面胶条部分包括当具有该胎面胶条1的轮胎被驱动时与路面接触的胎表面10。可以用纵向花纹沟21和横向花纹沟22界定出凸起4形式的元件，在该特定的实例中该元件为块的形式。各块4包括形成胎面胶条的胎表面10一部分的接触面41和界定纵向和横向花纹沟的侧面。这些花纹沟21、22具有同样的平均深度H，在该情况下等于8毫米。另外，各块具有沿横向方向的切口23（平行于轮胎的旋转轴线）并且其深度小于块的高度H。

此外，总深度H*的多个凹部5已经形成在处于新状态下的该胎面胶条1和各凸起4形式的元件上，如示出了在凹部5附近剖开的穿过凸起元件的局部截面的图2所示。各凹部5由四个第一类型的空腔51构成，各个第一类型的空腔51由主壁510界定并且具有沿胎厚度方向测量的深度H1。在该特定的实例中所有空腔51具有相同的深度；该深度因此等于凹部深度H*的1/4。

第一类型的各个空腔51的主壁510是这样的，即其与平行于处于新状态下的胎表面并且穿过朝向胎面外侧最远的所述壁的点515的虚拟表面的交线形成圆形的、封闭的并具有长度Ce的外部轮廓。

第一类型的各个空腔51的主壁510是这样的，即其与平行于处于新状态下的胎表面并穿过朝向胎面内侧最远的所述主壁510的点516的交线形成封闭的的并具有长度Ci的内部轮廓。

该胎面胶条是这样的，即空腔51在从胎表面10到胎面胶条内侧定向的方向上在不同的磨损水平处设置，并且在于空腔外部轮廓的长度Ce大于相同空腔51的内部轮廓的长度Ci。

各个空腔51具有截头圆锥体形状，该形状具有大体上垂直于其被形成的所在块的接触面的轴线。空腔51的壁的外部轮廓的所有长度都彼此相等。

图3示出了邻近凹部5的胎表面10。可以在胎表面上形成圆形边缘511，该圆形边缘具有长度Ce。圆形边缘512可以形成在胎面胶条的内侧并且位于朝向第一空腔内侧的最远的点。该圆形边缘512具有长度Ci，其小于长度Ce。

因此，当胎面处于新状态下，胎表面包括很高数目的凹部5，特别是当在冬季条件下行驶时，其促进了位于道路表面的颗粒的收集。截头圆锥形通过增加位于与道路表面接触的边缘上的接触压力来促进该收集。通过恢复初始的形状，可以恢复到大体上与新胎面胶条的状态一致的状态。在该特定的例子中，贯穿胎面磨损的整个期间，这些状态被恢复四次。

为了模制这样的凹部，容易制造具有与这些凹部互补的几何形状的模制元件。所使用的橡胶材料的弹性特性允许这些模制元件脱模，即使该选择的几何形状提供很小的脱模阻力，尤其是由于该材料的成角度的部分11。

有利地，当胎面胶条处于新状态下时胎表面上的分开两凹部的最小距离至多等于0.4毫米。该距离被测量为两相邻外部轮廓之间的最小距离。

图4示出了凹部5的可替换的形式，其中第一类型的所有空腔51的所有内部轮廓的长度Ci等于零。在工业应用中，生产者可以使这些长度大体上接近于零，以使其更易于生成模制元件以模制这样的凹部。在该例子中，第一类型的各个空腔51可以为圆锥形，锥形的顶点朝向胎面的内部定位。各椎形的母线角A等于20度。

图5为穿过根据本发明凹部的可替换形式的截面。在该可替换的形式中，第一类型的各个空腔51之间具有恒定截面的空腔部分511以及可变截面和递减截面的部分510，恒定截面部分511相对于可变截面部分510朝向胎面内侧定位。朝向凹部内侧的最远的部分由直径大体等于凹部与处于新状态下的胎表面的交线的轮廓直径的半球部分513构成。

图6示出了胎面材料1'的元件，其包括包含多个第一类型空腔51和插入到两第一类型空腔之间的第二类型空腔52的凹部5。该第二类型的空腔52由壁520界定，其与平行于处于新条件下的胎表面并穿过朝向所述壁外侧最远点的表面的交线形成封闭的轮廓，该封闭轮廓的长度等于第一类型空腔内部轮廓的长度Ci，第一类型的空腔51与第二类型的空腔52相连并且第一类型的空腔51位于第二类型的空腔52之上，也就是说位于第二类型的空腔和胎表面之间。此外，该第二类型的空腔通过长度等于位于其下的所述第一类型空腔的外部轮廓的长度Ce的轮廓与位于其下方的（也就是说更靠近凹部的底部）第一类型的空腔连接。

优选地，第二类型空腔52的深度P2比第一类型空腔的深度P1小很多。这些第二类型空腔52的一个优点在于其使模制元件更容易脱模。

图7示出了用于装到模子中以模制如图6所示的凹部5的的模制元件7。具有对称轴线XX'的该模制元件7包括用于固定入胎面模的内部分7'，该部分通过用于突出进入模以模制根据本发明的凹部的外部分7"延伸越过界限L。该元件7在其外部部分7"具有交替的用于模制第一类型空腔的部分71和用于模制第二类型空腔的部分72。在该情况下示出了，所有部分71彼此大体一致并且所有部分72同样彼此大体一致。在图7所示的例子中，各个第一类型的部分71包括长度等于0.83毫米的圆柱形部分711，该圆柱部分711由长度H12等于0.4毫米的截头圆锥部分712延伸并结束于长度H13等于0.5毫米且具有小于圆柱部分711直径的直径的圆柱部分713。第二类型的各部分72具有截头圆锥形的形状（该锥形的虚拟顶点朝向胎表面定位）并且具有等于0.4毫米的长度H2。各不同部分的长度方向被认为是平行于模制元件轴线XX'的。当然，本领域技术人员为了获得最佳的效果将能够改变各所述部分的尺寸和几何形状。

图8示出了根据本发明的胎面胶条的胎表面10的一部分，在该胎表面上凹部5被设置为其通向胎表面，这样形成接触线81、82的网络，这些接触线大体在互相垂直的方向定向。在该特定的情况下，在处于新状态下胎面胶条的胎表面上测量的分隔两凹部的最小距离为零。该可替换形式的优点在于增加了沿这些接触线的接触压力以便改善进入凹部内的存在于路面上的颗粒的清除。

在刚刚结合图8讨论的可替换的形式中，所有的凹部具有相同的几何形状并且无论处于任何胎面磨损状态所有凹部均以相同的轮廓通向胎表面。然而，完全可以为其中一些凹部提供不同的形状（或不同的空腔数量N）。图9所示的一个有利的实施例既具有如图2所示的凹部（具有深度H1的第一空腔）又具有在新状态下通向胎表面的带有对应于相同的凹部的形状但第一空腔的深度等于深度H1一半的其他凹部。该图9实际上示出了穿过包括多个凹部5、5'的胎面胶条的横截面。凹部5对应于图2中的凹部而凹部5'大体具有相同的几何形状但相对于凹部5相位移动。因此，随着部分磨损至由虚线W表示的水平，同时凹部5效果减弱，凹部5'通向胎表面同时其具有较大尺寸的轮廓以便维持适当的效果。因此并且平均起来，不论磨损水平如何胎表面的状态大体保持一致。

该最后的可替换的形式使用包括如图6所示的空腔那样的第二类型的空腔的凹部是尤其有利的。

Claims (12)

1.轮胎的胎面胶条（1），所述胎面胶条设有界定凸起形式的元件（4）的多个花纹沟（21、22），这些花纹沟具有深度H，所述胎面胶条具有设计为在行驶期间与路面接触的胎表面（10），所述胎表面在多个其凸起形式的元件（4）上包括多个总深度为H*的凹部（5），各凹部（5）包括至少两个第一类型的空腔（51），各个所述第一类型的空腔（51）由主壁界定并具有深度Hi，各个第一类型的空腔的主壁是这样的，即其与平行于处于新状态下的行驶表面并穿过朝向胎面外侧最远处的所述壁的点的虚拟表面的交线形成封闭的并具有长度Ce的外部轮廓，各个第一类型的空腔的主壁是这样的，即其与平行于处于新状态下的行驶表面并穿过朝向胎面内侧最远处的所述壁的点的虚拟表面的交线形成封闭的并具有长度Ci的内部轮廓，所述第一类型的空腔设置为在从胎面朝向胎面胶条内侧定向的方向上彼此相继，也就是说，这样所述凹部的第一类型的空腔的外部轮廓在胎面的厚度方向上定位在相距处于新状态下的胎表面一定距离处，所述距离大于或等于使前述空腔内部轮廓与相同的胎表面分离开的距离，并且空腔的外部轮廓的长度Ce大于相同空腔的内部轮廓的长度Ci，

所述胎面胶条还包括第二类型的空腔，所述第二类型的空腔被插入在两个第一类型的空腔之间，所述第二类型的空腔由壁界定，所述壁与平行于处于新状态下的胎表面并穿过所述壁的最外点的表面的交线形成封闭轮廓，所述封闭轮廓的长度等于与第二类型的空腔连接的第一类型的空腔的内部轮廓的长度Ci，所述第二类型的空腔通过长度等于次序为i+1的所述空腔的外部轮廓的长度Ce的轮廓与次序为i+1的第一类型的空腔连接，

所述胎面胶条的特征在于，第二类型的空腔的深度小于第一类型的空腔的深度。

2.如权利要求1所述的胎面胶条，其特征在于，各个凹部的第一类型的空腔的数量N为从2到8的范围内的整数。

3.如权利要求1或2所述的胎面胶条，其特征在于，至少朝向胎面内侧最远的空腔的封闭的内部轮廓的长度Ci等于零或大体接近于零。

4.如权利要求3所述的胎面胶条，其特征在于，第一类型的各个空腔具有圆锥形的形状，所述锥形的顶点朝向胎面的内侧定位。

5.如权利要求4所述的胎面胶条，其特征在于，所述锥形的母线角在2度和30度之间。

6.如权利要求1或2所述的胎面胶条，其特征在于，第一类型的空腔的壁的外部轮廓的长度均彼此相等。

7.如权利要求1所述的胎面胶条，其特征在于，各个第一类型的空腔包括恒定截面的空腔部分以及可变和减缩截面的部分，所述恒定截面的部分相对于可变截面的部分位于胎面的内侧。

8.如权利要求1或2所述的胎面胶条，其特征在于，当胎面处于新状态下时位于胎表面上的分开两个空腔的最小距离至多等于0.4毫米。

9.如权利要求1或2所述的胎面胶条，其特征在于，所有通向胎表面的凹部的空腔的外部轮廓具有适于彼此邻近的几何形状以致于生成接触线以便沿这些线增加接触压力。

10.如权利要求1或2所述的胎面胶条，其特征在于，第一类型的空腔的内部和外部轮廓为圆形。

11.如权利要求10所述的胎面胶条，其特征在于，第一类型的空腔的直径至少等于0.8毫米并且至多等于1.6毫米。

12.如权利要求1或2所述的胎面胶条，其特征在于，胎表面上每单位面积的第一类型的和第二类型的凹部的空腔的总容积至少等于0.25立方毫米（mm³）并至多等于20立方毫米（mm³）。

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