CN102612439B - 车辆充气轮胎的胎面条纹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆充气轮胎的胎面条纹，该胎面条纹具有由多个沟纹（2，3，4）或者槽相互间隔开的多个径向隆起的型材元件（1），这些型材元件各自在径向R上向外地由形成地面接触表面的一个罩面（8）限界，其中在至少一个型材元件（1）中构成有至少一个钉（5），该钉以其钉体（6）锚定在该型材元件（1）的橡胶材料中并且构成有一个钉尖，该钉尖在该轮胎的径向R上延伸出该钉体（6）之外并且终止于径向向外地限界该型材元件（1）的、构成该地面接触表面的、该型材元件（1）的罩面（8）外部的一个径向位置上，其中，在径向向外地限界该型材元件（1）的、构成该地面接触表面的罩面（8）中构成有一个实质上环形地围绕该钉（5）的凹陷（9）用于接收冰。

Description

车辆充气轮胎的胎面条纹

技术领域

本发明涉及一种车辆充气轮胎的胎面条纹，该胎面条纹具有由多个沟纹或者槽相互间隔开的多个径向隆起的型材元件，这些型材元件各自在径向R上向外地由一个形成地面接触表面的罩面限界，其中在至少一个型材元件中构成至少一个钉，该钉以其钉体锚定在该型材元件的橡胶材料中并且构成有一个钉尖，该钉尖在轮胎的径向R上伸出该钉体并且终止于径向向外地限界该型材元件的、构成地面接触表面的型材元件罩面之外的一个径向位置上。

背景技术

这种车辆充气轮胎是公知的。在常规的带钉的车辆充气轮胎中，这些钉在为此目的而提供的位置处插入成型胎纹块中。为此目的，在成型胎纹块元件中形成了多个钉孔，每个钉孔各插入一个钉。在此，为了确保正确地安放该钉，在钉周围的区域中不形成精细切口。

带钉轮胎在冰上的一般工作方式基于多种作用。首先钉的钉脚刺入道路中的冰内并且齿式地与冰机械接合。此外在刹车和牵引过程中，在轮胎与被冰覆盖的道路之间发生相对运动(滑动)。该相对运动造成钉被拽过冰面，并且这样做时在冰的表面中切出沟痕。通过这种切削的过程中，表面上的冰被打破。在冰破碎过程中，通过形成新的表面而转换能量。该能量转换例如可以在缩短刹车距离中体验到。然而破碎的冰的体积却占据了比道路上紧密的冰更大的体积。此外在滑动过程中破碎的冰必须避开钉脚，也就是说至少必须暂时输送该冰。而且在带钉的轮胎的情况下，在钉脚周围的橡胶材料与冰表面之间还有摩擦作用。

本发明人进行的冰试验、刹车试验和牵引试验却表明，被削切下的冰的移置过程、也就是说转输过程往往是不完全的，并且破碎的冰部分地在成型胎纹块下聚积在钉周围而不是排出到限界该成型胎纹块元件的胎纹沟纹。结果是钉不能够以所希望的方式完全地起到上述的作用。积聚在钉周围的冰料(Eismaterial)在穿过轮胎压痕时在轮胎的方向上径向向内地把钉周围的橡胶材料与钉一起推离道路表面，从而使得钉周围的橡胶材料还有对与冰接合而言重要的钉脚边缘都通过切削掉的冰料而被压离路面。这降低了钉的接合作用并且因此降低了钉向冰中的齿式接合的机械作用，并且降低了刹车和牵引过程中钉的切削作用。此外还降低了钉的区域中的橡胶-冰摩擦力。

发明内容

本发明的目的是在该类型的一种胎面条纹的情况下能够改善与冰的接合。

根据本发明，上述目的通过一种车辆充气轮胎的胎面条纹达到，该胎面条纹具有多个由沟纹或者槽相互间隔开的多个径向隆起的型材元件，该型材元件各自在径向R上向外由一个形成地面接触表面的罩面限界，其中在至少一个型材元件中构成有至少一个钉，该钉以其钉体锚定在该型材元件的橡胶材料中并且构成有一个钉尖，该钉尖在轮胎的径向R上延伸到该钉体外，并且终止于径向向外地限界该型材元件的、构成地面接触表面的型材元件罩面之外的一个径向位置，其中在径向向外地限界该型材元件的、构成地面接触表面的罩面中形成有一个实质上环形地围绕该钉的、用于接收冰的凹陷。

围绕这个钉的凹陷形成一个用于接收切削掉的冰的接收容器(Aufnahmeresevoir)。在滚过轮胎压痕时切削掉的冰被接收在该容器中。从而可以实质上阻止在通过轮胎压痕时橡胶材料被从道路上抬离。钉脚保持与由冰覆盖的道路表面可靠地接合，其结果是提高了抓地作用并且在刹车和牵引过程中保持了切削作用。在该凹陷外侧形成的橡胶材料保持可靠的橡胶-冰摩擦接触。

尤其有利的是一种轮胎花纹的实施方案，其中该罩面中的凹陷由一条外轮廓线限界，该外轮廓线在背离该钉的侧面上限界了该凹陷，而在指向该钉的侧面上由该钉限界。通过选择这种限界方式，在钉的直接相邻处提供了接收切削掉的冰的可能性，而不会将围绕该钉的橡胶材料从冰表面上抬离也不会将该钉脚从与冰的密切接触中抬离。在该罩面中的一个有明确界线的外轮廓导致形成有一个压力峰值的一种边缘作用，其结果是可以防止切削掉的冰料进入该轮胎-冰接触区域。以此方式可以防止降低橡胶-冰摩擦作用。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中该钉体有一个圆柱形的罩面，其罩面带有一个垂直于圆柱形轴线形成的横截面，该横截面最大外径D构成为5.5mm≤D≤7.5mm，其中该钉体具有尤其是正圆柱形的罩面。这样的一种钉体几何形状设计允许对钉的抓冰作用与摩擦行为之间的目标冲突进行单独地优化。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中该凹陷在该罩面中有一个在轮胎的径向R上相对该钉的圆周外端测量的宽度F，在该钉圆周的整个范围内该宽度值都有2mm≤F≤10mm。所述设计使得可以把该凹陷构成为有一种优化的尺寸，这种尺寸能够接收滑动过程中产生的冰屑。该设计是足够小的以保证可用于与冰摩擦的橡胶表面，而且是足够大的以确保本发明的效果。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中该凹陷构成有一个在轮胎的径向R上从该罩面至该凹陷底部测量的深度T，有0.5mm≤T≤1mm。这种类型的构型可以在形成一种冰屑容器与形成在负载下对该钉的充分支持作用之间达到优化的折衷，以保证优化的接合作用。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中该凹陷的深度T形成为在径向R上朝向该钉的轴线连续增大，尤其是线性地增大。这在直接毗邻该钉处为该钉提供更大的支持，还保护该钉免受沙石的磨损，其中确保了冰屑容器的形成。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中在该罩面中的凹陷由一个外轮廓线形成，该外轮廓线在背离该钉的侧面上限界了该凹陷并且具有一条弯曲的曲线。如果一个钉没有完全地刺入冰中就会引起其直接毗邻的周围的橡胶材料抬起。该凹陷的弯曲曲线自然地应对这种情况，其中所出现的边缘效应可以防止冰颗粒进入轮胎-冰接触区域中。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中该凹陷的该外轮廓线处于圆形、卵形或者椭圆形的形式。这种构型使得能够对个别的特殊要求进行优化地适配，尤其是在钉具有为非正圆柱形罩面的钉体的情况下，以及在钉具有为非正圆形本体几何形状()的钉脚的情况下。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中在该罩面中的凹陷形成有一条在背离该钉的侧面上限界该凹陷的外轮廓线，该外轮廓线具有多边形的曲线、尤其是有星形地弯折的。这种构型使得能够对个别的特殊要求进行优化地适应，尤其是在钉所具有的钉体的几何形状与罩面的正圆柱形显著不同的情况下以及在钉所具有的钉脚的几何形状与本体几何形状的正圆柱体形状显著不同的情况下。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中在径向向外地限界该型材元件的罩面中附加地形成有一个或多个通道式凹陷，其宽度为BK其中1mm≤BK≤5mm并且其深度、尤其是恒定的深度为TK其中0.5mm≤TK≤1.5mm，这些通道式凹陷被形成为从环形地围绕该钉的凹陷之外的一个位置起在与针对环形地围绕该钉的凹陷对齐的方向上走向一直延伸到该环形地围绕该钉的凹陷。该通道式凹陷尤其是在较长的滑动过程中(例如在无ABS或者牵引控制的条件下刹车/牵引的过程中)能够保证把冰颗粒从该成型胎纹块下的容器中可靠地排出到最近的横向槽中并且从而确保一种优化的钉接合。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中限界于两个相邻的通道式凹陷之间并且在轮胎的径向R上延伸直到该罩面的橡胶材料在延伸至环形地围绕该钉的凹陷中的一个延长部中形成了一个从凹陷底部径向隆起的筋部，该筋部延伸直至该钉并且尤其是在轮胎的圆周方向U上支撑该钉。这允许对该钉的一种可靠的支持作用。由此方式可以阻止该钉在负荷下从其优化的钉接合角倾斜。从而可以进一步地改进冰接合作用。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中在直接毗邻该凹陷的罩面上沿着该外轮廓线形成一个径向向外延伸的密封唇。以此方式可以增加该凹陷的自然边缘效应，并且因此可以更加有效地防止切削掉的冰颗粒进入该轮胎-冰接触区。

特别有利的是一种胎面条纹的实施方案，其中在该罩面上，在从该凹陷底部径向隆起的筋部中，相应地直接在相邻的凹陷附近、并且尤其是在针对限界性的通道式凹陷的一个延长部中，沿着该筋条的延伸部分形成一个径向向外延伸的密封唇。以此方式可以阻止切削掉的冰颗粒从该通道式凹陷中逃出，并且还可以阻止所述冰颗粒进入该轮胎-冰接触区，其结果是可以确保大的橡胶-冰摩擦接触区和良好的冰上性能。

附图说明

下面参照附图1-7中所示的实施例更加详细地说明本发明，在附图中：

图1示出车辆充气轮胎的胎面条纹的一个成型胎纹块元件的平面图，该成型胎纹块元件带有安装于其上的一个钉；

图2用沿图1的剖线II-II的截面图示出图1的成型胎纹块元件；

图3用沿图1的剖线III-III的截面图示出图1的成型胎纹块元件；

图4a至4d示出在图1至3的一个成型胎纹块元件中形成的并且围绕该钉的这个凹陷的不同的替代性外轮廓；

图5a示出图1所示的一个具有凹陷的成型胎纹块元件的平面图，该凹陷围绕该钉并具有一个圆形的外轮廓线；

图5b示出经图5a中的剖线Vb-Vb的所述成型胎纹块元件的一个截面图；并且

图5c示出经图5a中的剖线Vc-Vc的、该凹陷的一个实施方案的截面图；

图6示出图1所示的一个成型胎纹块元件的简化平面图，用于解说带有一个替代性地设计的排出槽的实施方案；

图7示出带有根据图1至图3形成的钉和凹陷的一个带钉轮胎的胎面条纹的平面图。

参考标号清单

(说明书的一部分)

1  成型胎纹块元件

2  横向沟纹

3  圆周沟纹

4  圆周沟纹

5  钉

6  钉体

7  钉脚

8  罩面

9  凹陷(接收容器)

10  钉的罩面

11  凹陷的外轮廓

12  引导通道

13  引导通道

14  引导通道

15  引导通道

16  加强筋

17  加强筋

18  密封唇

19  密封唇

20  成型胎纹块列

21  成型胎纹块列

22  成型胎纹块列

23  成型胎纹块列

24  成型胎纹块列

25  精细切口

26  凹陷底部

具体实施方式

图1至3示出客车的车辆充气轮胎的胎面条纹的一个成型胎纹块元件1，其成型胎纹块元件以一种公知的方式在车辆充气轮胎的圆周方向U上相应地由在成型胎纹块元件1之前安排的一个横向沟纹2和在该成型胎纹块元件1之后安排的一个横向沟纹2限界、并且在车辆充气轮胎的轴向A上在两个轴向侧相应地由一个圆周沟纹3和一个圆周沟纹4限界。成型胎纹块元件1在车辆充气轮胎的径向R上由一个形成该车辆充气轮胎的罩面并且形成地面接触表面的一个罩面8限界。

在成型胎纹块元件1中，具有一个钉体6的一个钉5固定在一个钉孔中，该钉体有一个圆柱形的罩面和一个钉脚7。钉体6在径向上向外延伸直到成型胎纹块元件1的形成罩面8的表面上。固定在钉体6中的钉脚7在车辆充气轮胎的径向R上延伸通过钉体6直到在罩面8径向外部的一个位置。

钉体6形成为具有外径5.5mm≤D≤7.5mm。围绕钉体6在成型胎纹块元件的径向在外的罩面8中形成了一个环形的凹陷9，该凹陷在朝向钉5的侧面上由钉5的罩面10限界，而在背离钉5的侧面上由形成凹陷9的一个外轮廓线11的、该凹陷的壁限界。构成刮下的冰的接收容器的凹陷9在钉5的圆周上延伸。

在图1至3中所示的一个实施例中，在成型胎纹块元件1的罩面8中形成两个引导通道12和13，这些通道从一个横向沟纹2起直线地在钉5的方向上延伸直到凹陷9。类似地，在成型胎纹块元件1的罩面8中形成两个引导通道14和15，这些通道从另一个横向沟纹2起相应直线地在钉5的方向上延伸直到凹陷9。引导通道12、13、14和15相应地都以同样的宽度BK和同样的深度TK构成，该引导通道宽度在这些引导通道各自的整个范围内是恒定的，有1mm≤BK≤5mm，例如1mm≤BK≤5mm，该引导通道深度在整个胎纹上是恒定的且在径向上测量为0.5mm≤TK≤1.5mm。在一个示例性实施方案中，宽度BK是1.5mm而深度TK是0.8mm。

图1至3示出另一个实施例，其中，成型胎纹块元件1的、在这两个引导通道12与13之间相应地构成的以及在这两个引导通道14与15之间相应地构成的、在径向R上向外地由罩面8限界的橡胶材料，被形成为穿过凹陷9延伸直到钉体6并且形成了在车辆充气轮胎的圆周方向U上加强钉体6并且从而加强该钉5的加强筋16或17。在此情况下，这两个狭窄的加强筋16和17把环形的凹陷9划分成凹陷9的多个圆周区段。可以在图1中看出，加强筋16和加强筋17以在车辆充气轮胎的轴向A上测量的一个宽度构成，该宽度从相应的横向沟纹2在钉5的方向上逐渐变细。

在上述的实施例中，凹陷9在其在径向R上1相对钉轴线S延伸的整个范围内并且在其绕钉轴线S延伸的整个圆周范围内以一个从罩面8起在车辆充气轮胎的径向R上测量的恒定深度T形成，有0.5mm≤T≤1mm，例如T＝0.5mm。

图1至3示出另一个实施例，其中，在形成地面接触表面的径向向外地指向的罩面8上沿凹陷9的外轮廓线11在引导通道13与14之间以及在引导通道12与15之间并且相应地直接在外轮廓线11附近构成一个密封唇18，该密封唇从构成地面接触表面的罩面径向向外地取向。图1至3还示出一个实施例，其中，附加地，在径向向外地指向的、构成地面接触表面的罩面8上，加强筋16和加强筋17分别沿其相应地指向该引导通道13、12及14、15的侧壁构成有一个从形成地面接触表面罩面8径向向外取向的密封唇19，该密封唇相应地与限界相应的筋16和17的引导通道12、13和14、15直接相邻并且沿着相应的引导通道12、13和14、15的延伸方向在横向沟纹2与钉5之间延伸。密封唇18和19在形成该径向在外表面的罩面8上形成有从形成地面接触表面的、径向在外的罩面上径向向外地测量的延伸高度H和相应地垂直于相应的密封唇18或19的延伸方向测量的最大宽度BW，并且在相对于相应的密封唇18或19的延伸方向的横截面上具有一个V形的横截面轮廓，如图2中以密封唇18为例所示的，其中该V形的尖端在径向向外的方向上限界相应的密封唇18及19。在此，高度H是0.3mm而宽度BW是0.5mm。在图1中，凹陷9的外轮廓线11是圆形的并且形成为与钉轴线S同心。

在另一个替代性设计中，外轮廓线11是卵形或者椭圆形的。

在图4a至4d中示出带有一个多边形曲线的该凹陷的外轮廓线11的另一个替代性实施方案。在图4a至4d中，为简洁起见，图中略去了该钉和该成型胎纹块元件，仅示出凹陷9的外轮廓线11。在此，该外轮廓线例如为图4a所示的菱形形式、如图4b所示的平行四边形形式、例如图4c中所示的三角形、或者图4d中所示的具有锯齿形轮廓线11的星形形状。

在这样的多边形结构的情况下，引导通道12在外轮廓线11的相邻角顶点之间汇入凹陷9中，如图4a和图4d的简化图所示，或者在多边形结构的顶点处汇入该凹陷中，如图4b中的实施例所示。

在图5a和5b中以具有圆形外轮廓线11的一个凹陷9为例示出一个实施例，其中在车辆充气轮胎的径向R上径向向内地限界该凹陷9的凹陷底部26，从凹陷9的外轮廓线11起在径向R上向该钉轴线看去，该凹陷底部在车辆充气轮胎的径向R上测量的位置线性地升高。在所示的实施方案中，凹陷9的深度T从其在该凹陷的外轮廓11处的最大值起直至钉体6连续地减小。

图5a、5b和5c示出另一个实施例，其中该深度T附加地在该钉的圆周上连续地变化。在此可以看到，图5c中所示的在车辆充气轮胎的圆周方U上穿过钉轴线S的截面图中，在凹陷9的外轮廓11处测量的最大深度T小于图5b中所示的在车辆充气轮胎的轴向A上穿过钉轴线S的截面图中的最大深度。深度T构成为，沿该凹陷的圆周延伸部围绕该钉轴线S相应地总是在这两个极端之间变化。

在图中没有示出的另一个实施方案中，在包含钉轴线S的截面中，凹陷9的最小深度T形成于外轮廓线11的区域中，而最大深度T形成在钉体6的罩面上。

图6以一个具有卵形轮廓线11的凹陷9为例示出一个带有多个引导通道12和13以及一个引导通道14的实施方案。这些引导通道12是直线的，有一个恒定的通道宽度BK。这些引导通道13是曲线的，具有一个恒定的通道宽度BK，而该引导通道14形成为直线的并具有从凹陷9起在背离该钉的方向上连续地增加的通道宽度BK。

在另一个没有示出的实施方案中，至少一个通道12被形成为具有沿其延伸部连续地改变的宽度T，例如在背离该钉的方向上连续地增大。

在图1至3中所示的实施方案中，TK>T。TK＝0.8mm，且T＝0.5mm。

图1至3中所示的实施方案中的另一个实施方案(未示出)中，选择这些通道12、13、14、15的深度TK为等于凹陷9的深度T，也就是说T＝TK。

图7示出根据图1的具有钉5的实施方案的应用，在胎面条纹的一个成型胎纹块列20的成型胎纹块元件1中该钉具有一个凹陷9、多个引导通道12、13、14和15以及多个密封唇18和19，该胎面条纹具有在车辆充气轮胎的轴向A上彼此相邻安排且相应地由一些圆周沟纹相互分隔开的多个成型胎纹块列21、22、23、20和24。图7还示出一个实施例，其中在其它成型胎纹块列21、22和24中单独的成型胎纹块元件中也类似地形成了带有一个凹陷9、一个外轮廓线11以及多个引导通道12、13、14和15以及加强筋16和17以及密封唇18和19的多个钉5。

不同的成型胎纹块列21、22、23、20和24的成型胎纹块元件相应地以一种公知的方式设置有精细切口25。

Claims (15)

1.一种车辆充气轮胎的胎面条纹，该胎面条纹具有由多个沟纹(2，3，4)或者槽相互间隔开的多个径向隆起的型材元件(1)，这些型材元件各自在径向R上向外地由形成地面接触表面的一个罩面(8)限界，其中在至少一个型材元件(1)中构成有至少一个钉(5)，该钉以其钉体(6)锚定在该型材元件(1)的橡胶材料中并且构成有一个钉尖，该钉尖在该轮胎的径向R上延伸出该钉体(6)之外并且终止于径向向外地限界该型材元件(1)的、构成该地面接触表面的、该型材元件(1)的罩面(8)外部的一个径向位置上，

其特征在于，

在径向向外地限界该型材元件(1)的、构成该地面接触表面的罩面(8)中构成有一个实质上环形地围绕该钉(5)的凹陷(9)用于接收冰，其中，该凹陷(9)在该罩面(8)由针对背离该钉(5)的侧面而限界该凹陷的一个外轮廓线(11)来限界，并且在指向该钉(5)的侧面上由该钉(5)来限界，该钉体(6)具有一个圆柱形的罩面(8)，该罩面有一个垂直于该圆柱形的轴线而构成的、其罩面(8)的横截面，该横截面的最大外径D构成为5.5mm≤D≤7.5mm。

2.如权利要求1所述的胎面条纹，其中，所述罩面(8)为正圆柱形的罩面。

3.如权利要求1所述的胎面条纹，其中，该凹陷(9)在该罩面(8)中具有一个在该轮胎的径向R上相对该钉的圆周外端测量的宽度F，该宽度构成为在该钉(5)的圆周上的其延伸部上有2mm≤F≤10mm。

4.如权利要求1所述的胎面条纹，其中，该凹陷(9)构成有一个在该轮胎的径向R上从该罩面(8)直至该凹陷底部(26)测量的深度T，有0.5mm≤T≤1mm。

5.如权利要求4所述的胎面条纹，其中，该凹陷(9)的深度T构成为在径向R上朝向该钉的轴线S不断增大。

6.如权利要求5所述的胎面条纹，其中，该凹陷(9)的深度T构成为在径向R上朝向该钉的轴线S线性地增大。

7.如权利要求1所述的胎面条纹，其中，该凹陷(9)在该罩面(8)中构成有在背离该钉(5)的侧面上限界该凹陷(9)的一条具有弯曲曲线的外轮廓线(11)。

8.如权利要求7所述的胎面条纹，其中该外轮廓线(11)构成为圆形、卵形或者椭圆形。

9.如权利要求1所述的胎面条纹，其中，该凹陷(9)在该罩面(8)中构成有在背离该钉(5)的侧面上限界该凹陷的一条具有多边形曲线的外轮廓线(11)。

10.如权利要求9所述的胎面条纹，其中，所述外轮廓线(11)是星形地弯折的外轮廓线。

11.如权利要求1所述的胎面条纹，其中，在径向向外地限界该型材元件(1)的罩面(8)中附加地形成有一个或者多个通道式凹陷(12，13，14，15)，这些通道式凹陷具有宽度BK，其中1mm≤BK≤5mm以及深度TK，其中0.5mm≤TK≤1.5mm，这些通道式凹陷(12，13，14，15)构成为从环形地围绕该钉(5)的凹陷(9)外部的一个位置在朝向环形地围绕该钉(5)的凹陷(9)的方向上定向地延伸并且一直延伸到该环形地围绕该钉(5)的凹陷(9)。

12.如权利要求11所述的胎面条纹，其中，通道式凹陷的深度TK是恒定的深度。

13.如权利要求12所述的胎面条纹，其中，限界于两个相邻的通道式凹陷(12，13)之间并且在该轮胎的径向R上延伸直到该罩面(8)的橡胶材料，在向环形地围绕该钉(5)的该凹陷(9)中伸展的一个延长部中形成一个从该凹陷底部(26)径向隆起的筋部(16)，该筋部延伸至该钉(5)并且在该轮胎的圆周方向U上支撑该钉。

14.如权利要求1所述的胎面条纹，其中，在罩面(8)上与该凹陷(9)直接相邻地沿着该外轮廓线(11)构成有一个径向向外延伸的密封唇(18)。

15.如权利要求14所述的胎面条纹，其中，在该罩面(8)上在从该凹陷底部(26)径向隆起的筋部(16)中，相应地与邻接的凹陷(9)直接相邻地、并且还在朝向该限界性的通道式凹陷(12，13)的延长部中，沿着该筋部(16)的延伸来构成一个径向向外延伸的密封唇(19)。