CN102991279A - 商用卡车转向轮胎胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及商用卡车转向轮胎胎面。一种车辆轮胎胎面包括周向胎面花纹沟内的一列周向间隔开的离散加强盘块元件，每个加强盘块元件具有将加强盘分成相对的加强盘部件的周向取向的对开切口。相对的加强盘部件当出现于滚动轮胎印迹内时在操作上轴向地挠曲并会聚，以闭合径向向外的切口段，并且当在滚动轮胎印迹外时恢复名义分离尺寸。每个加强盘块元件内的对开切口还在径向向内端处形成延伸穿过加强盘块元件的大直径的流体输导沟槽，以允许流体不被该列加强盘元件阻碍地沿着周向花纹沟通过。

Description

商用卡车转向轮胎胎面
技术领域
本发明大体上涉及车辆轮胎，尤其地涉及一种用于商用卡车应用的转向轮胎的胎面花纹。
背景技术
在维持通过轮胎获得的滚动阻力性能和燃料里程效率的同时，商用卡车转向轮胎需要提供合适的湿地及雪地性能水平。此外，人们希望的是，这样的轮胎提供高的侧偏刚度水平和耐胎面磨损性，以便延长轮胎胎面的有效寿命。因此，存在对一种商用卡车转向轮胎的需求，其具有在功能上满足这样的竞争性目标的胎面花纹，从而给用户提供可接受的轮胎整体性能。
发明内容
根据本发明的方面，车辆轮胎包括轮胎胎面，所述轮胎胎面具有周向胎面中心花纹条和邻近中心花纹条的一个或多个侧向相邻的中间花纹条，每个中间花纹条由周向胎面花纹沟与中心花纹条分开。一列周向的离散加强盘块元件设置在胎面花纹沟内，其中第一周向列内的相邻的加强盘元件由周向间隔距离分开。每个加强盘块元件具有朝块元件的底端延伸到加强盘块元件的上表面中的周向取向的对开切口，所述对开切口在周向方向上延伸穿过加强盘块元件，以形成相对的加强盘部件。对开切口将每个加强盘块元件分成相对的加强盘部件，所述相对的加强盘部件当出现于滚动轮胎印迹内时操作地轴向地挠曲并会聚，以操作地闭合径向向外的切口段，并且当在滚动轮胎印迹外时恢复名义分离尺寸。
在另一方面中，每个加强盘块元件内的对开切口在径向向内端处形成延伸穿过加强盘块元件的流体输导沟槽，所述沟槽具有比对开切口的径向向外切口段的名义宽度尺寸大的名义沟槽宽度尺寸。
在又一方面中，本发明在中心花纹条的相对侧上配置在周向花纹沟内如此构成的多列周向的加强盘块元件。
本发明提供以下技术方案：
1. 一种车辆轮胎，包括：
轮胎胎面，所述轮胎胎面具有周向中心胎面区域，所述周向中心胎面区域至少包括周向胎面中心花纹条和邻近所述中心花纹条的侧向相邻的中间花纹条，所述中间花纹条由周向胎面花纹沟与所述中心花纹条分开；
至少一个加强盘块元件，所述至少一个加强盘块元件设置在周向胎面花纹沟内，所述加强盘元件具有相对于所述中心和中间花纹条的高度的降低的高度；以及
所述一个加强盘块元件具有朝所述一个加强盘块元件的底部延伸到所述一个加强盘块元件的上表面中的周向取向的对开切口，所述对开切口在所述对开切口由相对的面向内的切口侧面限定的情况下周向地延伸穿过所述加强盘块元件。
2. 根据方案1所述的轮胎，其中第一多个离散的加强盘块元件的第一周向阵列设置在所述胎面花纹沟内，其中所述第一周向阵列内的所述相邻的加强盘块元件由周向间隔分开。
3. 根据方案2所述的轮胎，其中第二多个离散的加强盘块元件的第二周向阵列设置在限定所述中心花纹条的相对侧的第二周向花纹沟内，其中所述第一和第二周向阵列内的所述加强盘块元件由周向间隔分开。
4. 根据方案2所述的轮胎，其中所述第一阵列内的每个离散的加强盘块元件由延伸到所述第一多个离散的加强盘块元件中的每一个的上表面中的周向取向的对开切口分开，每个对开切口周向地延伸穿过各自的加强盘块元件，并且每个对开切口具有由相对的面向内的切口侧面限定的径向向外的切口段。
5. 根据方案4所述的轮胎，其中所述第一阵列内的所述离散的加强盘块元件中的每一个内的所述对开切口包括径向下部沟槽，所述沟槽延伸穿过各自的加强盘块元件，并具有比在所述对开切口的径向向外段的面向内的切口侧面之间的名义宽度尺寸大的名义宽度尺寸。
6. 根据方案5所述的轮胎，其中每个对开切口的径向上部段的所述面向内的切口侧面之间的名义宽度尺寸处于0.5mm至1.5mm的范围内。
7. 根据方案6所述的轮胎，其中每个对开切口的下部沟槽的名义宽度尺寸处于1mm至4mm的范围内。
8. 根据方案5所述的轮胎，其中每个加强盘块元件的径向向外的表面从所述中心花纹条的径向向外的表面径向偏移并凹进。
9. 根据方案8所述的轮胎，其中所述第一周向花纹沟具有处于12mm至18mm的范围内的名义深度尺寸，并且每个加强盘块元件具有处于11mm至18mm的范围内的在所述周向花纹沟内的径向高度。
10. 根据方案1所述的轮胎，其中所述第一阵列内的所述一个加强盘块元件由所述周向取向的对开切口分成相对的加强盘部件，所述对开切口由相对的面向内的切口侧面沿着径向向外的切口段限定地延伸到所述一个加强盘块元件的上表面中。
11. 根据方案10所述的轮胎，其中所述相对的加强盘部件当出现于滚动轮胎印迹内时操作地从名义分离尺寸轴向地挠曲并会聚成变形的取向，以操作地闭合所述径向向外的切口段，并且所述相对的加强盘部件当在所述滚动轮胎印迹外时在操作上轴向地挠曲并分开成非变形的取向并恢复所述名义分离尺寸。
12. 根据方案11所述的轮胎，其中所述加强盘部件之间的名义分离尺寸处于2mm至6mm的范围内。
13. 根据方案11所述的轮胎，其中所述一个加强盘块元件内的所述对开切口在径向向内端处形成延伸穿过所述加强盘块元件的沟槽，所述沟槽具有比所述对开切口的径向向外的切口段的名义宽度尺寸大的名义沟槽宽度尺寸。
14. 根据方案13所述的轮胎，其中所述对开切口的所述沟槽的名义宽度尺寸处于1mm至5mm的范围内。
15. 根据方案14所述的轮胎，其中所述加强盘块元件的径向向外的表面从所述中心花纹条的径向向外的表面径向向内偏移。
16. 一种车辆车轮轮胎，包括：
轮胎胎面，所述轮胎胎面具有周向中心胎面区域，所述周向中心胎面区域至少包括周向胎面中心花纹条和邻近所述中心花纹条的侧向相邻的中间花纹条，所述中间花纹条由周向胎面花纹沟与所述中心花纹条分开；
第一多个离散的加强盘块元件的阵列，所述第一多个离散的加强盘块元件的阵列设置在所述胎面花纹沟内，其中所述第一周向阵列内的相邻的加强盘元件由周向间隔分开；
每一个加强盘块元件具有周向取向的对开切口，所述对开切口朝所述一个加强盘块元件的底部延伸到所述一个加强盘块元件的上表面中，所述对开切口在周向方向上延伸穿过所述加强盘块元件，以形成相对的加强盘部件。
17. 根据方案16所述的轮胎，其中每个加强盘块元件由所述周向取向的对开切口分成相对的加强盘部件，所述对开切口由相对的面向内的切口侧面沿着径向向外的切口段限定地延伸到所述加强盘块元件的上表面中。
18. 根据方案17所述的轮胎，其中所述相对的加强盘部件当出现于滚动轮胎印迹内时操作地轴向地挠曲并会聚，以操作地闭合所述径向向外的切口段，并且所述相对的加强盘部件当在所述滚动轮胎印迹外时操作地轴向地挠曲并分开，以恢复名义分离尺寸。
19. 根据方案18所述的轮胎，其中所述一个加强盘块元件内的所述对开切口在径向向内端处形成延伸穿过所述加强盘块元件的沟槽，所述沟槽具有比所述对开切口的所述径向向外的切口段的名义宽度尺寸大的名义沟槽宽度尺寸。
20. 根据方案19所述的轮胎，其中所述沟槽大致具有在2mm至4mm的范围内的名义直径宽度尺寸的圆形截面构造。
定义
轮胎的“高宽比”表示轮胎的断面高度(SH)与轮胎的断面宽度(SW)的比乘以100％以作为百分比来表达。
“不对称胎面”表示具有关于轮胎的中心面或赤道面EP不对称的胎面花纹的胎面。
“轴向的”和“轴向地”表示平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“胎圈包布”是围绕轮胎胎圈的外部安置的窄带形材料，以保护帘线帘布层防止磨损和被轮辋切割，并将挠曲分布在轮辋上方。
“周向的”表示垂直于轴向方向沿环形胎面表面的周长延伸的线或方向。
“赤道中心平面(CP)”表示垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面中心的平面。
“印迹”表示在零速度及正常负载和压力下，轮胎胎面与平坦表面的接地面积或接触面积。
“花纹沟”表示胎面中的细长空隙区域，其可以以笔直、弯曲或Z字形方式在胎面附近周向地或侧向地延伸。周向延伸和侧向延伸的花纹沟有时具有共同部分。“花纹沟宽度”等于由花纹沟或花纹沟部分(其宽度正被谈论)所占据的胎面表面面积除以这样的花纹沟或花纹沟部分的长度；因此，花纹沟宽度是其长度上的平均宽度。花纹沟可以具有轮胎中的变化的深度。花纹沟的深度可围绕胎面的圆周变化，或者一个花纹沟的深度可以是恒定的但是与轮胎中另一花纹沟的深度不同。如果这样的窄或宽的花纹沟与互连的宽的周向花纹沟相比深度明显减小，则所述花纹沟被认为形成了倾向于在所涉及的胎面区域维持肋状特性的“加强盘（tie bar）”。
“内侧面”表示当轮胎安装在车轮且车轮安装于车辆上时最靠近车辆的轮胎侧面。
“侧向”表示轴向方向。
“侧向边缘”表示在正常负载和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外面的胎面接地面积或印迹相切的线，所述线平行于赤道中心平面。
“净接触面积”表示围绕胎面的整个圆周的侧向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以侧向边缘之间整个胎面的总面积。
“非定向胎面”表示如下胎面，其没有优选的前进行进方向也不要求定位在车辆上一个或多个特定的车轮位置来确保胎面花纹与优选的行进方向对齐。相反地，定向胎面花纹具有需要特定的车轮定位的优选的行进方向。
“外侧面”表示当轮胎安装在车轮上且车轮安装于车辆上时离车辆最远的轮胎侧面。
“蠕动的”表示借助于沿着管状通道推进内含物(诸如空气)的波状收缩操作。
“径向的”和“径向地”表示径向地朝着或离开轮胎的旋转轴线的方向。
“花纹条”表示胎面上的周向延伸的橡胶条，其由至少一个周向花纹沟以及第二个这样的花纹沟和侧向边缘中任一个限定，该条侧向地未被全深度花纹沟分开。
“花纹细缝”表示模制到轮胎的胎面元件中、细分胎面表面并改善牵引的小狭槽，花纹细缝通常在宽度方向上窄并且在轮胎印迹内闭合，这与轮胎印迹中保持敞开的花纹沟相反。
“胎面元件”或“牵引元件”表示由具有邻近花纹沟的形状限定的花纹条或块元件。
“胎面弧宽”表示在胎面的侧向边缘之间测量的胎面的弧长。
附图说明
将作为示例并参考附图描述本发明，其中：
图1是包括轮胎胎面的轮胎的等轴测图。
图2是轮胎胎面的平面图。
图3是轮胎与胎面的侧视立面图。
图4是胎面部分的放大平面图。
图5是通过轮胎胎面区域的剖视图。
图6是在图5中识别的胎面区域的放大剖视图。
具体实施方式
首先参考图1、2、3和4，提供一种具有周向胎面区域12的轮胎10。胎面12包括周向中心花纹条22、两个周向胎肩花纹条14、16和设置在中心花纹条22的相对侧上的一对中间周向花纹条18、20。赤道中心平面CL将胎面12分成两个对称半部。一对周向中间花纹沟28、30界定中心花纹条22并分别将花纹条22与侧向相邻的中间花纹条18、20分开。一对周向胎肩花纹沟24、26分别将中间花纹条18、20从胎肩花纹条14、16分开。
在所示的胎面12的对称花纹中，位于中间花纹沟18、20中的每一个内的是周向阵列的离散的间隔开的加强盘块元件32。如从图4、5、6最佳地看到的，加强盘块元件32中的每一个为大体四边形的并且在周向方向上细长，并且沿着纵向侧由相应的中间花纹条18、20和中心花纹条22界定和沿着横向侧由在相应的中间花纹条18、20与中心花纹条14之间延伸的凹形曲线侧34界定。每个周向阵列内的加强盘块元件32由处于15mm至45mm的优选范围内的间隔间隔开。位于加强盘块元件32中的每一个内的是细长的周向取向的加强盘叶片切口36。如在此所使用地，“切口”在一般意义上用作分划分离，并且不用作提及形成划分的方式。每个加强盘将相应的加强盘块元件分成一对相对的加强盘部件66、68。加强盘切口36中的每一个形成为具有延伸到加强盘上表面37中的上切口区域或段38至设置在切口底部的下加强盘切口区域或沟槽40。上切口段38被限定在大体平行的相对切口侧壁60、62之间。下切口沟槽40在断面中大体为圆形的，尺寸形成为具有在2mm至4mm的优选范围内的直径宽度W2，并且处于加强盘块元件的底部。沟槽40周向地延伸穿过加强盘块元件，并且提供用于雪及雨水管理的导管，如将说明的。
如将通过图6指出地，加强盘切口36从径向向外的胎面表面58径向向内凹进。加强盘凹进在其中的花纹沟28、30从宽度尺寸W向内渐缩，使得在相应的花纹沟内凹进的每个加强盘块元件32具有比花纹沟的W宽度小的宽度。因此加强盘32尺寸设计为在径向向外端处小于块元件驻留在其中的中间花纹沟28、30的宽度。中间花纹沟的宽度W在9mm至15mm的优选范围内。每个加强盘块元件内的切口36在上区域38内具有在0.5mm至1.5mm的优选范围内的宽度间隔W1。预选间隔的宽度W1，以便如将说明地使得加强盘块元件在滚动轮胎印迹内能够闭合。中间花纹沟和在其中的加强盘块元件向底部区域端64径向向内变窄。延伸穿过每个加强盘块元件的底部的周向沟槽40位于端部64处。
应意识到的是，花纹沟28、30具有在径向向外的胎面表面58处的宽度W和处于12mm至18mm的优选范围内的花纹沟深度D。加强盘块元件32在相应的花纹沟28、30内凹进，并具有处于11mm至17mm的优选范围内的块元件高度H。替代性地，如果需要，加强盘元件32可构造成与外胎面表面相同的高度。因此，在新的状况下，每个加强盘块元件32的上表面37不构成滚动轮胎印迹的一部分。在出现足够的胎面磨损之后，每个块元件32的表面37暴露并变成滚动轮胎印迹的一部分。
将从图4、5和6的综合考虑理解轮胎胎面在滚动轮胎环境下的操作以及尤其是开槽的加强盘块元件32的功能。轮胎10和胎面12应用于各种各样的车辆用途和类型，并且尤其可很好地适合用于商用卡车中使用的高里程转向轮胎。商用卡车上的转向以及驱动位置可使用本主题的胎面构造。在典型的应用中，诸如在区域性运输商用卡车中，本主题的胎面给予经得起由轮胎遇到的恶劣道路状况所引起的崩花和掉块现象的能力。由于在五花纹条设计内的花纹条宽度，胎面构造减少胎肩磨损和不一致的磨损。相对于具有在40mm至60mm的优选范围内的宽度的相对较宽的胎肩花纹条14、16，中心花纹条22和中间花纹条18、20相对窄，在百分之50至80的优选范围内。因此，相对于具有传统均匀的花纹条设计的五花纹条轮胎，增强由胎面提供的侧偏刚度，并减少摩擦能。结果，提高由本主题的胎面12提供的里程增加。
中心花纹沟28、30内的多列加强盘块元件32使胎面更刚硬，并帮助提高侧偏刚度以及增强整个轮胎寿命中的更好的雪地和湿地性能。用作“硬化器”的加强盘元件32为了更好的侧偏和里程性能使胎面变硬。在相应的花纹沟内凹进的加强盘块元件32当轮胎是新的时不与路面接触，但在轮胎胎面磨损之后建立接触。当加强盘块元件32接触到路面时，侧边34处的边缘变成印迹区中的附加的边缘。每个加强盘块元件的沟槽区域40构成空气和水的导管，用于引导空气和水穿过块元件。允许空气穿过元件排除了捕集的空气，从而降低胎面的噪声水平。此外，通过允许水穿过沟槽40的通过，排除潜在的水上滑行。
在胎面区域12的五花纹条结构中，增大了净－毛面积比，该净－毛面积比定义为净接触面积(在一定的负载和充气下包围与平坦表面接触的轮胎胎面的花纹的面积，不包含花纹沟或其他空隙的面积)比毛接触面积(在一定的负载和充气下包围包括花纹沟或其他空隙的面积的与平坦表面接触的轮胎胎面的花纹的面积)。加强盘块元件32的增加在不影响胎面的Kxx(周向刚度)的情况下提高胎面的Kyy(侧向刚度)。叶片切口36从顶表面到底部64延伸穿过块元件32，并且沿周向方向对半地将块分成相对的块部件。因此当加强盘在滚动轮胎印迹外时加强盘名义上以间隔尺寸W1打开。当加强盘块元件32进入滚动轮胎的印迹时，叶片切口36在轴向方向上闭合，使加强盘的两个组成部件聚合成接触关系。结果，当加强盘在印迹内时，提高印迹内的胎面的Kyy(侧向刚度)，由此提高侧偏刚度并减少摩擦能。当加强盘离开滚动轮胎的印迹时，加强盘在轴向方向上分开，并且叶片切口36重新打开至初始间隔W1。加强盘块元件32因此通过提高刚度并减小由于胎面上的侧向负载引起的胎面磨损来帮助改善轮胎的里程性能。较宽的胎肩花纹条构造进一步减少胎肩磨损现象。当胎面通过使用磨损时，加强盘块元件32变成道路接触元件和限定加强盘附加的接触边缘的边缘用于增强牵引。
应意识到的是，预选叶片切口36的名义宽度W1，以便于切口36当在滚动轮胎印迹内时的闭合和切口36当在印迹外时的打开。因此在此作为优选范围给出的D、H、W、W2和W1的尺寸可被改变成在标明的范围外的其他尺寸，以在不偏离本发明的范围的情况下适合胎面的特定的胎面花纹和材料成分。
由上可知，应意识到的是，车辆轮胎胎面12是耐用的，并提供改善的性能特性。构造成在各自的周向胎面花纹沟28、30内具有一列或多列周向间隔开的离散的加强盘块元件32的轮胎胎面12在不危及胎面的磨损和周向阻力特性的情况下、改变轮胎胎面的刚度特性。每个加强盘块元件32具有周向取向的对开切口36，所述周向取向的对开切口36将加强盘分成相对的加强盘部件66、68。相对的加强盘部件66、68因此当出现于滚动轮胎印迹内时在操作上轴向地挠曲并会聚，以闭合径向向外的切口段38。加强盘因此当出现于滚动轮胎印迹内时使整个胎面变硬，从而提高轮胎胎面的侧偏、磨损和操纵性能。相对的加强盘部件66、68当在滚动轮胎印迹外时恢复名义分离尺寸。每个加强盘块元件32内的对开切口36还在径向向内端处形成延伸穿过加强盘块元件的大直径的流体输导沟槽40，以允许流体沿着加强盘块元件位于其中的周向花纹沟的通过。加强盘块元件的阵列因此不妨碍块元件位于其中的花纹沟的功能性能，并且诸如雨水或融雪的流体能够不被加强盘块元件的阵列阻碍地横过周向花纹沟。轮胎胎面从而提供用户所希望的高的里程和耐用性。
根据在此提供的本发明的说明，可能有本发明的变体。尽管为了说明本主题发明已示出了某些代表性的实施例和细节，但对本领域的技术人员显而易见的是，在不偏离本主题发明的范围的情况下可在其中作出各种变化和变型。因此，应理解的是，可在描述的特定的实施例中作出变化，所述变化将在如所附权利要求限定的本发明的全部预期范围内。

Claims (10)

1.一种车辆轮胎，其特征在于包括：
轮胎胎面，所述轮胎胎面具有周向中心胎面区域，所述周向中心胎面区域至少包括周向胎面中心花纹条和邻近所述中心花纹条的侧向相邻的中间花纹条，所述中间花纹条由周向胎面花纹沟与所述中心花纹条分开；
设置在周向胎面花纹沟内的至少一个加强盘块元件，所述加强盘元件具有相对于所述中心和中间花纹条的高度的降低的高度；以及
所述一个加强盘块元件具有周向取向的对开切口，所述对开切口朝所述一个加强盘块元件的底部延伸到所述一个加强盘块元件的上表面中，所述对开切口在所述对开切口由相对的面向内的切口侧面限定的情况下周向地延伸穿过所述加强盘块元件。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于第一多个离散的加强盘块元件的第一周向阵列设置在所述胎面花纹沟内，其中所述第一周向阵列内的所述相邻的加强盘块元件由周向间隔分开。
3.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于第二多个离散的加强盘块元件的第二周向阵列设置在限定所述中心花纹条的相对侧的第二周向花纹沟内，其中所述第一和第二周向阵列内的所述加强盘块元件由周向间隔分开。
4.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于所述第一阵列内的每个离散的加强盘块元件由延伸到所述第一多个离散的加强盘块元件中的每一个的上表面中的周向取向的对开切口分开，每个对开切口周向地延伸穿过各自的加强盘块元件，并且每个对开切口具有由相对的面向内的切口侧面限定的径向向外的切口段。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于所述第一阵列内的所述离散的加强盘块元件中的每一个内的所述对开切口包括径向下部沟槽，所述沟槽延伸穿过各自的加强盘块元件，并具有比在所述对开切口的径向向外段的面向内的切口侧面之间的名义宽度尺寸大的名义宽度尺寸。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于每个对开切口的径向上部段的所述面向内的切口侧面之间的名义宽度尺寸处于0.5mm至1.5mm的范围内，以及每个对开切口的下部沟槽的名义宽度尺寸处于1mm至4mm的范围内。
7.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于每个加强盘块元件的径向向外的表面从所述中心花纹条的径向向外的表面径向偏移并凹进。
8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于所述第一周向花纹沟具有处于12mm至18mm的范围内的名义深度尺寸，并且每个加强盘块元件具有处于11mm至18mm的范围内的在所述周向花纹沟内的径向高度。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第一阵列内的所述一个加强盘块元件由所述周向取向的对开切口分成相对的加强盘部件，所述对开切口由相对的面向内的切口侧面沿着径向向外的切口段限定地延伸到所述一个加强盘块元件的上表面中。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其中所述相对的加强盘部件当出现于滚动轮胎印迹内时操作地从名义分离尺寸轴向地挠曲并会聚成变形的取向，以操作地闭合所述径向向外的切口段，并且所述相对的加强盘部件当在所述滚动轮胎印迹外时在操作上轴向地挠曲并分开成非变形的取向并恢复所述名义分离尺寸。
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