CN102991280A - 高里程卡车轮胎胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高里程卡车轮胎胎面。具体提供了一种车轮轮胎，该车轮轮胎具有对称的五花纹条的胎面构造，并且相邻的胎面花纹条构成被周向花纹沟分开的胎面。中间胎面花纹沟具有比胎肩花纹沟的轴向宽度更宽的轴向宽度，并且中心花纹条具有比中间花纹条和胎肩花纹条的轴向宽度更宽的轴向宽度。中心花纹条、中间花纹条和胎肩花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的规定优选范围内，并且各中间花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的规定优选范围内。

Description

高里程卡车轮胎胎面
技术领域
本发明总体上涉及车辆轮胎，更具体地，涉及一种意图提供高里程胎面能力的用于卡车轮胎的胎面花纹。
背景技术
商用卡车转向轮胎被要求提供适当水平的湿地和雪地性能同时保持由该轮胎所实现的滚动阻力性能和燃料里程效率。此外，理想的是这种轮胎提供高水平的侧偏刚度及对胎面磨损的耐受性从而延长轮胎胎面的使用寿命。因此，需要一种具有如下胎面花纹的商用卡车轮胎：在功能上满足上述相互矛盾的目的，由此为用户提供可接受的总体轮胎性能。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种车轮轮胎被构造成具有对称的五花纹条胎面构造，其中相邻的胎面花纹条被周向花纹沟分开。根据本发明，中间胎面花纹沟具有比胎肩花纹沟的轴向宽度更宽的轴向宽度，并且中心花纹条具有比中间花纹条和胎肩花纹条的轴向宽度更宽的轴向宽度。
在本发明的另一方面中，中心花纹条、中间花纹条和胎肩花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的规定优选范围内，并且各中间花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的规定优选范围内。
在本发明的另一方面中，胎面被制成关于赤道中心线对称，并且花纹条和花纹沟具有规定的优选轴向宽度。
本发明还涉及以下方案。
方案1. 一种车轮轮胎，包括：
轮胎胎面，所述轮胎胎面至少具有中心花纹条、第一和第二中间花纹条、以及第一和第二胎肩花纹条，其中所述第一和第二中间花纹条在所述中心花纹条的相对的横向侧且分别通过第一和第二中间周向花纹沟与所述中心花纹条分开，所述第一和第二胎肩花纹条分别在所述第一和第二中间花纹条的相对的轴向向外侧并且通过第一和第二周向胎肩花纹沟与相应的中间花纹条分开；
所述中间花纹沟各自具有比所述胎肩花纹沟的轴向宽度更宽的轴向宽度，并且所述中心花纹条具有比所述中间花纹条和所述胎肩花纹条的各自轴向宽度更宽的轴向宽度。
方案2. 如方案1所述的轮胎，其中，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的17至22%的范围内。
方案3. 如方案1所述的轮胎，其中，每个所述中间花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的10至15%的范围内。
方案4. 如方案1所述的轮胎，其中，各中间花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的4至8.5%的范围内。
方案5. 如方案4所述的轮胎，其中，各胎肩花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的2至4%的范围内。
方案6. 如方案5所述的轮胎，其中，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的18至21%的范围内。
方案7. 如方案6所述的轮胎，其中，每个所述中间花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的11至14%的范围内。
方案8. 一种车轮轮胎，包括：
对称的轮胎胎面，所述轮胎胎面具有五个周向花纹条，所述五个周向花纹条包括：中心花纹条、第一和第二中间花纹条、以及第一和第二胎肩花纹条，其中所述第一和第二中间花纹条在所述中心花纹条的相对的横向侧且分别通过第一和第二中间周向花纹沟与所述中心花纹条分开，所述第一和第二胎肩花纹条分别在所述第一和第二中间花纹条的相对的轴向向外侧并且通过第一和第二周向胎肩花纹沟与相应的中间花纹条分开；
所述中间花纹沟具有比所述胎肩花纹沟的大致相等的轴向宽度更宽的大致相等的轴向宽度，并且所述中心花纹条具有比所述中间花纹条和所述胎肩花纹条的大致相等的轴向宽度更宽的轴向宽度。
方案9. 如方案8所述的轮胎，其中，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的19至20%的范围内。
方案10. 如方案9所述的轮胎，其中，每个所述中间花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的12至13%的范围内。
方案11. 如方案8所述的轮胎，其中，各中间花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的5至7.5%的范围内。
方案12. 如方案11所述的轮胎，其中，各胎肩花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的2至3.5%的范围内。
方案13. 如方案12所述的轮胎，其中，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的19.25至19.75%的范围内。
方案14. 如方案13所述的轮胎，其中，每个所述中间花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的6至6.5%的范围内。
定义
轮胎的“高宽比（aspect ratio）”表示其截面高度(SH)与其截面宽度(SW)的比率乘以100%，从而以百分比表示。
“非对称胎面（asymmetric tread）”表示具有关于轮胎中心面或赤道面EP的不对称胎面花纹的胎面。
 “轴向”和“轴向地”表示与轮胎旋转轴线平行的线或方向。
“胎圈包布（chafer）”是围绕轮胎胎圈的外部设置的窄材料带，用来防止帘布层磨损和防止轮圈切割并将挠曲分布在轮圈上方。
“周向”表示沿环形胎面表面的圆周延伸并且垂直于轴向的线或方向。
“赤道中心面(CP)”表示垂直于轮胎的旋转轴线并且经过胎面中心的平面。
 “印迹（footprint）”表示在零速度以及正常负荷和压力下轮胎胎面与平坦表面的接地面积（contact patch）或接触面积。
“花纹沟（groove）”表示胎面中的细长空隙区，其可以在胎面附近以平直、弯曲或锯齿形方式周向或横向延伸。周向延伸的花纹沟与横向延伸的花纹沟有时具有共同的部分。“花纹沟宽度”等于花纹沟或花纹沟部分所占据的胎面表面积(该花纹沟或花纹沟部分的宽度正被提及)除以该花纹沟或花纹沟部的长度；因此，花纹沟宽度是其长度上的平均宽度。轮胎中的花纹沟可以具有变化的深度。花纹沟的深度可以在胎面的圆周上变化，或者一条花纹沟的深度可以是恒定的但与轮胎中另一条花纹沟的深度不同。如果这种窄或宽的花纹沟与互相连接的宽的周向花纹沟相比深度显著减小，则认为它们形成了在所涉及的胎面区中趋于维持肋状特征的“补强桥（tie bar）”。
[0014] “内侧（inboard side）”表示把轮胎安装在车轮上并且把车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎一侧。
“横向（lateral）”表示轴向方向。
 “横向边缘（lateral edge）”表示在正常负荷和轮胎充气下测量的、与轴向上最外的胎面接地面积或印迹相切的线，所述线平行于赤道中心面。
“净接触面积（net contact area）”表示在胎面整个圆周上在横向边缘之间的接触地面的胎面单元的总面积除以横向边缘之间的整个胎面的总面积。
“非定向胎面（non-directional tread）”表示没有优选的向前行驶方向、并且无需定位于车辆的特定车轮位置以确保胎面花纹与优选行驶方向对齐的胎面。相反，定向胎面花纹具有需特定车轮定位的优选行驶方向。
“外侧（outboard side）”表示把轮胎安装在车轮上并且把车轮安装在车辆上时距离车辆最远的轮胎一侧。
“蠕动的（peristaltic）”表示借助于推动所容纳物质(如空气)沿管状通道前进的波浪式收缩进行的操作。
“径向”和“径向地”表示径向地朝向或远离轮胎旋转轴线的方向。
“花纹条（rib）”表示在胎面上周向延伸的橡胶条，其被至少一个周向花纹沟和第二个这种花纹沟或横向边缘所限定，该条不被全深度花纹沟横向分割。
“细缝（sipe）”表示成型入轮胎胎面单元的小缝隙，这些小缝隙对胎面表面进行细分并提高牵引力，通常细缝宽度较窄并且在轮胎印迹中是封闭的，这与在轮胎印迹中保持开放的花纹沟正相反。
“胎面单元（tread element）”或“牵引单元（traction element）”表示通过具有形状相邻花纹沟而限定的肋或块状单元。
“胎面弧宽（tread arc width）”表示在胎面的横向边缘之间测量的胎面的弧长度。
附图说明
下面将通过举例并参照附图对本发明进行描述。
图1是包括轮胎胎面的轮胎的等距视图。
图2是轮胎胎面的平面视图。
图3是轮胎和胎面的侧视图。
图4是胎面部分的放大等距视图。
图5是胎面的五花纹条构造的摩擦能量密度的图。
图6是轮胎胎面的剖视图。
具体实施方式
首先参照图1、图2、图3、图4和图6，轮胎10由常规手段所制成，具有周向胎面12。胎面12优选地关于赤道中心线对称并且具有五个周向的间隔开的花纹条，这五个花纹条包括：一对胎肩花纹条14、16，一对中间花纹条18、20，以及在赤道中心线上的中心花纹条22。相邻的胎肩花纹条和中间花纹条分别被周向连续花纹沟24、26所分开并且中间花纹条分别通过中间花纹沟28、30与中心花纹条分开。
胎面12具有等于五个周向花纹条和四个周向花纹沟的各单独宽度的总轴向宽度。在图2中，宽度W1、W2、W3、W4和W5被确定为花纹条14、18、22、20和16的各自轴向宽度。同样地，花纹沟宽度G1、G2、G3和G4被确定为对应于花纹沟24、28、30和26的各自轴向宽度。从图2中将注意到花纹沟和花纹条的轴向宽度在胎面的轴向宽度上是不同的。中心花纹条22设有比相邻的中间花纹条18、20和胎肩花纹条14、16更宽的宽度，并且中心花纹条22的轴向宽度W3优选地在总胎面轴向宽度的17至22%的范围内。中间花纹条18、20的轴向宽度W2、W4各自优选地在总胎面轴向宽度的10至15%的范围内；并且胎肩花纹条14、16具有各自的轴向宽度W1、W5，并且各自优选地在总胎面轴向宽度的17至21%的范围内。还将注意的是，中间花纹沟28、30比胎肩花纹沟24、26更宽。中间花纹沟28、30具有各自的轴向宽度G2和G3，各自优选地在总胎面轴向宽度的4至9%的范围。胎肩花纹沟24、26的轴向宽度G1和G4各自优选地在总胎面轴向宽度的2至4%的范围内。
胎肩花纹条14、16、中间花纹条18、20和中心花纹条22沿着与周向花纹沟相邻接的各自边缘具有一系列边缘细缝40。另外，中间花纹条18、20和中心花纹条22各自具有周向系列的从边缘到边缘地延伸经过花纹条的横向叶片（blading）42。
上述五花纹条的轮胎胎面12通过减小在轮胎使用中当转弯和制动时所产生的总摩擦能量而获得里程性能增强的轮胎。图5表示了用于常规花纹条宽度分布（实线）以及用于本发明中所论述的花纹条宽度分布（断线）的累积摩擦能量密度[kJ/m2]的图。在这两种设计中仅花纹条宽度分布有所不同；整体的空腔形状是相同的。如在图5的图中所示，本发明的五胎面花纹条构造（构造成花纹条和花纹沟轴向宽度在各自上述优选范围内）减小了胎面中的总累积摩擦能量密度。通过减小摩擦能量密度，而减小了胎面12的磨损，因此使轮胎胎面更耐磨损。更持久的胎面区提升轮胎的里程能力并且给最终用户提供优越的价值。此外，轮胎胎面的形状减小胎肩磨损同时减小不规则的磨损过程，这是因为较高的胎面密度使胎肩区变硬。这由沿胎面宽度的均匀摩擦能量密度分布所证明。因此，轮胎胎面在其轴向印迹上更均匀地磨损。除了轮胎所获得的增加的里程外，五花纹条构造还导致侧偏刚度的提高。因为侧偏力是胎面磨损的一个主要因素，所以增加侧偏刚度同样地有助于轮胎胎面里程的增加。
根据本文中提供的本发明的说明，本发明中的变更是可能的。虽然以说明本发明为目的已揭示了某些代表性实施例及细节，但对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明范围的情况下可以在其中进行各种变化和修改。因此，应该理解的是，在由所附权利要求限定的本发明的整个预期范围内，可以在所述具体实施例中进行改动。

Claims (10)

1.一种车轮轮胎，其特征在于，包括：
轮胎胎面，所述轮胎胎面至少具有中心花纹条、第一和第二中间花纹条、以及第一和第二胎肩花纹条，其中所述第一和第二中间花纹条在所述中心花纹条的相对的横向侧且分别通过第一和第二中间周向花纹沟与所述中心花纹条分开，所述第一和第二胎肩花纹条分别在所述第一和第二中间花纹条的相对的轴向向外侧并且通过第一和第二周向胎肩花纹沟与相应的中间花纹条分开；
所述中间花纹沟各自具有比所述胎肩花纹沟的轴向宽度更宽的轴向宽度，并且所述中心花纹条具有比所述中间花纹条和所述胎肩花纹条的各自轴向宽度更宽的轴向宽度。
2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的17至22%的范围内。
3.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，各中间花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的4至8.5%的范围内。
4.如权利要求3所述的轮胎，其特征在于，各胎肩花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的2至4%的范围内。
5.如权利要求4所述的轮胎，其特征在于，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的18至21%的范围内。
6.如权利要求5所述的轮胎，其特征在于，每个所述中间花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的11至14%的范围内。
7.一种车轮轮胎，其特征在于，包括：
对称的轮胎胎面，所述轮胎胎面具有五个周向花纹条，所述五个周向花纹条包括：中心花纹条、第一和第二中间花纹条、以及第一和第二胎肩花纹条，其中所述第一和第二中间花纹条在所述中心花纹条的相对的横向侧且分别通过第一和第二中间周向花纹沟与所述中心花纹条分开，所述第一和第二胎肩花纹条分别在所述第一和第二中间花纹条的相对的轴向向外侧并且通过第一和第二周向胎肩花纹沟与相应的中间花纹条分开；
所述中间花纹沟具有比所述胎肩花纹沟的大致相等的轴向宽度更宽的大致相等的轴向宽度，并且所述中心花纹条具有比所述中间花纹条和所述胎肩花纹条的大致相等的轴向宽度更宽的轴向宽度。
8.如权利要求7所述的轮胎，其特征在于，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的19至20%的范围内。
9.如权利要求8所述的轮胎，其特征在于，每个所述中间花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的12至13%的范围内；其中，各中间花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的5至7.5%的范围内；并且其中，各胎肩花纹沟的轴向宽度在总胎面轴向宽度的2至3.5%的范围内。
10.如权利要求9所述的轮胎，其特征在于，所述中心花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的19.25至19.75%的范围内，并且其中，每个所述中间花纹条的轴向宽度在总胎面轴向宽度的6至6.5%的范围内。
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