CN103370212B - 用于拖车式重型车辆的轮胎胎面和模制部件 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型车辆的轮胎（1）的胎面（2）以及包括所述胎面的轮胎，该胎面（2）包括具有特定宽度的大体周向的多个细缝花纹（4），这些细缝花纹的每个延伸到胎面中的深度小于胎面厚度的平均值，每个细缝花纹（4）通过具有侧壁的凹槽沿径向向内延伸，侧壁用于在胎面局部磨损之后定界新的花纹沟，这些侧壁连接至底部，其中，每个细缝花纹将多个排水井（6）连接在一起，形成在胎面厚度中的每个排水井经第一开口（61）在胎面表面（3）上开口，所述开口的最大尺寸最少等于细缝花纹（4）的宽度的两倍，并且经第二开口通入所述凹槽中，该胎面（2）的特征在于，针对大体周向的每个细缝花纹（4），在行驶过程中，在接触部分中存在至少一个排水井（6），以及在每个排水井（6）的延长部分，在凹槽的底部上具有突起。一种模制如上所述的细缝花纹的模制部件。

Description

用于拖车式重型车辆的轮胎胎面和模制部件
技术领域
本发明涉及一种用于重型车辆的轮胎的胎面，更具体地讲，用于拖车式重型车辆的轮胎的胎面。还涉及设置有这种胎面的轮胎。
背景技术
已知的是，轮胎在被水覆盖的道路上的抓力与用于显著地将轮胎和道路之间存在的水排出的沟痕(cavity)的存在强烈相关。为了满足就抓力或抓地力而言的该性能要求，已知的经验是，使拖车式重型车辆的胎面具有由圆周肋定界的花纹沟的胎面图案设计，花纹沟的横向几何形状(指在含有轮胎的旋转轴线的截面中观看到的几何形状)适于避免石头保留或堵塞在这些花纹沟中从而避免损坏花纹沟的底部和沿径向位于胎面内侧的轮胎的内部加强结构。
另外，已知的是，当该胎面设置有紧凑的胎面图案时可降低重型车辆的轮胎胎面的磨损率，并且当该胎面设置有紧凑的胎面图案时，该胎面中产生的能量的耗散也降低。此处，“胎面图案”的含义是由通过模制形成的花纹沟定界的隆起元素(诸如挡块或肋)的形成和布置。本申请中“紧凑的胎面图案”的含义是具有低(即至多10％)空隙比(表达为空隙的体积与可被磨损的橡胶的总体积之比)的胎面图案，以及当轮胎沿着道路行驶时具有与该道路接触的大的接触区域的胎面图案。所述后一种特征自身表现为相对于接触部分的表面积与地面接触的材料的最大百分率表面积，这表示最少90％的百分率。
针对给定的胎面宽度，增大与道路接触的材料的量的一个方案是朝着胎面的外侧沿轴向尽可能地加宽每条肋(形成公知的轮胎的胎肩)，但是已经发现，将材料添加到轮胎的该部分可导致轮胎的胎肩的温度升高。
在专利US4703787中明显描述的另一方案是，在通过用周向取向的细缝花纹和在胎面表面上开口的沟痕的替代方式替代每条花纹沟，在崭新的状态下，通过降低花纹沟与橡胶的比率使胎面图案紧凑。这些沟痕的平均宽度与它们替代的花纹沟的宽度差不多。
这里，细缝花纹指材料的壁定界的空间，所述壁之间的平均距离适于在行驶期间材料的这些壁接触以使得细缝花纹因此闭合。然而，尽管该胎面图案紧凑，但不防止出现与被称作“滑行”的情况相关的特定磨损形式。因此，值得注意的是，随着滚动阻力的增加，即在行驶过程中耗散的能量的增加，胎面磨损率(该比率表达为材料的损失与行驶的距离之间的比率)增加。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种减少上述缺点的胎面图案。
针对这一点，本发明提出了一种用于重型车辆的轮胎的胎面，该胎面具有从崭新的胎面表面测量的在行驶过程中将被磨损的橡胶体积和平均厚度E，该胎面表面预定与道路接触。该胎面包括整体周向取向的并且具有宽度的多个细缝花纹，这些细缝花纹的每个延伸至胎面中的深度是小于胎面的平均厚度E的深度，每个细缝花纹通过凹槽沿径向向内延伸，凹槽的最大宽度Lc大于切口的宽度和高度Hc。该凹槽具有侧壁，当胎面变得部分磨损时，侧壁预定用于定界具有最大宽度Lc的新花纹沟。所述凹槽的侧壁连接至凹槽的底部。此外，每个细缝花纹将多个排水井连接在一起，形成在胎面的厚度中的每个排水井经第一开口在胎面表面上开口，所述开口的最大尺寸最少等于细缝花纹的宽度的两倍，并且经第二开口通入所述凹槽中。该胎面的特征在于，针对整体周向取向的每个细缝花纹，在行驶过程中，在接触部分中存在至少一个排水井，以及在每个排水井的延长部分，突起形成在所述排水井通入其中的凹槽的底部上，该突起的高度Hp小于凹槽的高度Hc并且宽度Lp小于所述凹槽的最大宽度Lc。
每个液体排水井还用作布置在胎面内部的与外部连通的通风凹槽。
用于拖车式车辆的轮胎的胎面图案设计优选在崭新的状态下不具有在胎面表面上开口的花纹沟，以使得胎面图案可尽可能紧凑。花纹沟意指在胎面中通过模制形成的空间，该空间的深度最少等于胎面厚度的75％(定界所述花纹沟的相对的壁彼此远离以使得它们在使用条件下不能接触)。
细缝花纹的深度Hi是胎面厚度E的至少20％且至多70％。
形成在凹槽的底部上的每个突起可为连续或不连续的。
优选地，每个排水井的每个第一开口在胎面表面上是圆形，其直径最少等于连接所述排水井的细缝花纹的宽度的至少五倍。
优选地，每个排水井是截头圆锥形，在崭新的胎面表面上的第一开口的直径大于在凹槽中的第二开口的直径。
在优选的变型形式中，当在截面图中看时，每个细缝花纹在胎面的厚度中具有z字形形状或波纹形状，以防止或至少尽可能地减少任何石头进入所述细缝花纹中到达底层凹槽。
有利的是，形成在每个凹槽中的突起形成为使得其沿周向不连续，每个突起被设计为沿径向位于井下方，以使得经井进入胎面的任何物质不能到达底层凹槽。
在本发明的一个变型形式中，每个井具有截头圆锥形。优选地，当胎面处于崭新状态时，截头圆锥形的井的截面朝着胎面表面增大。
根据本发明的另一变型形式，每个突起的长度基本等于每个井之间的距离的一半。
优选地，形成在凹槽中的每个突起的高度Hp最少等于凹槽的高度的20％。
另外，更优选的是，每个突起(7)的高度(Hp)至多等于凹槽(5)的高度(Hc)的80％。
优选地，每个突起的宽度Lp为所述凹槽的宽度Lc的最少20％且至多80％。
优选地，每个突起布置在凹槽的底部(其对应于定界所述凹槽的在崭新状态下最远离胎面表面的部分)上而非布置在定界所述凹槽的侧壁上，从而为所述底部提供更有效的保护。
本发明还涉及一种轮胎，所述轮胎设置有带有如所述的至少一个细缝花纹的胎面，具体地说，该轮胎预定用于安装到拖车式重型车辆。
已经发现，在测试过程中，该胎面图案还产生较少的道路噪声。
本发明还涉及一种用于模制在重型车辆的轮胎的胎面中的细缝花纹的模制元件，该元件包括以能够模制细缝花纹的方式连接在一起的多个叶片，每个叶片沿着元件的高度方向，即沿着预定变为设置有该模制元件的模具中模制的胎面厚度方向的方向，具有z字形几何形状，这些叶片通过闩连接在一起，这些叶片和这些闩通过连续胎圈连接，所述连续胎圈预定在设置有该模制元件的模具中模制的胎面中模制凹槽，该模制元件的特征在于，所述连续胎圈在其最远离叶片的部分上设置有至少一个沟痕，所述沟痕预定用于在通过所述连续胎圈在设置有该模制元件的模具中模制的胎面中模制的凹槽的底部中模制突起，至少一个沟痕形成为在每个闩上居中。
有利的是，每个闩是圆形截面的截头圆锥形，这些闩的最大直径部分预定用于在胎面表面上模制圆形孔。
附图说明
从以下参照附图的说明中，本发明的其它特征和优点将变得明显，附图以非限制性的实例示出了本发明的主题的一个实施例。
图1示出了根据本发明的胎面的胎面表面的一部分的示图；
图2示出了穿过图1的胎面的截面，该截面沿一平面截取，该平面上的线由图1的线II-II表示；
图3示出了穿过图1的胎面的厚度的截面示图，该截面沿一平面截取，该平面上的线由图1的线III-III表示；
图4示出了穿过图1的胎面的厚度的截面示图，该截面沿一平面截取，该平面上的线由图1的线IV-IV表示，截面未剖切任何突起；
图5示出了用于模制如图1至图3所示的细缝花纹的模制元件的一部分；
图6以不同的视角示出了与已在图5中所示的模制元件相同的模制元件；
图7示出了排水井的变型形状。
具体实施方式
图1示出了预定安装到拖车式重型车辆的尺寸为385/55R22.5的轮胎1的胎面的胎面表面的一部分。该轮胎1包括根据本发明的胎面2，胎面2具有厚度为E的材料，其将被磨损至13.5mm(该厚度E对应于极限，超过该极限要么必须更换胎面，要么必须改变轮胎)。在该图1中，可看出，胎面2具有在行驶过程中预定与路面接触的胎面表面3。该胎面2的胎面表面3的宽度TW等于330mm，针对轮胎的使用条件，对应于沿横向(指沿着与轮胎的旋转轴线平行的方向XX’)测量的最大接触宽度。可以看出，该胎面包括五个细缝花纹4，每个细缝花纹4在胎面表面3上具有z字形线，并且整体沿周向取向为使得每个细缝花纹4沿周向在轮胎周围完整绕行一周。
平均宽度等于0.4mm并且最大深度等于8.5mm的这些细缝花纹4的每个也沿着胎面的厚度方向按z字形路径形成，如可在图2中看出的那样。每个细缝花纹4与形成在胎面中的底层凹槽5连通，并在胎面厚度局部磨损等于所述细缝花纹的深度之后预定形成新的花纹沟。这些细缝花纹4的布置方式为它们将胎面的宽度划分为六个区，所有区均具有基本相同的横向尺寸。
在图2的截面图中可见的该凹槽5的最高部分的高度Hc等于5mm，并且最大宽度Lc等于8mm。该凹槽5完全形成在胎面中，并按周向整体取向的细缝花纹的线形成。
此外，该胎面2设置有多个径向取向的排水井(drainagewell)6，即，每个排水井6沿着与旋转轴线交叉的方向取向，经一端开口至胎面表面上。这些排水井6布置在通过胎面表面上的细缝花纹形成的z字形线的峰和谷上。每个排水井6的第一开口61在崭新的胎面表面3上具有直径等于12mm的圆形截面。针对一个和同一个细缝花纹4，在两个排水井6之间沿着周向的平均距离等于25mm，从而针对接触部分中的每个细缝花纹4，总是存在至少一个，以及优选地，最少两个排水井6。
在该特定情况下，每个排水井6在胎面的厚度内具有截头圆锥形以及具有从胎面表面3至胎面的厚度中减小的截面，如图3所示。每个排水井6通过圆形并且直径等于5mm的第二开口62朝着凹槽5内开口。
根据在崭新的胎面表面下方的这些细缝花纹4、排水井6和凹槽5，当考虑到可被磨损的胎面材料的总体积时，根据本发明的胎面2的可用于排放在道路上存在的液体的总空隙容积尤其小，这是因为在这种特定情况下，其等于7％(该比率比比率接近或等于15％的市场上的轮胎的常见比率低得多)。凭借根据本发明的这种比率和胎面图案设计，在符合驾驶安全条件的同时，使更多的材料与道路接触，因此尤其增加了轮胎的潜在磨损率。
图2以截面图示出了图1的轮胎的胎面2的一部分，该截面沿着径向平面截取，该径向平面的线由图1中的线II-II表示(径向平面是含有轮胎的旋转轴线的平面)，从而其位于两个排水井之间。在该图2中，胎面2的在行驶过程中可被磨损的厚度E可在截面中看出。在该厚度中，可看见在胎面表面3上开口的细缝花纹4，该细缝花纹4形成为使得沿着厚度方向，细缝花纹4具有z字形线，以使得定界该细缝花纹的相对的壁4’、4”以机械方式锁在一起。厚度中的该z字形线与沿着周向的z字形线组合，进一步增强细缝花纹4的相对的壁4’、4”以机械方式的锁在一起。该细缝花纹4连接至具有侧壁51、52的周向取向的凹槽5，当胎面磨损为最少等于细缝花纹的深度Hi时，侧壁51、52会变为新的花纹沟的壁。该相同的凹槽5包括沿径向位于外侧的一部分54和沿径向位于内侧形成底部53的一部分，凹槽的该底部被设计为基本对应于胎面2的磨损极限(因此，其意指其位于与崭新的胎面表面3相距等于厚度E的距离处)。
在截面图中可见，在凹槽5的该底部53上，突起7沿横向居中位于该底部上，并具有等于2.5mm的最大宽度Lp和等于3mm的最大高度Hp，该高度从底部53开始测量。在所描述的情景中，在该底部53上的每个凹槽5包括多个突起7，所有的突起7具有相同的尺寸，这些突起7按照这样的方式布置以使得它们位于每个排水井6的延长部分，并且以小于在一个和同一个细缝花纹4的两个连续的排水井6之间的平均距离的距离间隔开。
图3示出了穿过图1的胎面的厚度的截面示图，该截面沿着一平面截取，在该平面中的线通过图1的线III-III表示。在与排水井6一致地截取的该截面中，可看出井的截面形状沿着从初始状态的胎面表面3至凹槽5(排水井6通过其第二开口62连接至所述凹槽5)的方向减小。
图4示出了穿过图1的胎面的厚度的截面示图，该截面沿着一平面截取，在该平面中的线通过图1的线IV-IV表示。该区域考虑了形成在凹槽5的底部中的突起7的不连续部分。
图5示出了用于模制通过凹槽5延伸的细缝花纹4并设置有多个排水井6的模制元件40的一部分，该细缝花纹对应于结合图1至图3示出和描述的细缝花纹。
该模制元件40包括连接在一起的多个直叶片41从而它们可模制细缝花纹，所述细缝花纹沿着细缝花纹的主方向(即在沿着设置有该细缝花纹的胎面的胎面表面的线的方向上)的几何形状是z字形形状。在两个连续的直叶片41之间形成非180度角。这些叶片41具有预定用于固定至用于模制根据本发明的胎面的模型中的一部分410。
此外，每个叶片41沿着元件高度方向(即沿着预定变为在设置有该模制元件的模具中模制的胎面的厚度方向的方向)具有z字形形式的几何形状。这些叶片41通过圆形截面的截头圆锥形闩60连接在一起，截头圆锥形闩60的最大直径部分预定在胎面表面上模制圆形孔，所述截头圆锥形闩60的最大直径部分与预定固定至模具的叶片41的部分410位于同一侧。此外，形成预定用于模制凹槽的连续胎圈50以将直叶片41和截头圆锥形闩60在它们最窄截面的端部处连接在一起，该连续胎圈50形成为使得其符合叶片41整体形成的z字形线。
图6以不同的视角示出了已在图5中示出的同一模制元件40。其示出了连续胎圈50设置有多个沟痕57，每个沟痕预定在通过所述连续胎圈模制的凹槽的底部中模制突起(这些突起对应于结合图2和图3示出的突起7)。这些沟痕57在截头圆锥形闩60上居中，并通过合适的距离间隔开。
图7示出了变型的排水井6，其位于胎面表面3上，具有沿着在所述表面上的细缝花纹7的方向延长的形状。该井的宽度最少等于细缝花纹4的宽度的至少五倍。该图7示出了在胎面表面下方并开口到排水井中的凹槽5。
本发明不限于描述和描绘的实例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可对它们进行多种修改。具体地说，可在每个凹槽中形成单个周向连续的突起以在围绕轮胎绕行一整周。可形成任何其它形式的切口或排水井，前提是在细缝花纹的壁上形成锁定装置以尽可能地减小这些壁的任何相对运动。
本文描述的变型形式示出了胎面表面上的z字形形状的细缝花纹，但是本领域技术人员可以根据轮胎的规划用途确定每个细缝花纹的一种或多种不同形状。
除刚才已经描述的细缝花纹之外，还可在崭新的胎面上增加周向和/或横向取向的花纹沟，横向取向的花纹沟形成在胎面的边缘部分上。

Claims (10)

1.一种用于重型车辆的轮胎(1)的胎面(2)，该胎面(2)具有从崭新状态的胎面表面(3)测量的在行驶过程中将被磨损的橡胶体积和平均厚度E，该胎面表面(3)预定用于与道路接触，该胎面(2)包括整体周向取向且具有宽度的多个细缝花纹(4)，这些细缝花纹的每个延伸至胎面中的深度是小于胎面的平均厚度E的深度，每个细缝花纹(4)通过凹槽(5)沿径向向内延伸，凹槽(5)具有大于切口的宽度的最大宽度(Lc)和高度(Hc)，该凹槽(5)具有侧壁(51、52)，当胎面变得部分磨损时，侧壁(51、52)用于定界具有最大宽度(Lc)的新花纹沟，这些侧壁(51、52)连接至凹槽(5)的底部(53)，每个细缝花纹将多个排水井(6)连接在一起，形成在胎面的厚度中的每个排水井(6)经第一开口(61)通向胎面表面(3)，所述开口的最大尺寸最少等于细缝花纹(4)的宽度的两倍，并且经第二开口(62)通入所述凹槽(5)中，该胎面(2)的特征在于，针对整体周向取向的每个细缝花纹(4)，在行驶过程中，在接触部分中存在至少一个排水井(6)，以及在每个排水井(6)的延长部分，突起(7)形成在所述排水井(6)通入其中的凹槽(5)的底部(53)上，该突起(7)的高度(Hp)小于凹槽(5)的高度(Hc)并且宽度(Lp)小于所述凹槽(5)的最大宽度(Lc)。
2.根据权利要求1所述的胎面(2)，其特征在于，每个排水井(6)的每个第一开口(61)在胎面表面(3)上呈圆形，其直径最少等于连接所述排水井(6)的细缝花纹(4)的宽度的至少五倍。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的胎面(2)，其特征在于，每个排水井(6)是截头圆锥形，崭新状态的胎面表面(3)上的第一开口(61)的直径大于通入凹槽(5)的第二开口(62)的直径。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的胎面(2)，其特征在于，形成在凹槽(5)中的每个突起(7)的高度(Hp)最少等于凹槽的高度的20％。
5.根据权利要求3所述的胎面(2)，其特征在于，形成在凹槽(5)中的每个突起(7)的高度(Hp)最少等于凹槽的高度的20％。
6.根据权利要求4所述的胎面(2)，其特征在于，每个突起(7)的高度(Hp)至多等于凹槽(5)的高度(Hc)的80％。
7.根据权利要求5所述的胎面(2)，其特征在于，每个突起(7)的高度(Hp)至多等于凹槽(5)的高度(Hc)的80％。
8.一种设置有根据权利要求1至7的任一项所述的胎面的轮胎，其特征在于，该轮胎用于安装到拖车式重型车辆上。
9.一种用于模制重型车辆的轮胎的胎面中的细缝花纹的模制元件(40)，该元件包括以能够模制细缝花纹的方式连接在一起的多个叶片(41)，每个叶片(41)沿着元件的高度方向，即沿着用于变为设置有该模制元件的模具中模制的胎面的厚度方向的方向，具有z字形几何形状，这些叶片(41)通过闩(60)连接在一起，这些叶片(41)和这些闩(60)通过连续胎圈(50)连接，所述连续胎圈(50)用于在设置有该模制元件的模具中模制的胎面中模制凹槽，该模制元件的特征在于，所述连续胎圈(50)在其最远离叶片的部分上设置有至少一个沟痕(57)，所述沟痕(57)用于在通过所述连续胎圈在设置有该模制元件的模具中模制的胎面中模制的凹槽的底部中模制突起，至少一个沟痕形成为在每个闩(60)上居中。
10.根据权利要求9所述的模制元件(40)，其特征在于，每个闩(60)呈具有圆形截面的截头圆锥形，这些闩(60)的最大直径部分用于在胎面表面上模制圆形孔。
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