CN103648805B - 包括设有包含宽部分和窄部分的刀槽花纹的胎面的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎，其包括滚动表面，该滚动表面具有刀槽花纹（20），该刀槽花纹（20）具有基本上横向的定向、通向所述滚动表面、具有深度P且在崭新状态下的轮胎的滚动表面上形成两个边缘（21、22），所述边缘（21、22）限定具有小于或等于2mm的平均宽度LE的所述刀槽花纹的至少一个窄部分（30）和具有大于2mm的平均宽度LL的所述刀槽花纹的至少一个宽部分（40），所述宽部分和所述窄部分交替地设置，并在所述刀槽花纹（20）的整个深度P上延伸。每个宽部分（40）的体积的大部分位于切口的深度P的一半和所述深度P之间。所述轮胎的特征在于LE的总和、胎面的厚度和其他值之间的关系。

Description

包括设有包含宽部分和窄部分的刀槽花纹的胎面的轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎的胎面，特别是涉及预定用于覆雪地面的轮胎的胎面。本发明还涉及用于装备有所述胎面的旅行车辆的轮胎。

背景技术

特别是为了排出在雨天存在于路面与胎面之间的水提供设有包括多个不同尺寸的切口的刻纹设计(图案)的轮胎胎面是已知的。因此，从安全观点来看令人满意的是，可以确保轮胎对所述路面的抓地力。“切口”指由形成胎面的橡胶混合物或者任何其他材料的壁限定的胎面的中空空间，这些壁相互面对并且通向胎面，在此处其形成面对的边缘。

根据这些切口的宽度，在花纹沟(至少2mm宽)和刀槽花纹(小于2mm宽)之间产生差别；由于该小宽度，刀槽花纹在接触路面时提供至少部分地闭合、即至少部分的限定这些刀槽花纹的面对壁彼此接触的优点。所有切口在胎面的表面上形成边缘，该表面(称为“滚动表面”)与路面接触；这些边缘对于提高滚动性能、特别是提高在覆雪路面或雨天的潮湿路面上的滚动性能非常重要。

在覆雪路面上滚动的冬季轮胎可能呈现出以下缺点：形成刻纹设计的切口由雪填充并且从一个接触的切口到下一个切口保持雪。如果雪填满切口，则不再存在确定轮胎特性的橡胶-雪附着力，而是存在雪-雪附着力。显然，雪将趋向于更快地填充窄切口。

为了克服该缺点，已经建议使每个刀槽花纹设有相对于该刀槽花纹的宽度加宽的区域，以便增大刀槽花纹的储存容量。文件EP0847878试图改善用于覆雪地面的轮胎的牵引力，并且为此提出一种包括通向滚动表面并具有小于胎面厚度的深度的切口的轮胎胎面，该切口在崭新轮胎的滚动表面上形成两个面对边缘，所述边缘限定多个窄部分和至少一个宽部分，这些宽部分和窄部分交替地设置并且在切口的整个深度上延伸。宽部分具有朝向胎面内部逐渐减小的宽度。

文件EP1190871描述了一种使得可以确保当轮胎经受加速或者制动时切口不闭合的方案。该方案在于通过形成某种突起而局部地减小每个刀槽花纹的宽度。所述文件描述了一种包括通向滚动表面并具有小于胎面厚度的深度的至少一个切口的胎面，该切口在轮胎的滚动表面上形成两个面对边缘，所述边缘限定多个窄部分和多个宽部分，所述宽部分和所述窄部分交替地设置，窄部分在切口的整个深度上延伸，宽部分延伸到胎面的厚度中至少切口深度的30％处。在突起之间形成宽部分，并且在突起的位置处形成窄部分。

所引用的现有技术中提出的刻纹设计具有多个缺陷。特别是，切口的底部的结构导致产生裂纹的风险并且从而影响轮胎的耐久性。

文件JP-7276923描述了一种包括设有切口的区块的胎面，所述切口包括交替地设置的窄部分和宽部分。

定义：

区块是形成在胎面上的直立元件，其由凹槽或者花纹沟限定并且包括侧壁和预定用于接触路面的接触面。

径向方向在本文件中指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面的厚度的方向)。

轴向方向指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

周向或者纵向方向指垂直于轴向方向和径向方向两者的方向。

发明内容

本发明提出一种预定在冬季条件下使用并提供轮胎对雪的良好附着力以及在任何滚动状况下限制能量损失的轮胎的胎面。

该目的通过一种轮胎胎面实现，该轮胎胎面具有与在必须更换轮胎或者至少修补轮胎之前可能因滚动磨耗掉的材料厚度对应的厚度E。该胎面包括：

–当轮胎在路面上滚动时预定用于接触路面的滚动表面，该滚动表面由所有的刻纹元件的接触面形成；

–至少一个横向或者基本上横向定向的具有变化宽度的刀槽花纹，其通向滚动表面并具有深度P。

该深度P优选最多等于胎面的厚度E。

该横向或者基本上横向的刀槽花纹具有变化的宽度并且在崭新胎面的滚动表面形成两个面对的边缘，所述两个面对边缘限定至少一个窄部分(即，具有小于或等于2mm的平均宽度LE的部分)和至少一个宽部分(即，具有大于2mm的平均宽度LL的部分)。宽部分和窄部分的宽度垂直于限定刀槽花纹的壁测得。

这些宽刀槽花纹部分和窄刀槽花纹部分交替地设置，每个窄部分在刀槽花纹的整个深度P上延伸，并且每个宽部分在刀槽花纹的整个深度P上延伸。

根据本发明的胎面使得每个宽刀槽花纹部分具有体积(或容积)，所述宽刀槽花纹部分的体积(或容积)的大部分在刀槽花纹的厚度P的一半和厚度P之间测得：这意味着位于厚度P的50％和厚度P之间的每个宽刀槽花纹的体积大于位于崭新滚动表面和该刀槽花纹的厚度P的50％之间的同一宽部分的体积。

此外，为了减少与构成胎面的材料的滞后现象有关并由当滚动时所述材料接触道路时的变形产生的损失，同一周向排的直立元件的所有横向刀槽花纹的窄部分的宽度LE的总和(LE的总和)满足以下条件：

0.90×E/R＜(LE的总和)/Pr＜1.10×E/R，其中：

–LE的总和为以轮胎的旋转轴线为中心的圆上的分隔同一排的直立元件的所有刀槽花纹的窄部分的平均宽度LE的总和，

–R为崭新的所涉及排的滚动表面上的以旋转轴线为中心的圆的平均半径，并且Pr为同一圆的平均周长，

–E为所涉及的排的高度上的胎面的平均厚度。

满足该条件确保当接触时刀槽花纹的窄部分的闭合，该闭合仅与胎面的弯曲度(曲率)的变动有关而与材料的变形无关。因此，这尽最大可能地限制了横向变形和沿胎面的厚度方向的压缩变形。这种对与道路接触的变形的限制导致与材料的滞后现象和其变形有关的损失的明显减小。

当然，根据本发明的胎面可进一步包括可为花纹沟或刀槽花纹或者花纹沟与刀槽花纹的组合的多个切口。

在优选实施例中，每个宽刀槽花纹部分包括位于崭新胎面的滚动表面和至少等于刀槽花纹的深度P的一半的深度之间的具有恒定宽度的第一部分(该部分具有至少等于2mm的宽度)，该第一部分通过具有大于第一部分的宽度的宽度的第二部分延伸。第一部分与第二部分之间的通道的深度优选至少等于刀槽花纹的深度P的50％，并且优选最多等于同一深度的75％。

根据该实施例的一变型，刀槽花纹的窄部分可设有局部加宽的部分，以减小如现有技术中那样的刀槽花纹的底部处的材料中的应力。

根据另一优选实施例，每个宽刀槽花纹部分具有从滚动表面至刀槽花纹的深度P有规律地增大的宽度。

根据另一优选实施例，每个宽刀槽花纹部分具有恒定的或者准恒定的宽度，但是沿与由刀槽花纹在滚动表面上形成的边缘的方向平行的方向测得的其长度随着深度增大。

可以在每个宽部分与每个窄部分之间提供突变部。然而，宽部分优选地包括适于逐渐地将其连接至窄部分的连接区域。

每个宽刀槽花纹部分的大于同一刀槽花纹的每个窄部分的平均宽度的平均宽度LL优选至少等于1.5mm，并且更优选大于2mm，以便当与路面接触时保持敞开。

可以按要求适应性地改变沿刀槽花纹的长度的方向测得的窄部分和宽部分的长度：它们可相等，或者窄部分可比宽部分长。这些长度特别是可以如此确定，以使得窄部分和宽部分中的每一个的滚动表面上的开口面积基本上相同。开口面积指崭新滚动表面上的空腔面积。刀槽花纹的长度对应于崭新滚动表面上的所述刀槽花纹的边缘的端点之间的距离。

每个宽部分的最大体积-在刀槽花纹的一半深度和底部之间测得的体积-有利地至少等于所述宽部分的最小体积(在滚动表面和刀槽花纹的一半深度之间测得的所述宽部分的体积)的1.10倍。

所述最大体积更有利地至少等于同一宽部分的最小体积的1.20倍。

根据按照本发明的胎面的一变型，每个宽部分具有恒定宽度和随着深度增大的长度DL，该长度DL沿刀槽花纹的方向在滚动表面上测得。滚动表面上的刀槽花纹的方向对应于在该滚动表面上连接刀槽花纹的端点的直线段的方向。

根据本发明的一变型，每个宽刀槽花纹部分具有在崭新滚动表面和刀槽花纹的底部之间有规律地增大的宽度。

根据本发明的另一变型，每个宽刀槽花纹部分在崭新滚动表面和大于刀槽花纹的深度P的一半的深度P1之间具有恒定宽度，具有恒定宽度的该部分通过一个部分延伸至所述深度P处，所述一个部分具有大于所述恒定宽度的宽度。

本发明当然涉及设有如刚才描述的根据本发明的胎面的轮胎，且更特别地涉及用于旅行车辆的轮胎。

本发明的其他特征和优点从以下参考作为非限制性实例示出本发明的主题的实施例的附图所给出的说明中显现出来。

附图说明

本发明由于附图的说明将能够被更好地理解，其中：

图1示出了包括两排各自设有根据本发明的刀槽花纹的元件的胎面；

图2图解性地描绘了根据本发明的第一变型的刀槽花纹；

图3图解性地描绘了根据本发明的第二变型的刀槽花纹；

图4图解性地描绘了根据本发明的第三变型的刀槽花纹；

图5图解性地描绘了根据本发明的第四变型的刀槽花纹；

图6图解性地描绘了根据本发明的第五变型的刀槽花纹。

具体实施方式

为了便于阅读附图，在附图标记涉及相同结构或功能种类的元件的情况下，对于本发明的变型的说明可以使用相同的附图标记。

图1示出了包括两个周向排1的直立元件2的轮胎的实施例，这些排1通过周向花纹沟3相互分隔。这些排1形成设有多个根据本发明的刀槽花纹20的周向肋条；这些刀槽花纹20具有基本上横向的定向，即，其相对于轮胎的旋转轴线的方向倾斜等于15°的平均角度。这些刀槽花纹20与周向花纹沟一起限定多个直立元件11。每个刀槽花纹20包括交替的具有宽度LE的窄部分30和具有大于宽度LE的宽度的宽部分40。每个刀槽花纹20相对于横向方向(由图4中的方向YY’指示)倾斜等于15度的平均角度A。

每个基本上横向定向的刀槽花纹(20)通向滚动表面(12)并且具有最多等于在所涉及的排的高度上测得的胎面的厚度E的深度P。每个刀槽花纹(20)在崭新轮胎的滚动表面上形成两个面对的边缘(21、22)，这些边缘(21、22)限定刀槽花纹的至少一个窄部分(30)，即，具有小于或等于2mm的平均宽度LE的部分，以及刀槽花纹的至少一个宽部分(40)，即，具有大于2mm的平均宽度LL的部分。这些宽部分和窄部分交替地设置，窄部分后面跟随宽部分。每个窄部分(30)在刀槽花纹(20)的整个深度P上延伸并且具有在刀槽花纹的总深度P上均匀分布的体积。每个宽部分(40)在刀槽花纹(20)的整个深度P上延伸并且具有非均匀分布且大部分位于切口的深度P的一半和深度P之间的体积。

为了限制当滚动时与道路接触的直立元件11的变形，作为以轮胎的旋转轴线为中心并且与每个肋条的外表面相切的圆(通过直线段D表示该圆的迹线)的周长Pr的函数确定每排1的刀槽花纹20的数量和宽度。该周长优选在每排1的中间部分上并且在崭新轮胎(即，在任何滚动和磨损之前)的滚动表面上测得。

在当前情况中–对应于205/55R16型轮胎–同一肋条的切口的窄部分的宽度LE的总和满足以下条件：

0.90×E/R＜(LE的总和)/Pr＜1.10×E/R，其中：

–R为崭新的所涉及排的滚动表面上的、以旋转轴线为中心的圆的平均半径–在当前情况中，R＝316mm；

–Pr等于该同一圆的周长-在当前情况中，Pr＝1985mm；

–E为所涉及排的高度上的胎面的平均厚度-在当前情况中，E＝10mm；

–(LE的总和)为在以轮胎的旋转轴线为中心的圆上的分隔同一排直立元件的所有刀槽花纹的窄部分的平均宽度LE的总和–在当前情况中，LE＝0.6mm，并且(LE的总和)＝60mm。

每排包括以等于8mm的间距设置的一百个刀槽花纹。

图2示出了根据本发明的刀槽花纹的一种变型。图2仅示出了滚动表面的一部分，即，位于直立元件11上的部分。该直立元件11包括根据本发明的切口或刀槽花纹20，该刀槽花纹通向滚动表面12并且具有略微小于胎面的厚度E的深度P。“切口”指由形成胎面的橡胶混合物或者任何其他材料的壁限定并且通向滚动表面的胎面的中空空间，其在滚动表面处形成两个面对的边缘。在当前情况中，刀槽花纹20由第一壁201和第二壁202限定；第一壁201是平面，而第二壁202由多个平面部分形成，这些平面部分中的一些平行于刀槽花纹的第一壁201并且其他部分垂直于第一壁201。

所示刀槽花纹20在崭新轮胎的滚动表面12上形成两个面对的边缘21和22。边缘21具有直线迹线–确定刀槽花纹20的长度–而另一边缘22具有由直线边缘区段形成的迹线，一些区段平行于边缘21并且其他区段垂直于同一边缘21。LE为分隔平行于边缘21的边缘22的区段的最小平均距离。

这些边缘21、22在所示情况中限定刀槽花纹20的五个窄部分30，即，具有小于或等于2mm的平均宽度LE的部分，以及刀槽花纹20的四个宽部分40，即，具有大于2mm的平均宽度LL的部分，这些宽部分和窄部分交替地设置，每个窄部分30和每个宽部分40在切口20的整个深度P上延伸。

此外，可以看到，在崭新滚动表面以及小于窄部分30和宽部分40的深度P的深度P1之间未发生几何形状的改变，而从该深度P1开始直到宽部分40的深度P处具有大于崭新滚动表面和深度P1之间的宽部分的宽度LL的宽度LL’。本文中，宽度LL’大约比宽度LL大30％。

在当前情况中，深度P1基本上表示深度P的三分之二。

通过这种方式，每个宽部分40具有大部分位于切口的深度P的一半和深度P之间的体积。换句话说，每个宽部分的超过50％的有效体积位于切口的深度P1和深度P之间。

对于205/55R16型轮胎的值的实例：

厚度E＝10mm

切口深度P＝8mm

深度P1＝5mm

窄部分的宽度LE＝0.6mm

(在滚动表面和深度P1之间的)宽部分的宽度LL＝2mm

(在深度P1和总深度P之间的)宽部分的宽度LL’＝3mm

在图3中所示的本发明的第二变型中，更改了切口20的宽部分40的几何形状。实际上，每个宽部分在刀槽花纹20的总深度P上保持相同的宽度LL，但是每个宽部分具有平行于直线边缘21(即，平行于刀槽花纹20的长度)测得的宽度，该宽度作为深度的函数变化(根据深度变化)，并且在当前情况中随着深度有规律地增大，以使得每个宽部分的体积大部分位于刀槽花纹20的深度P的一半和深度P之间。通过改变宽部分的几何形状，易于在深度P的50％和所述深度P之间具有每个宽部分的体积的更大或者更小部分。为了限制应力集中，刀槽花纹的底部可以在其整个长度上设有如现有技术的圆形截面通道形式的附加部分。附加部分的该体积不被考虑来评估刀槽花纹的宽部分的体积。

在如图4中所示的本发明的第三变型中，相对于图2和3中所示的刀槽花纹的每个宽部分，更改了切口20的每个宽部分的几何形状。这里，每个宽部分40保持平行于直线边缘21测得的相同长度DL，并且具有垂直于直线边缘21测得的宽度LL。该宽度LL随着深度的增大而有规律地变化，以便使得每个宽部分的体积大部分位于切口20的深度P的一半和深度P之间。

图5示出了根据本发明的第四变型的刀槽花纹20，该变型在限定刀槽花纹20的每个壁201、202上再现了图2中所示的刀槽花纹的壁的非平面几何形状。在该第四变型中，刀槽花纹20由多个宽部分40和窄部分30形成，并且宽部分的体积的大部分位于刀槽花纹的总深度的50％和100％之间。另一变型(这里未示出)可按与第一变型相同的方式采用图2中所示的刀槽花纹的非平面壁或者如图4中所示的刀槽花纹的非平面壁的几何形状。

图6描绘了根据本发明的第五变型的刀槽花纹20，其相对接近于图3中所示的刀槽花纹，并且在一些宽部分40中的刀槽花纹的底部200处设置柱块5，以保护所述底部。如该变型中所示，刀槽花纹20在其两个端部20’、20”处包括通向花纹沟的宽部分40，并且可能不必要在端部处的花纹沟底部在这些宽部分上设置柱块；如该附图中所示，被引入到这些宽部分中的一个或另一个中的任何异物可以朝向侧花纹沟迁移，并且因而不会保持在原位。当然，必须补偿因存在所述柱块5而引起的体积的减小，以便满足宽部分的体积的大部分在刀槽花纹20的深度P的50％以下的必要条件。

所描述的实例涉及其中每个窄部分和每个宽部分的长度基本上相等的刀槽花纹；当然，按照需要、特别是就性能而言适应性地改变窄部分和宽部分的尺寸也在本领域的技术人员的能力范围内。

类似地，本文中示出和描述的变型可以根据预定目的结合到同一轮胎中。

最后，本发明不限于所描述和示出的实例，并且在不脱离由权利要求书所限定的范围的情况下可以进行各种变动。

Claims (7)

1.轮胎，其包括胎面，具有厚度E的该胎面包括：

-预定用于接触地面的滚动表面(12)，

-至少一个周向排的直立元件(11)，这些直立元件(11)沿周向方向由横向或者基本上横向定向的刀槽花纹(20)相互分隔，

-每个横向或者基本上横向定向的刀槽花纹(20)通向所述滚动表面(12)并且具有最多等于所述胎面的厚度E的深度P，每个刀槽花纹(20)在崭新轮胎的滚动表面上形成两个面对的边缘(21、22)，这些边缘(21、22)限定所述刀槽花纹的至少一个窄部分(30)，即，具有小于或等于2mm的平均宽度LE的一部分，以及所述刀槽花纹的至少一个宽部分(40)，即，具有大于2mm的平均宽度LL的一部分，这些宽部分和窄部分交替地设置，每个窄部分(30)和每个宽部分(40)在所述刀槽花纹(20)的整个深度P上延伸，每个窄部分(30)具有在所述刀槽花纹的整个深度P上均匀分布的体积，每个宽部分(40)具有体积，所述宽部分(40)的体积的大部分在所述刀槽花纹的深度P的一半和所述深度P之间测得，该胎面的特征在于满足以下条件：

0.90×E/R＜(LE的总和)/Pr＜1.10×E/R，其中：

-LE的总和为以所述轮胎的旋转轴线为中心的圆上的、分隔同一排的直立元件的所有刀槽花纹的窄部分的平均宽度LE的总和，

-R为崭新的所涉及排的滚动表面上以所述旋转轴线为中心的圆的平均半径，并且Pr为所述圆的平均周长，

-E为所涉及排的高度上的胎面的平均厚度。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，每个宽部分(40)的最大体积至少等于所述宽部分(40)的最小体积的1.10倍，所述最大体积是在所述刀槽花纹的深度的一半和底部之间测得的体积，所述最小体积是在所述滚动表面和所述刀槽花纹的深度的一半之间测得的体积。

3.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，每个宽部分(40)的最大体积至少等于同一宽部分(40)的最小体积的1.20倍。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，刀槽花纹(20)的每个宽部分(40)具有恒定宽度和随着深度增大的长度DL，该长度DL沿所述刀槽花纹的方向在所述滚动表面(12)上测得，该方向对应于在该滚动表面上连接该刀槽花纹的端点的直线段的方向。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，刀槽花纹(20)的每个宽部分(40)具有在崭新滚动表面(12)和所述刀槽花纹(20)的底部之间有规律地增大的宽度。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，刀槽花纹(20)的每个宽部分(40)在崭新滚动表面(12)和大于所述刀槽花纹的深度P的一半的深度P1之间具有恒定宽度，恒定宽度的该部分通过一个部分延伸至所述深度P处，所述一个部分具有大于所述恒定宽度的宽度。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，至少一些宽部分(40)在所述刀槽花纹(20)的底部处设有柱块(5)。