CN104512203A - 车辆轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆轮胎。车辆轮胎（1）包括意在用于与表面滚动接触的胎面（2），所述胎面（2）形成有包括周向花纹沟（25）和横向花纹沟（26）的胎面图案（20），以便从表面与轮胎（1）之间的接触印迹去除水。当沿横向花纹沟（26）的纵向方向从轮胎（1）的侧壁（41、42）向轮胎的中心线（CL）前进时以及当沿径向方向（R）从横向花纹沟的底部（263）向外前进时，横向花纹沟（26）的宽度增加。

Description

车辆轮胎

技术领域

本发明涉及车辆轮胎，其包括意在与表面滚动接触的胎面，所述胎面形成有包括周向花纹沟和横向花纹沟的胎面图案，以便从表面与轮胎之间的接触印迹去除水，当沿横向花纹沟的纵向方向从轮胎的侧壁向轮胎的中心线前进时以及当沿径向方向从横向花纹沟的底部向外前进时，横向花纹沟的宽度增加。

背景技术

车辆轮胎的胎面具有与表面（诸如路面）建立滚动接触的功能。胎面形成有胎面图案，所述胎面图案包括分散的花纹沟，用于为胎面提供胎面块，即，胎面包括胎面块和花纹沟。花纹沟的目的是使得可能存在于表面上的水沿某路径流动以在胎面（更具体的是胎面块）和路面之间建立尽可能良好和紧密的接触。借助于花纹沟从胎面块下面（主要是向轮胎的侧面）移除存在于表面上的水。一部分水仍留在花纹沟的范围内，由此轮胎以下述方式在水上滚过，即，在滚动部分，水沿胎面块旁边的花纹沟流动经过滚动部分。在道路交通服务中，法律上要求车辆轮胎具有足够深的花纹沟，以便在变化的天气情况中安全地操作车辆。

水在花纹沟中的流率天然地主要取决于车辆的行驶速度。花纹沟对水的流率和体积流量的影响是水和轮胎之间的接触方面的重要因素。当花纹沟不能从滚动部分（即，从接触印迹）移除足够量的水时，轮胎将由于所谓的漂滑现象而攀爬至存在于表面上的水垫上，由此轮胎和表面之间的摩擦几乎完全消失。因而，目的是提供使得花纹沟中的水的流动尽可能有效的花纹沟设计。

在现有技术中，在US 4641696中讨论了此主题，其公开了具有确定的旋转方向并且利用花纹沟被密集地划分成胎面块的胎面图案，并且胎面图案具有朝向轮胎的侧壁导引水的倾斜设置的横向花纹沟。该公开文献还建议：使胎面块的顶部可以倾斜，以便避免胎面块的提前磨损以及开裂和脱落。

现有技术还公开了WO 2013/092206 A1，其描绘了起始于胎面块的中间部分并使其开端部分沿两个方向倾斜的横向花纹沟。

现有技术还公开了EP 2 316 666 A2，其也描绘了从型面块的中间部分沿两个方向倾斜的横向花纹沟的一个实施例。

发明内容

本发明的目的是进一步开发花纹沟的流动特征，以提高花纹沟中的水流量。一个目的是开发所谓的“内侧/外侧”型轮胎中的花纹沟的流动特性，这类轮胎因而意在以特定侧壁总是用于外侧/内侧的方式被安装在车辆上，但其中旋转方向未被预先确定。当确定了安装方向和旋转方向时，必须在两个模型中制造同一轮胎，所述模型分别用于车辆左侧的轮胎和用于车辆右侧的轮胎，因此需要例如双倍数量的制造模具。如果仅确定了旋转方向，则可从水流角度优化花纹沟的几何形状，但这必须在轮胎的其它性能方面妥协。本发明的另一个目的是以尽可能生产友好和有效的方式获得上述特征，以便保持高质量特性的轮胎的制造成本尽可能低。

本发明的特定特征是横向花纹沟的最宽点位于横向花纹沟和周向花纹沟的汇合部处。

提出的此方案满足所设定的目的。在研究中已经发现在沿水流方向形成在横向花纹沟的开始处的扩宽明显地提高了水的横向流量并降低了轮胎的漂滑倾向。因此，横向花纹沟朝向进入的水具有扩宽形状，由此提供向进入方向敞口的某种漏斗，由此水更可能“受迫”进入横向花纹沟并不能继续沿周向花纹沟或胎面块的表面行进。在构造有未确定的旋转方向的“内侧/外侧”几何形状的轮胎中，所提出的方案尤其有用。车辆轮胎制造商确定何时轮胎是内侧/外侧轮胎模型，什么情况下被标出以特定侧壁向外的方式被安装在车辆上。

根据一个实施例，通过多面式表面实现了沿纵向和径向方向的横向花纹沟宽度的所述增加。横向花纹沟的一个功能是将周向花纹沟中的水移除到横向花纹沟中，并从接触印迹的边缘进一步移除水。所开发的横向花纹沟形状相对于在其它方面类似但不具有所述形状的横向花纹沟增加了横向花纹沟中的水的体积流量。体积流量的所述增加与漂滑敏感度的降低直接相关，即，与车辆轮胎不那么容易攀登到存在于表面上的水垫顶部的事实直接相关。凭借该形状，提高了横向花纹沟和周向花纹沟的交叉处的水流量，并且更快速地将水从块和表面之间移除到花纹沟中，并进一步沿花纹沟向侧面离开接触印迹。

在所述内侧/外侧轮胎中，横向花纹沟通常沿轴向方向延伸以根据需要提供水流，而与轮胎旋转方向无关。在关于轮胎花纹沟图案的研究中，申请人已经发现水在横向花纹沟中相当有效地流动。但是，仍然期望的是，在上述类型的横向花纹沟中，特别有效地利用花纹沟的传送能力并且进一步提高流量。研究发现，凭借目前研制的双向敞口横向花纹沟形状，水能够在流动过程的早期以特别高的速率从实际流动方向以及从相反方向（作为回流）流动，由此为花纹沟提供尽可能大的体积流量（通过用流率乘以花纹沟的剖面面积可计算体积流量）。由于横向花纹沟的剖面面积的增加会导致轮胎承载表面积减小并由此导致轮胎运载能力下降，因此必须根据预期用途来调节花纹沟和各个胎面块的表面积之间的关系的平衡。当在随后提及的扩展形式的尺寸范围内和常规尺寸的轿车轮胎（诸如，13”至22”的轮辋尺寸）的范围内操作时，水流被成功地高效地实现并且对漂滑速度限制的效果可高达几个百分点。

在与本发明相关的说明书的背景下，花纹沟指的是构造在轮胎胎面上的细长敞口空间。相应地，胎面图案指的是花纹沟和其间的胎面块所产生的几何形状所建立的图案。在本申请的背景下，周向花纹沟指的是主要沿轮胎滚动方向（即，在垂直于（90°）旋转轴线的平面中）前进的周向定向的花纹沟。但是，在此背景下，周向花纹沟也被认为包括遵循折返的Z形图案的主要沿滚动方向前进的花纹沟，由此只要轮胎已经围绕其轴线或旋转轴线旋转了一整圈，追踪花纹沟将会返回至起始点。在本申请的背景下，横向花纹沟指的是沿轮胎的侧向方向前进的花纹沟，所述侧向方向即相对于轮胎的轴向方向成α角，大约α=0°，且α≤±15°。轮胎通常设置有剖面尺寸可变的花纹沟，并且在与本发明相关的说明书的背景下，在剖面中最大的花纹沟可被称作主流花纹沟。在本说明书的背景下，深度方向或径向方向指的是从胎面层的外表面沿径向方向朝向轮胎的旋转轴线或从旋转轴线沿径向方向向外延伸的方向。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出轮胎表面的一个例子和可行的扩展横向花纹沟形状，

图2a和2b示出一个实施例中的扩展花纹沟，

图3a和3b示出另一个实施例，

图3c以周向定向的剖面图示出了横向花纹沟，

图4、5和6示出各个实施例中的横向花纹沟，

图7以剖面图示出了横向花纹沟。

附图标记列表

1 轮胎

2 胎面

20 胎面图案

22 胎面块

25 周向花纹沟

251 周向花纹沟壁

26 横向花纹沟

260横向花纹沟的端部区域

261 横向花纹沟壁

262 横向花纹沟中线

263 横向花纹沟底部

264 导引表面

41 侧壁（外侧壁）

42 侧壁（内侧壁）

α 横向花纹沟相对于轮胎轴向方向的角

CL 中心线

Δa 沿横向花纹沟方向的敞口角

Δb 由额外凹槽提供的敞口角

Δc 导引表面264相对于胎面法向的角

Δr 所述形状沿径向方向的敞口角

Δp 排出角

C 周向方向

A 轴向方向

R 径向方向

G-G 剖面线。

具体实施方式

图1示出车辆轮胎1的表面的整体视图，轮胎1包括用于与表面滚动接触的胎面2，所述胎面2已经形成有胎面图案20，胎面图案20包括用于从表面和轮胎1之间的接触印迹去除水的周向花纹沟25和横向花纹沟26。当沿横向花纹沟26的纵向方向从轮胎1的侧壁41、42向轮胎的中心线CL前进时以及当沿径向方向R从横向花纹沟的底部263向外前进时，横向花纹沟26在宽度上增加。由此，横向花纹沟26的较靠近车辆轮胎的中心线CL的端部260具有部分漏斗的楔形形状，使得该形状具有指向横向花纹沟26的朝向轮胎侧壁41、41的方向的会聚顶部，并且所述形状还沿径向方向R向外敞口。因此，该形状致使横向花纹沟26朝向水进入方向扩展并朝向水流出方向收缩。因此，横向花纹沟由此可使其壁261相对于宽度均匀的传统平直花纹沟来说沿两个方向倾斜。在图1中，竖直方向代表轮胎的周向方向C，水平方向代表轮胎的轴向方向A，并且轮胎的径向方向R与垂直于图平面延伸。

图1示出一实施例，其是内侧/外侧轮胎的一种应用。图1的右侧是轮胎的预期外侧壁，左侧是预期内侧壁。因此，中心线CL右侧的横向花纹沟26及其形状的顶部指向外侧壁41。相应地，中心线CL左侧的横向花纹沟26及其形状的顶部指向内侧壁42。横向花纹沟26（或其中线262）关于轴向方向A成角度α=0度，即，横向花纹沟平行于轴向方向。在所示实施例中，在轮胎的外侧肩部侧（侧壁41）上的是横向花纹沟26的最宽点，横向花纹沟26开始于肋、腹条或块22的位置。在轮胎的内侧肩部侧（侧壁42），横向花纹沟26开始于周向花纹沟25。在横向花纹沟26和周向花纹沟的汇合部处，存在额外凹槽，其沿横向花纹沟26的纵向方向在壁261之间建立15至90度的角度Δb。此额外凹槽的目的是进一步提高扩展的横向花纹沟的水去除性能。

图2a和2b以平面图（图2a）和稍微偏斜的平面图（图2b）图示了开始于胎面块22的中间部分的横向花纹沟26的一个详细实施例。在本实施例中，已经建立了扩展形状，以沿轴向方向覆盖整个花纹沟26的长度。沿横向花纹沟方向的扩展角Δa在3至60度的范围内起作用，其中，图2a和2b图示约3度的角Δa。从图2a和2b中尤其显而易见的是，如何沿两个方向（轴向和径向方向）建立扩展形状。由此，间隙存在于胎面块22和表面之间并且在行驶情况下关闭，水从所述间隙流入横向花纹沟26的端部区域并向前流到横向花纹沟中，水以非常高的流率快速进入横向花纹沟26中并朝向轮胎侧壁41、42高效地排出。还可以注意到，图2a和2b所示的实施例可应用于轮胎的外侧壁和内侧壁两者上。

图3a和3b以平面图（图3a）和稍微偏斜的平面图（图3b）图示了开始于周向花纹沟25的横向花纹沟26的一个详细实施例。同样在本实施例中，已经形成了扩展部分，以沿轴向方向覆盖整个花纹沟26的长度。扩展部分具有沿横向花纹沟方向的在3至90度的范围内的角Δa，其中，图3a和3b图示约3度的角Δa。从图3a和3b中尤其显而易见的是，如何沿两个方向（轴向和径向方向）建立扩展形状。由此，间隙存在于胎面块22和表面之间并且在行驶情况下关闭，水从所述间隙从横向花纹沟26的端部区域流到横向花纹沟中，水以非常高的流率快速到达横向花纹沟26中并朝向轮胎侧壁41、42高效地排出。还可以注意到，图3a和3b所示的实施例可应用于轮胎的外侧壁和内侧壁两者上。在横向花纹沟26和周向花纹沟的汇合部处，存在额外凹槽，其沿横向花纹沟26的纵向方向在壁261之间建立15至90度的角度Δb。此外，在图3b中可见导引表面264。导引表面264存在于横向花纹沟26与周向花纹沟25的汇合部处，并且相对于胎面法向成30至75度的角Δc。

图3c还以从与图3a中的线G-G匹配的横向花纹沟的中线262截取的纵剖面图描绘了横向花纹沟。从此图中显而易见的是横向花纹沟26的形状和导引表面264如何朝向横向花纹沟的底部263倾斜。在导引表面264和轮胎径向方向或胎面法向之间的角Δc为30至75度。导引表面的目的是参与导引水流，使得水也沿径向方向R以合适方式填充横向花纹沟26，由此提高早期的流动。

在上述图中所示的实施例中，可变宽度形状已经被实现为延续横向花纹沟的整个长度。但是，应该注意，所述形状也可仅存在于横向花纹沟26的端部区域260中，例如，在距周向花纹沟25或其它起点的距离L=3至25mm处。前述仅关于端部区域260的适用于沿纵向和径向方向两者扩宽横向花纹沟。通过额外凹槽，端部区域还可具有另一扩宽形状，由此扩宽形状的数量为两个或接连的更多个。这种方式还获得良好的流动开端。在扩宽部分未覆盖横向花纹沟的整个长度的实施例中，扩宽部分可延伸上述长度，如从横向花纹沟的起点所看到的。此外，横向花纹沟26沿径向方向R向外的外展可导致偏离横向花纹沟26的壁261的假设的连续形状，由此增加横向花纹沟壁261相对于胎面法向的倾斜度。此特征在图2b和3b中尤其明显，其中，倾斜度的变化清晰可见。

在上述“短”楔形结构的实施例中，当横向花纹沟朝向轮胎侧壁前进时，与横向花纹沟26的所述汇合部沿水流方向终止成横向花纹沟26的剖面尺寸减小。对于优选实施例，沿横向花纹沟方向的角Δa为3至60度。类似地，沿径向方向的敞口角Δr为20至90度，最优选地Δr≤60°。因而，结果通常是，沿横向花纹沟方向的敞口Δa不等于径向方向的敞口角Δr。

图4、5和6以相当简化的方式用平面图图示横向花纹沟26的端部形状。在图4中，几何形状包括限定横向花纹沟26的两个连续的互相成角度的横向花纹沟壁261。横向花纹沟的较宽角度部分位于更靠近中心线的端部260。

图5所示的几何形状包括限定横向花纹沟26的互相成角度的横向花纹沟壁261。横向花纹沟的较宽角度部分位于更靠近中心线CL的端部260。在图5所示的实施例中，横向花纹沟的较靠近侧壁41、42的部分宽度恒定，即，壁261之间的角度Δa为0度。

根据图4和5所示的实施例，当沿横向花纹沟26的纵向方向从轮胎1的侧壁41、42朝向轮胎的中心线CL前进花纹沟长度的一部分（尤其是在较靠近中心线CL的端部260处）时，横向花纹沟26的宽度增加，由此，较靠近侧壁41、42的横向花纹沟26的端部具有恒定的宽度或宽度的增加小于较靠近中心线CL的端部260处的宽度增加。因此，沿横向花纹沟方向，横向花纹沟26的壁之间的角度Δa在侧壁处为0至15度，在靠近中心线CL的端部260处为15至90度。在图4和5所示的实施例中，在一定意义上Δa尤其重要，即，由于所述形状，水能够在流动情况的早期以特别高的速率从实际流动方向以及从相反方向（作为回流）流动。

在图6所示的实施例中，当沿横向花纹沟26的纵向方向从轮胎的侧壁41、42朝向轮胎的中心线CL前进达横向花纹沟26的整个长度时，横向花纹沟26的宽度增加。因此，沿横向花纹沟方向，横向花纹沟26的壁之间的角度Δa为3至15度。

图7示出横向花纹沟26的纵向剖面的一个例子。横向花纹沟26沿径向方向具有20至90度的敞口角Δr，最优选地Δr≤60°。还应该注意到，车辆轮胎的花纹沟通常是排出型，由此，尤其是出于生产工程学原因，以排出角Δp扩宽凹槽，Δp通常约为5度的大小，最常见地在0.5至7°的范围内，但是在流动工程学方面，其不同于这里提出的凹槽构型并且不同于沿径向方向的角度为Δr的横向花纹沟敞口，其中凹槽构型存在于胎面2和横向花纹沟26的连接点处并基于流动工程学方面被设计。

以横向花纹沟26的每个侧壁261形成有倾斜的凹槽表面的方式最优选地设计上述扩展形状。但是，在某些特殊情况中，可沿轴向或径向方向相对于横向花纹沟不对称地设计所述形状。

对本领域技术人员来说显然的是，本发明及其实施例不限于以上示例性实施例。权利要求中所包括的描述特定特征的存在性的表述（例如，“轮胎包括胎面”）是开放式术语，其表示特定特征的存在不排除未出现在独立或从属权利要求中的其它这类特定特征的存在。

Claims (14)

1. 一种车辆轮胎（1），所述轮胎包括意在用于与表面滚动接触的胎面（2），所述胎面（2）形成有包括周向花纹沟（25）和横向花纹沟（26）的胎面图案（20），以便从所述表面与所述轮胎（1）之间的接触印迹去除水，当沿所述横向花纹沟（26）的纵向方向从所述轮胎（1）的侧壁（41、42）向所述轮胎的中心线（CL）前进时以及当沿径向方向（R）从所述横向花纹沟的底部（263）向外前进时，所述横向花纹沟（26）的宽度增加，其特征在于，所述横向花纹沟（26）的最宽点位于所述横向花纹沟（26）和所述周向花纹沟（25）的汇合部处。

2. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述横向花纹沟（26）的较靠近中心线（CL）的端部（260）设置有导引表面（264），所述导引表面（264）倾斜以朝向所述横向花纹沟（26）的底部（262）下倾。

3. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述横向花纹沟（26）的宽度沿纵向方向和沿径向方向的所述增加通过倾斜的表面来实现。

4. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述横向花纹沟（26）的方向相对于所述轮胎（1）的轴向方向（A）成角α，其中大约α=0°，且α≤±15°。

5. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，沿径向方向（R）的向外扩宽导致偏离所述横向花纹沟（26）的壁（261）的假设连续形状，从而致使所述横向花纹沟的壁（261）相对于所述胎面（2）法向的倾斜度增大。

6. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，当沿所述横向花纹沟（26）的纵向方向从所述轮胎（1）的侧壁（41、42）向所述轮胎的中心线（CL）前进时，所述横向花纹沟（26）的宽度在所述横向花纹沟（26）的整个长度上增加。

7. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，当沿所述横向花纹沟（26）的纵向方向从所述轮胎（1）的侧壁（41、42）向所述轮胎的中心线（CL）前进时，所述横向花纹沟（26）的宽度在所述花纹沟的长度的一部分上增加，尤其在其较靠近中心线（CL）的端部（260）处增加，由此，所述横向花纹沟（26）的较靠近侧壁的端部宽度恒定或者宽度的增加小于较靠近所述中心线（CL）的端部（260）的宽度增加。

8. 根据权利要求8所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述横向花纹沟（26）的侧壁之间沿所述横向花纹沟的方向的角度Δa为3至15度。

9. 根据权利要求9所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述横向花纹沟（26）的侧壁之间沿所述横向花纹沟的方向的角度Δa在侧壁（41、42）处为0至15度，并且在较靠近中心线的端部（260）处为15至90度。

10. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述横向花纹沟（26）和所述周向花纹沟的汇合部设置有额外凹槽，由于所述额外凹槽，所述壁（261）之间沿所述横向花纹沟（26）的纵向方向的角度Δb为15至90度。

11. 根据权利要求4所述的车辆轮胎（1），其特征在于，位于所述横向花纹沟（26）和所述周向花纹沟（25）的汇合部处的导引表面（264）相对于所述胎面（2）法向具有在30至75度的角度Δc。

12. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述横向花纹沟（26）在径向方向上具有在20至90度的敞口角Δr，最优选地Δr≤60°。

13. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，通过使所述横向花纹沟（26）的每个侧壁（261）形成有倾斜表面的方式来实现所述横向花纹沟（26）的宽度的所述增加。

14. 根据权利要求1所述的车辆轮胎（1），其特征在于，所述轮胎（1）被设计为内侧/外侧轮胎，其被标出以便以预定侧壁朝外的方式被安装车辆上。