CN104837654B - 包括切口和空腔的雪地轮胎的胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雪地轮胎胎面，其包括由花纹沟(3)分开的多个花纹块(2)。花纹块(2)设有从一定深度起分成多个部分的、被称为复合刀槽花纹的刀槽花纹(5)。在剖面图中，每个复合刀槽花纹(5)具有从胎面的行驶表面径向延伸的第一直线部分(9)和从所述第一部分延伸并且包括至少两个分支(13)的第二部分(11)，每个分支包括端部(15)。胎面还包括空腔(17)，每个空腔在复合刀槽花纹的分支(13)之间延伸。每个空腔包括与分支的端部(15)处于相同高度处的底部(19)。胎面的空腔(17)和花纹沟(3)被构造为使得所述胎面具有大于或等于35％的磨损末期空隙表面比。此外，两个相邻的复合刀槽花纹(5)的两个分支(13)之间的距离(D)至少等于2mm。

Description

包括切口和空腔的雪地轮胎的胎面
技术领域
本发明涉及一种雪地轮胎型的轮胎的胎面。具体地，本发明涉及一种具有提高的寿命末期抓地性能的雪地轮胎。
背景技术
用于冬季行驶的轮胎(被称为雪地轮胎)包括本身已知的设有多个刀槽花纹切口的胎面。特别地，这种将刀槽花纹附加至轮胎胎面的方案已在文件FR759592及其附加文件FR43383E中公开。
刀槽花纹在胎面上限定橡胶刀片(blade)，所述橡胶刀片具有当在有雪(积雪)表面上行驶时能够咬入雪中的边角，从而提高在所述路面上的抓地性能。当胎面是崭新的时，所述边角在路面上的作用更大。这是因为在所述情况下，橡胶刀片具有大长径比，也就是说，具有大的高度和相对于所述高度的小的宽度。因此，当刀片进入轮胎在其中接触路面的接触区块时所述刀片倾斜。因此，刀片的边角施加至路面的压力增大。在文件FR2418719的图3中特别示出了所述现象。
随着胎面磨损，所述刀片的高度减小并且当其进入接触区块时这些刀片的变形同样减小。其结果是，边角的咬入效果随着胎面磨损而减小。
为了维持雪地轮胎(甚至在高磨损程度下)的良好抓地性能，文件EP0378090已经提出为所述轮胎的胎面设置从一定深度起加倍的复合刀槽花纹。在横截面图中观察，每个所述刀槽花纹具有在径向上延伸至胎面中的线性的第一部分以及延伸第一部分并且包括两个分支的第二部分。由于所述构造，在其寿命末期胎面上的刀槽花纹的密度大于在其寿命初期所述胎面的刀槽花纹的密度，因此，当其磨损达到一定程度时边角的数量能够增大并且从而所述轮胎的抓地性能能够提高。
如文件EP0378090的图4中所示，为了进一步提高寿命末期所述轮胎的抓地性能，可以在所述复合刀槽花纹之间插入以线性方式延伸至胎面的深度中的简单刀槽花纹。然而，由于胎面中刀槽花纹的数量增大，导致这些刀槽花纹之间的橡胶刀片所占据的空间相应地减少。因此，这些刀片的机械完整性降低，并且全部或者部分所述刀片在轮胎工作期间掉块的风险增大。
因此，存在提高雪地轮胎(特别是在寿命末期)的抓地性能而同时维持或者甚至提高其总体机械强度的需求。
定义
“轮胎”是指所有种类的弹性胎面，而不管其是否承受内部压力。
“雪地轮胎”(或“冬季轮胎”)是指通过在轮胎的至少一个侧壁上标记的“M+S”或“M.S”或者甚至“M&S”铭文来识别的轮胎。所述雪地轮胎的特征在于主要预定用于提供比道路型轮胎更佳的在泥泞和新鲜积雪或者融化的积雪中的性能的胎面设计和结构，所述道路型轮胎设计为在未覆盖有雪的路面上行驶(运行)。
轮胎的“胎面”是指由侧表面和两个主表面限定的一定量橡胶混合物，所述主表面之一预定用于当轮胎行驶时接触路面。
此处，胎面的“胎面表面”是指当充气至其参考压力并且没有防滑钉的轮胎沿着地面行驶时胎面的接触所述地面的所有点。参考充气压力在轮胎的使用条件、特别是由E.T.R.T.O标准规定的条件下定义。
胎面的“磨损率”是胎面通过磨损已经损失的厚度与在其必须被更换之前胎面可以损失的总厚度之比。因此，25％的磨损率是指胎面已经损失四分之一的可磨损的橡胶混合物。
胎面的“磨损末期”是指胎面的厚度已经达到所述胎面中的磨损指示器的规定高度。在客车轮胎的情况中，所述规定高度为1.6mm。
“刀槽花纹”是指产生相对的材料壁的切口。刀槽花纹的材料壁之间的距离适于允许当刀槽花纹进入轮胎在其中接触地面的接触区块时这些壁至少部分地接触。
“花纹沟”是指产生相对的材料壁的切口。花纹沟的材料壁之间的距离使得在正常行驶条件下这些壁不能相互接触。
“花纹块”是指由花纹沟限定并且包括侧壁和接触面的隆起元件，所述接触面预定用于在行驶期间接触路面。
胎面的“空隙表面比”是指所述胎面的胎面表面上存在的空隙量。特别地，这些空隙由胎面中的花纹沟产生。
“模具”是指当被相对靠拢到一起时限定环形的模制空间的分开的模制元件的集合。
“径向方向”是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(所述方向对应于胎面的厚度方向)。
“轴向方向”是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。
“周向方向”是指与以旋转轴线为中心的任意圆相切的方向。所述方向垂直于轴向方向和径向方向两者。
发明内容
本发明涉及一种雪地轮胎的胎面，其包括由花纹沟分开的多个花纹块。花纹块设有从一定深度起分成若干部分的、被称为复合刀槽花纹的刀槽花纹切口。当在横截面图中观察时，每个复合刀槽花纹具有从胎面的胎面表面径向延伸的线性(直线状)的第一部分以及延伸第一部分并且包括至少两个分支的第二部分，每个所述分支具有端部。胎面还包括空腔，并且每个空腔在复合刀槽花纹的分支之间延伸。每个空腔包括与分支的端部处于相同高度处(位于与分支的端部相齐平的位置)的底部。胎面的空腔和花纹沟被构造为使得所述胎面在磨损末期具有大于或等于35％的空隙表面比。此外，两个相邻的复合刀槽花纹的两个分支之间的距离至少等于2mm。
因此，本发明提出当胎面达到一定磨损程度时由空腔生成空隙。这些空隙将限定宽度至少等于2mm的橡胶花纹条，其赋予了所述花纹条良好的承受由路面施加的机械应力的能力。此外，胎面中空隙的存在使其能够引起这些花纹条的边角上的压力的增大，从而增大轮胎的“咬入(效果)”。最后，这些空隙将形成能够贮存雪的贮存器(容器)，从而提高胎面在有雪路面上的抓地性能。
在优选实施例中，每个空腔从其底部延伸至从侧面包围所述空腔的复合刀槽花纹的线性的第一部分，在崭新状态下所述线性的第一部分在胎面厚度的10％和60％之间的深度上延伸至胎面中。
因此，触发空腔在胎面的胎面表面上出现的磨损程度可以调节。
在实施例的备选形式中，复合刀槽花纹的分支是线性(直线状)的并且关于垂直于胎面的胎面表面的平面对称，这些分支与所述平面形成最多等于20°的角度θ。
这种分支形状允许刀槽花纹的第二部分更逐渐地展现，从而改善了轮胎的总体外观。当空腔占据刀槽花纹的两个分支之间的所有空间时，所述优点被强化。
在实施例的一个备选形式中，胎面包括至少一个以线性方式延伸至胎面的深度中的、被称为简单刀槽花纹的刀槽花纹。所述简单刀槽花纹定位于两个复合刀槽花纹之间，每个所述复合刀槽花纹从侧面包围空腔。所述简单刀槽花纹延伸至胎面的深度中但不超过空腔高度的一半。
通过将简单刀槽花纹添加至胎面，产生了额外的边角并且增强了在轮胎寿命初期咬入雪中的效果。因为这些简单刀槽花纹部分地延伸至胎面的深度中，所以在寿命末期所述简单刀槽花纹不会降低由空腔产生的花纹条的刚度。因此，本发明能够获得一种在寿命初期具有良好的雪地抓地性能而在寿命末期不损害所述性能的胎面。
在实施例的一个备选形式中，在崭新状态下简单刀槽花纹和复合刀槽花纹沿着各自的延伸方向在胎面表面上延伸，每个所述延伸方向具有周向分量和/或轴向分量。通过计算简单刀槽花纹的轴向分量和复合刀槽花纹的轴向分量之和与接触区块的表面积之比所得到的数值大于110μm(微米)/mm2。
以所述方式，寿命初期胎面的抓地性能被优化。
在实施例的一个备选形式中，花纹块在胎面上形成赋予所述胎面优选的行驶方向的总体V形的胎面花纹。
花纹块的侧壁与这些花纹块的接触面形成边角。这些边角有助于在寿命初期和寿命末期两者的胎面的抓地性能。通过赋予胎面的花纹块以V形，增大了花纹块的边角的长度并且从而改善了在有雪路面上的抓地性能。
在一个优选的实施例中，胎面包括突起，每个突起从空腔的底部伸出，所述突起的高度对应于空腔的高度的至少六分之一。
如此，当石头出现在胎面表面上时，石头被防止卡在空腔中。从而限制了空腔底部和轮胎内部增强结构的机械损伤的风险。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从以下通过参考附图的非限制性实例的方式给出的说明中变得显而易见，其中：
-图1描绘了根据本发明的在崭新状态下的胎面的胎面表面的局部视图；
-图2描绘了图1的胎面的中心部分的花纹块；
-图3示意性地描绘了图2的花纹块的横截面视图；
-图4示意性地描绘了图2的花纹块处于磨损状态的横截面视图；
-图5描绘了在磨损状态下的图1的胎面的胎面表面的局部视图；
-图6描绘了根据第二实施例的图2的花纹块的局部横截面视图；
-图7描绘了根据第三实施例的图2的花纹块的局部横截面视图；
-图8描绘了根据第四实施例的图2的花纹块的局部横截面视图；
-图9描绘了根据第五实施例的图2的花纹块的局部横截面视图；
-图10描绘了可以放置在用于模制根据图3的实施例的复合刀槽花纹以及与所述刀槽花纹相关的空腔的硫化模具中的模制元件。
在以下说明中，将通过相同的附图标记表示基本上相同或者相似的元件。
具体实施方式
图1描绘了根据本发明的在崭新状态下的胎面1的胎面表面的局部视图。
所述胎面包括由花纹沟3限定的多个花纹块2。每个花纹块2包括通向胎面的胎面表面的多个刀槽花纹5。每个刀槽花纹沿着给定的延伸方向在所述胎面表面上延伸。所述延伸方向具有周向分量(即沿着周向轴线X的分量)和轴向分量(即沿着轴向轴线Y的分量)。取决于周向分量和轴向分量的取值，刀槽花纹被认为是横向的(零周向分量)或者周向的(零轴向分量)或者倾斜的(非零周向分量和非零轴向分量)。
将注意到，此处，花纹块2构成总体呈V形的胎面花纹，其赋予胎面1优选的行驶方向。
图2是图1中所示的胎面的中心部分的花纹块2的放大图。
所述图2以虚线显示设置在花纹块2内部的、分别接续刀槽花纹5的空腔17。
图3是图1的花纹块2沿着图中的线A-A的横截面视图。在该图中可看到，刀槽花纹5从一定深度起分成若干部分。所述刀槽花纹5在说明书的其余部分中将被称为复合刀槽花纹。因此，所述复合刀槽花纹5包括线性(直线状)的第一部分9以及延伸第一部分9的第二部分11。在崭新状态下第一部分9在胎面的厚度E的10％和60％之间的深度上从胎面的胎面表面7径向延伸。刀槽花纹5的第二部分11包括从侧面包围一体积部的至少两个分支13。在图1的实例中，所述体积部包括橡胶体积部16和在胎面中形成空腔的空隙体积部17。为了使本发明更易于理解，所述空腔17的边界已经以虚线绘出。因此，空腔17在复合刀槽花纹的分支13之间延伸。特别地，空腔包括与分支13的端部15处于相同高度处(位于与分支13的端部15相齐平的位置)的底部19。
将注意到，在图1和2中，复合刀槽花纹5未在花纹块1的整个长度上延伸。因此，图3中的橡胶体积部16通过其端部附接至花纹块的其余部分。如图3中所描绘，其允许橡胶体积部16被保持在空腔17的上方。
图4是当胎面在其磨损寿命末期时花纹块2的横截面视图。在所述情况下，胎面的厚度E对应于磨损指示器20的高度。在客车胎面的实例中，磨损指示器的高度为1.6mm。在图4中，胎面的空腔17限定橡胶花纹条21。每个花纹条包括预定用于在行驶期间接触路面的接触表面22。
将注意到，在图1中，每个花纹条的宽度D对应于两个相邻的复合刀槽花纹的两个分支之间的距离。所述宽度D至少等于2mm。
图5描绘了在其磨损寿命末期的胎面1的胎面表面的局部视图。
在所述附图中，在行驶期间胎面在给定时刻在其处接触路面的接触区块的边界18已经以虚线指示。接触区块的面积能够通过所述接触区块确定。所述面积(图5中的阴影区域)对应于由接触区块的边界18限定的表面积，所述表面积在胎面的胎面表面的平面中确定。
在图5中，空腔17和花纹沟3在胎面中产生空隙。这些空隙可以通过确定胎面的空隙表面比来量化。所述空隙表面比对应于通过计算一方面接触区块的面积与包含在接触区块中的花纹条的接触表面22的面积之间的差值与另一方面所述接触区块的面积之比所得到的数值。在本发明中，花纹沟3和空腔17被构造为使得在其磨损寿命末期的胎面的空隙表面比大于或等于35％。
图6描绘了本发明的第二实施例，其中空腔17从其底部19延伸至复合刀槽花纹的线性的第一部分9。因此，在所述实施例中，设置在复合刀槽花纹的两个分支之间的体积部完全被空隙占据。
图7描绘了本发明的第三实施例，其中复合刀槽花纹的分支13是线性的并且关于垂直于胎面的胎面表面7的平面Z-Z’对称。每个分支13与平面Z-Z’形成最多等于20°的角度θ。
图8描绘了图7的实施例的备选形式，其中胎面包括以线性方式延伸至胎面的深度中的刀槽花纹21。这些刀槽花纹21在说明书的其余部分中被称为简单刀槽花纹。每个简单刀槽花纹21设置在两个复合刀槽花纹5之间，并且每个复合刀槽花纹从侧面包围空腔17，在所述情况中，所述空腔17占据刀槽花纹的分支13之间的所有体积。简单刀槽花纹21部分地延伸至胎面的深度中。具体地，简单刀槽花纹未延伸超过空腔的高度Hc的一半。
将注意到，复合刀槽花纹5和简单刀槽花纹21被构造为使得在崭新状态下的胎面上的简单刀槽花纹的轴向分量和复合刀槽花纹的轴向分量之和与接触区块的表面积之比大于110μm/mm2。
图9描绘了本发明的第五实施例，其中胎面包括从空腔17的底部19伸出的突起25。所述突起的高度Hp对应于空腔的高度Hc的至少六分之一。
图10描绘了能够模制图3的复合刀槽花纹5之一的模制元件27。所述模制元件25包括主部29和副部31。模制元件的主部29具有Y形横截面并且预定用于模制复合刀槽花纹5。副部是总体平行六面体并且预定用于模制空腔17。特别地，借助于枢转销33将副部分别铰接安装至主部29的端部35。此处，模制元件27被描绘成处于模制操作期间所述模制元件27在其中能够模制复合刀槽花纹和空腔的情况中。在脱模操作期间，需要从轮胎中取出模制元件27。为了使所述取出更容易，所述模制元件的副部31将围绕枢转销33逐渐枢转以与模制元件的主部29对齐，并且随着模具逐渐打开渐进地进行所述操作。
本发明不限于所描述和描绘的实例，并且在不脱离其范围的情况下可以对其进行各种改变。
因此，在图1和图2中，刀槽花纹5已经被描绘成连续的切口。作为备选，若干较短的刀槽花纹5可以相继地排列。
此外，在图7中，复合刀槽花纹的分支已经被描绘成关于轴线Z-Z’对称。作为备选，所述分支可以不是对称的。同样，在图7中同一复合刀槽花纹的分支的长度已经被选择为是一致的。作为备选，这些分支的长度可以是不同的。在另一备选形式中，同一复合刀槽花纹可以结合不同形状的分支，诸如以延伸复合刀槽花纹的线性第一部分的线性分支与具有用于与所述线性第一部分连接并与图3的实例中所公开的刀槽花纹的分支相同(一致)的形状的分支相结合为例的不同形状的分支。所有分支形状的结合是可能的。
另外在图8的备选形式中，可以在花纹块的边缘和复合刀槽花纹5之间添加简单刀槽花纹21。需要将所述简单刀槽花纹和所述花纹块的边缘之间的距离选择为使得其不会在机械上过度地削弱所述花纹块。
最后，在图3中，描绘了通向刀槽花纹的分支13的空腔。作为备选，这些空腔可以在不通向这些分支的情况下分别在与所述空腔相关联的刀槽花纹的分支之间延伸。进而，在空腔和分支之间存在材料部分。

Claims (7)

1.一种雪地轮胎的胎面，其包括由花纹沟(3)分开的多个花纹块(2)，所述花纹块设有从一定深度起分成若干部分的、被称为复合刀槽花纹的刀槽花纹切口(5)，当在横截面中观察时，每个复合刀槽花纹具有从所述胎面的胎面表面(7)径向延伸的线性的第一部分(9)和延伸所述第一部分并且包括至少两个分支(13)的第二部分(11)，每个所述分支(13)具有端部(15)，其特征在于，所述胎面包括空腔(17)，每个空腔在复合刀槽花纹的所述分支(13)之间延伸，每个空腔包括与所述分支(13)的端部(15)处于相同高度处的底部(19)，所述胎面的空腔(17)和花纹沟(3)被构造为使得所述胎面在磨损末期具有大于或等于35％的空隙表面比，并且两个相邻的复合刀槽花纹(5)的两个分支之间的距离(D)至少等于2mm。
2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，每个空腔(17)从其底部(19)延伸至从侧面包围所述空腔的所述复合刀槽花纹的线性的第一部分(9)，在崭新状态下所述线性的第一部分在胎面的厚度(E)的10％和60％之间的深度上延伸至所述胎面中。
3.根据权利要求1和2之一所述的胎面，其特征在于，每个复合刀槽花纹的分支(13)是线性的并且关于垂直于所述胎面的胎面表面的一个平面(Z-Z’)对称，这些分支与所述平面形成最多等于20°的角度θ。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的胎面，其特征在于，所述胎面包括以线性方式延伸至所述胎面的深度中的、被称为简单刀槽花纹的至少一个刀槽花纹(21)，所述简单刀槽花纹(21)定位于两个复合刀槽花纹(5)之间，每个所述复合刀槽花纹从侧面包围空腔(17)，并且所述简单刀槽花纹(21)延伸至所述胎面的深度中但不超过所述空腔的高度(Hc)的一半。
5.根据权利要求4所述的胎面，其特征在于，在崭新状态下所述简单刀槽花纹(21)和所述复合刀槽花纹(5)沿着各自的延伸方向在胎面表面上延伸，每个所述延伸方向具有周向分量(Cx)和/或轴向分量(Cy)，并且通过计算所述简单刀槽花纹的轴向分量(Cy)和所述复合刀槽花纹的轴向分量(Cy)之和与接触区块(23)的表面积之比所得到的数值大于110μm/mm2。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的胎面，其特征在于，所述花纹块(2)在所述胎面上形成总体V形的胎面花纹。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的胎面，其特征在于，所述胎面包括突起(25)，每个突起从空腔(17)的所述底部(19)伸出，所述突起的高度(Hp)对应于所述空腔的高度(Hc)的至少六分之一。
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