CN104837655A - 包括具有覆盖层的胎面花纹元件的胎面 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雪地轮胎的由橡胶材料制成的胎面，其包括设计用于在轮胎滚动期间接触路面的胎面表面；所述胎面(1)设有由彼此相对地定位并且形成胎面的隆起元件(7)的侧壁的壁(5)限定的多个切口(3)；每个所述侧壁与胎面表面相交以形成边缘(9)；隆起元件的至少一个侧壁(5)部分地或者完全地由覆盖层(11)形成，所述覆盖层(11)从与所述侧壁相关的边缘(9)延伸；所述层(11)的材料具有比制成胎面的橡胶材料的弹性模量大的弹性模量；隆起元件(7)在其侧壁中包括凹部(12)，所述凹部由覆盖层(11)限定；隆起元件(7)还具有宽度W，并且凹部的深度P大于或等于所述元件(7)的宽度W的10％并且小于或等于所述宽度W的40％；最后，凹部(12)的体积小于隆起元件(7)的体积的10％。

Description

包括具有覆盖层的胎面花纹元件的胎面

技术领域

本发明涉及一种预定用于冬季行驶的轮胎的胎面。

背景技术

用于冬季行驶的轮胎(称为雪地轮胎)需要在积雪路面和结冰路面上都具有足够的抓地性能。然而，在这些不同类型的地面上，为获得良好的抓地性能，胎面的作业方式不同并且甚至可能彼此相反。在积雪路面上，将试图通过在胎面的特定区域中产生升高的压力来“抓住”积雪。在结冰路面上，目标是获得与路面的最高以及最均匀的合适(可行)的接触压力。

文件US 5 840 137公开了一种包括由壁限定的多个花纹沟的胎面。这些壁由覆盖层形成，所述覆盖层包含与制成胎面的橡胶材料不同的材料。具体地，此处，所述层的材料具有低于橡胶材料的平均玻璃转化温度(Tg)，从而使得其更加刚硬。由于所述刚度，所述胎面能够更容易在积雪路面上抓住积雪并且因此非常显著地提高了在所述积雪路面上的抓地性能。然而，发明人注意到，文件US 5 840 137的胎面未能以相同的程度提高在结冰路面上的抓地性能的水平。因此，所述胎面在一方面其在积雪路面上的性能和另一方面其在结冰路面上的性能之间展现出明显的失衡。

因此，需要提出一种轮胎胎面，其在积雪路面上的抓地性能和结冰路面上的抓地性能之间提供更好的折中，而同时在所述积雪路面上维持非常高水平的抓地性能。

定义

“轮胎”是指各种弹性轮胎覆盖物，不管其是否承受内部压力。

“雪地轮胎”或者“冬季轮胎”是指通过在轮胎的至少一个侧壁上标记的铭文M+S或M.S.或者甚至M&S来识别的轮胎。

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材料，所述两个主表面之一预定用于当轮胎行驶时接触路面。

胎面的“胎面表面”是指由当轮胎行驶时接触路面的轮胎的胎面的那些点形成的表面。

“切口”是指花纹沟或者刀槽花纹。具体地，切口对应于由相互面对并且以非零距离相互远离的材料壁限定的空间。所述距离的大小使得刀槽花纹与花纹沟相区别；在刀槽花纹的情况中，所述距离适于允许当所述区域通过轮胎在其中接触路面的接触区块时所述相对的壁接触。在刀槽花纹的情况中，所述距离在此最多等于两毫米(mm)。在花纹沟的情况中，所述花纹沟的壁在正常运转条件下不能相互接触。

胎面中的“隆起元件”是指在所述胎面中突出的橡胶元件。

发明内容

本发明涉及一种雪地轮胎的由橡胶材料制成的胎面。所述轮胎包括预定用于当轮胎行驶时接触路面的胎面表面。所述胎面设有由相互面对地定位并且形成胎面的隆起元件的侧壁的壁限定的多个切口。每个所述侧壁通向胎面表面以形成边角。隆起元件的至少一个侧壁部分地或者完全地由覆盖层形成，所述覆盖层从与所述侧壁相关的边角延伸。所述材料具有比制成胎面的橡胶材料的弹性模量高的弹性模量。隆起元件在其侧壁中包括凹部，所述凹部由覆盖层限定。对于具有宽度W的隆起元件，所述凹部的深度P至少等于元件的宽度W的10％并且小于或等于所述宽度W的40％。所述凹部的体积小于隆起元件的体积的10％。

在模制(模具)元件与路面接触的第一时刻，模制元件压缩并且这将部分地或者完全(彻底)地闭合凹部。所述凹部使其能够在不过度地损害积雪路面上的抓地性能的情况下提高结冰路面上的抓地性能，位于模制元件的边角附近的覆盖层还允许有效地“抓住”积雪。

还将注意到，与模制元件相比凹部具有限定的尺寸，从而使得其能够避免所述模制元件的任何削弱。

在一个优选实施例中，覆盖层不超过凹部地延伸。

因此，因为侧壁的上部未覆盖有覆盖层，所以侧壁的上部将可更加显著地弯曲。在凹部中的覆盖材料的存在也改善了所述弯曲。因此，模制元件中的压力分布将更加均匀并且提高了在结冰路面上的抓地性能。

在另一优选实施例中，当在横截面中观察时，凹部具有在隆起元件中沿远离边角的方向指向的三角形形状。

凹部由伸出的模具元件形成。通过提出具有沿远离边角的方向指向的三角形形状的凹部，从模制所述凹部的模具元件的释放(脱模)变得更加容易。

在实施例的备选形式中，凹部通向胎面的胎面表面，限定所述凹部的覆盖层与所述胎面表面形成小于90°的角度。

通过在侧壁的边角处设置所述角度，提高了胎面“抓住”积雪的能力。

在实施例的备选形式中，隆起元件包括分别通向所述元件的两个相反的侧壁的两个凹部。

由于凹部存在于隆起元件的两个相反的侧壁中，在车辆的加速和制动下轮胎的抓地性能均被提高。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从参考附图的以非限制性实例给出的以下说明中显现出来，其中：

-图1描绘了根据本发明的胎面的一部分的示意图；

-图2(沿横截面观察)描绘了在静止状态下的、根据本发明的第一实施例的图1的胎面的隆起元件；

-图3描绘了与结冰路面接触的图2的隆起元件；

-图4描绘了根据第二实施例的隆起元件；

-图5描绘了与结冰路面接触的图4的隆起元件；

-图6描绘了根据第三实施例的隆起元件；

-图7描绘了根据第四实施例的隆起元件；

-图8描绘了根据第五实施例的隆起元件。

在以下说明中，将通过相同的附图标记表示基本上相同或相似的元件。

具体实施方式

图1描绘了雪地轮胎的胎面1的一部分。所述胎面包括被排布以形成所述胎面的胎面花纹的多个隆起的橡胶花纹块2。橡胶花纹块2由花纹沟4限定，所述花纹沟4可沿着平行于轮胎的旋转轴线的轴向方向Y、垂直于轴向方向Y的周向方向X或者具有非零的周向分量和非零的轴向分量的倾斜方向延伸。在所述情况中，每个橡胶花纹块2被分成由刀槽花纹3分开的多个橡胶条带7。

图2是根据本发明的第一实施例、在图1中可见的胎面的A-A横截面中的条带7的视图。此处，条带7包括由覆盖层11形成的侧壁5。此处，所述层11从边角9延伸至限定条带7的刀槽花纹3的底部。条带7还包括由覆盖层11限定的凹部12。所述凹部12以小于条带7的高度H的2/3的距离D相对于边角9设置。作为备选，凹部12以小于所述高度H的一半的距离D相对于边角9设置。另外，将注意到，所述凹部的深度P至少等于条带7的宽度W的10％并且小于或等于所述宽度W的40％。所述凹部的体积本身小于条带7的体积的10％。

此处，所述覆盖层21具有比制成胎面1的橡胶材料的弹性模量高的弹性模量。例如，所述材料是当经受在-10℃的温度、10Hz的频率下的0.7MPa的最大交变应力时其动态剪切模量G^*高于200MPa并且优选高于300MPa的弹性体材料。在该文件中，术语“弹性模量G′”和“粘性模量G″”表示本领域技术人员公知的动态性能。这些性能通过麦特韦伯VA4000型动态剪切流变仪(Metravib VA4000 viscoanalyzer)在由未硫化混合物模制的试样上测得。使用诸如在标准ASTM D 5992-96(1996年首次批准、2006年9月公布的版本)中、在图X2.1(圆形实施例)中描述的试样。试样的直径为10mm(并且因此其具有78.5mm²的圆形横截面)，橡胶混合物的各部分的厚度为2mm，其赋予数值为5的“直径-厚度”比(与在ASTM标准的X2.4款中提及、推荐d/L的值为2的标准ISO 2856相反)。记录经受10Hz频率的单纯正弦交变应力的硫化橡胶混合(复合)物的试样的响应。试样在10Hz的正弦切变下以关于其平衡位置对称地施加的施加负载(0.7MPa)加载。在从低于材料的玻璃转化温度(Tg)的温度Tmin开始直至可与材料的橡胶稳定状态对应的温度Tmax、每分钟1.5℃的升温梯度期间进行所述测量。在开始扫描之前，在温度Tmin下使试样稳定20分钟，以获得整个试样内的均匀温度。所采用的结果是选定温度(在所述情况中为0℃、5℃和20℃)下的动态剪切弹性模量(G′)和粘性剪切模量(G″)。“复合模量”G^*被定义为弹性模量G′和粘性模量G″的复合总和的绝对值，其值为： $G^{*}=\sqrt{(G^{\′2}+G^{\′\′2})}.$

在实施例的一个备选形式中，覆盖层的弹性体材料包含基于诸如硬质胶(硬化橡胶)的至少一种硫含量非常高的二烯弹性体的组分(混合物)。

在实施例的另一备选形式中，覆盖层包括例如形成毡的三维纤维集合的纤维集合。所述毡中的纤维可选自由纺织纤维、矿物纤维及其混合物构成的组。还注意到，所述毡中的纤维可选自例如来自蚕丝、棉花、竹子、纤维素、羊毛纤维及其混合物的组的天然来源的纺织纤维。

在实施例的另一备选形式中，覆盖层的弹性体材料包含基于诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的至少一种热塑性聚合物的组分(混合物)。所述聚合物可具有高于1GPa的杨氏模量。

图3描绘了当所述条带被加载并与结冰路面8接触时图2的条带7。在所述状态下，凹部12部分地或者完全地闭合。所述凹部闭合的程度取决于施加至条带7的载荷、在层11中使用的材料以及与条带7接触的积雪或结冰的路面的类型。

施加至条带7的载荷的分布也被指示。这是其中条带7沿着旋转方向R、随着车辆加速(即条带7的边角9首先接触路面8)运动通过路面的实例。由路面8施加在条带7上的压力在边角9附近处于其最大值并且所述最大压力在宽度L1上延伸。

图4是根据本发明的第二实施例的条带7的横截面视图。在所述实施例中，覆盖层11未超过凹部12地延伸，即，层11不存在于限定条带7的刀槽花纹3的底部。

图5描绘了当所述条带被加载并与结冰路面8接触时图4的条带7。接着，发明人发现，由路面8施加在条带7上的压力在边角9附近处于其最大值并且所述最大压力在大于图3的宽度L1的宽度L2上延伸。因此，提高了轮胎在结冰路面8上的抓地性能。同样地，这是其中条带7沿着旋转方向R、随着车辆加速(即条带7的边角9首先接触路面8)移动通过路面的实例。

图6描绘了本发明的第三实施例，其中凹部12具有三角形形状，其中尖端13远离边角9地指向。

图7描绘了本发明的第四实施例，其中凹部12通向胎面的胎面表面15。接着，覆盖层11与所述胎面表面形成小于90°的角度α。

图8描绘了本发明的第五实施例，其中条带7具有分别通向条带7的两个相反侧壁5的两个凹部12。

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。

Claims (5)

1.雪地轮胎的由橡胶材料制成的胎面，其包括预定用于当轮胎行驶时接触路面的胎面表面，所述胎面(1)设有由相互面对地定位并且形成所述胎面的隆起元件(2、7)的侧壁的壁(5)限定的多个切口(3、4)，每个所述侧壁与所述胎面表面相交以形成边角(9)，隆起元件的至少一个侧壁(5)部分地或者完全地由覆盖层(11)形成，所述覆盖层(11)从与所述侧壁相关的边角(9)延伸，所述层(11)的材料具有比制成所述胎面的橡胶材料的弹性模量高的弹性模量，其特征在于，所述隆起元件(2、7)在其侧壁中包括具有深度P的凹部(12)，所述凹部由所述覆盖层(11)限定，并且对于具有宽度W的所述隆起元件(2、7)，所述凹部的深度P至少等于所述元件(2、7)的宽度W的10％并且小于或等于所述宽度W的40％，并且所述凹部(12)的体积小于所述隆起元件(2、7)的体积的10％。

2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述覆盖层(11)不超过所述凹部(12)地延伸。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的胎面，其特征在于，当在横截面中观察时，所述凹部具有在所述隆起元件中沿远离所述边角(9)的方向指向的三角形形式。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的胎面，其特征在于，所述凹部(12)通向所述胎面的胎面表面，限定所述凹部的所述覆盖层(11)与所述胎面表面形成小于90°的角度(α)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的胎面，其特征在于，所述隆起元件包括分别通向所述元件的两个相反侧壁(5)的两个凹部(12)。