CN105813857A - 轮胎的演变的胎面 - Google Patents

Abstract

具有总厚度PMU的重型货车轮胎胎面(1)，该胎面在崭新状态下具有胎面表面(10)并且包括至少一个在崭新状态下通向胎面表面(10)的切口(2)，该切口(2)如下，即所述切口(2)包括外部部分(E)，所述外部部分(E)呈沿着主方向的花纹沟(21)的形式，该花纹沟(21)具有小于厚度PMU的80％的平均深度Pe，还包括内部部分(I)，所述内部部分(I)形成所述切口的端部，该内部部分呈管道(22)的形式，所述管道(22)具有平均宽度Le和平均高度Hc，该管道预定用于在所述胎面已经经受最多等于厚度PMU的80％的部分磨损之后形成新的连续花纹沟；还包括中间部分(X)，所述中间部分(X)形成所述内部部分(I)和所述外部部分(E)之间的连接，该中间部分(X)包括在形成所述外部部分的花纹沟的主方向上交替的一系列宽部分(23)和一系列窄部分(24)，所述宽部分(23)适合于在进入接触区块时不闭合，并且所述窄部分(24)适合于在进入接触区块时闭合，从而限制与存在该切口(2)相关联的胎面刚度的降低。

Description

轮胎的演变的胎面

技术领域

本发明涉及轮胎胎面，更特别地涉及这些胎面的胎面花纹的设计并且涉及设有这种胎面的轮胎，所述胎面具有持久的排去就雨天来说存在于道路上的积水的能力，这些胎面改善了行驶性能。

背景技术

如已知，雨天驾驶情况需要尽可能快速地将水从接触区块中排除，以便确保胎面与道路接触，其中每个轮胎都在所述接触区块中接触道路。未被推到轮胎前方的水部分地沿着在轮胎胎面中形成的花纹沟和刀槽花纹流动，而不论这些花纹沟和刀槽花纹是沿着周向方向定向还是沿着横向方向定向或者甚至沿着倾斜方向定向。

切口是指通过模制在胎面中产生的任何空腔，该切口沿着主方向延伸并且延伸至胎面的深度中。

花纹沟在此是指通向预定用于接触道路的胎面表面的切口，该空隙具有如下的平均宽度，即所述平均宽度使得限定所述空隙的材料壁在轮胎的正常使用条件下从不彼此接触。

刀槽花纹在此是指具有如下的小的平均宽度的细缝，即所述平均宽度使得在正常的轮胎使用条件下，限定所述细缝的材料壁当刀槽花纹处于接触区块中时可至少部分地彼此接触，轮胎在所述接触区块中接触道路。

将被磨损掉的材料厚度(表示为PMU)是指在到达胎面磨损极限之前、在行驶期间可以被磨损掉的胎面厚度，所述胎面磨损极限显著地通过在花纹沟中形成的磨损指示物来识别。

在本说明书中，术语径向或者径向地被用于指示一个方向，所述方向当在轮胎上考虑时为垂直于轮胎的旋转轴线的方向，而当仅仅在胎面上考虑时其对应于所述胎面的厚度方向。此外，术语周向被用于指示一个方向，所述方向对应于与以轮胎的旋转轴线为中心的任意圆相切的方向。该同一方向对应于胎面的纵向方向，在制造轮胎时所述胎面在被合并之前以扁平条带的方式形成。

无论轮胎的类型如何(即不论其是将被装配至客车的轮胎还是将被装配至预定用于载运重型负载的车辆的轮胎)，所述胎面都需要具有始终保持在被称为安全性能的最低性能之上的积水排除性能。因此，在胎面逐渐磨损掉、花纹沟的横截面渐渐地减小并且因而这些花纹沟移除一定体积的液体的能力渐渐地降低的情况下，常见的是，制造通向崭新时的胎面表面且向下延伸至胎面的厚度中并至少延伸至与要求胎面被收回的法定极限相对应的水平的花纹沟。

在胎面中产生多个花纹沟的缺点是，对于给定宽度的胎面来说胎面材料的量减少了并且因此对胎面的刚度具有显著影响。因此，为了应对在行驶期间所承受的载荷，本领域技术人员需要以任何可供他们使用的方式来弥补所述刚度的降低，且尤其是通过改变轮胎的内部结构来弥补所述刚度的降低，而改变轮胎的内部结构在不影响轮胎自身的成本价格的情况下难以实现。所述刚度的降低还可能不利地影响磨损速度、该磨损的均匀性和行驶期间的一些期待方面的性能。

此外，被发现的是，存在滚动阻力的增大，滚动阻力的增大自身以装配有这种轮胎的车辆的燃料消耗显著增大的方式显露出来，所述滚动阻力的增大是与制成胎面的橡胶材料的变形周期相关联的滞后损失增大的结果。

文件WO2011-039194A1已经提出在胎面中形成具有间断地通向崭新时的胎面表面的特定特征的花纹沟。该花纹沟可以被认为是一种在胎面的厚度中呈波形、有规律地通向胎面表面的花纹沟。该类波形花纹沟可以沿着周向方向或者沿着任意其他方向形成。如本公开中所述，该类花纹沟初始(当胎面崭新时)是连续的，以使得当在覆盖有积水的道路上行驶时，水可以在花纹沟的通向胎面表面的那些部分中随着所述部分进入接触区块而被拾起，如此拾起的水被沿着处于胎面表面下方的波形花纹沟引流(排出)。如此拾起的液体进而在接触区块的外侧、在离心力的作用下被驱出。所述同一文件描述了仿效现有技术的胎面花纹设计地在至少两个该类波形花纹沟之间建立连接的可能性。

发明内容

本发明试图提出一种新的花纹沟几何结构，其极好地排出在所述接触区块中拾起的水以便与道路进行必要的接触，而同时限制胎面刚度的降低，从而显著地减小与胎面的胎面花纹元件的当其处于接触区块中时的变形相关联的滞后损失。

本发明的目的是提供一种设有切口的胎面，所述切口使得能够获得无论胎面磨损水平如何都等于或者超过排水方面的最低安全性能的性能，而同时获得滚动阻力方面的、满足重型车辆轮胎市场的当今要求的性能。

为此，本发明的一个主题是一种重型车辆轮胎的胎面，所述胎面具有总磨损厚度PMU和宽度W，所述总磨损厚度PMU对应于在行驶期间可以被磨损掉的材料厚度，该胎面当崭新时具有胎面表面，所述胎面表面预定用于当设有该胎面的轮胎行驶时接触道路。

该胎面包括至少一个在初始情况下(当胎面崭新时)通向所述胎面表面的切口，该切口的特征在于，其包括：

-外部部分，所述外部部分呈沿着主方向的花纹沟的形式，该花纹沟通向崭新时的胎面表面并且在该崭新时的胎面表面上具有宽度Le和平均深度Pe，所述宽度Le使得所述花纹沟不会在所述接触区块中闭合，所述平均深度Pe小于磨损厚度PMU的70％、更优选地小于该厚度PMU的50％；

-内部部分，所述内部部分形成所述切口的底部，该内部部分具有通道的形状，所述通道具有平均宽度Lc和平均高度Hc，该通道预定用于当所述胎面的部分磨损到达磨损厚度PMU的最多80％时形成新的连续花纹沟；

-中间部分，所述中间部分形成所述内部部分和所述外部部分之间的连接，该中间部分包括在形成所述外部部分的花纹沟的主方向上交替的一系列宽部分和一系列窄部分，所述宽部分如下，即所述宽部分在进入所述接触区块时不会闭合，并且所述窄部分如下，即所述窄部分在进入所述接触区块时闭合，从而限制因存在该切口而导致的胎面刚度的降低。

优选地，一旦部分磨损到达厚度PMU的至少50％，所述内部部分的通道就可以显露；

优选地，所述通道的平均宽度Lc至少等于所述外部部分的花纹沟的表面区域的宽度的20％，且更加优选地至少等于所述外部部分的花纹沟的表面宽度的75％。优选地，管道(通道)的平均高度Hc最多为厚度PMU的50％，且更加优选地最多为厚度PMU的20％。

优选地，所述中间部分具有至少等于厚度PMU的10％、且更加优选地至少等于厚度PMU的25％的高度Hi。

借助于该胎面结构，获得了适合于实现崭新时令人满意的排水、并且还与磨损水平无关而同时限制崭新时胎面刚度的降低的空隙体积。

为了增大根据本发明的胎面的刚度，有利的是，使所述中间部分的窄部分设有机械性地阻挡限定所述窄部分的相对壁的相对运动的构件(将所述中间部分的窄部分以机械性地阻挡限定所述窄部分的相对壁的相对运动的方式来设置)。所述构件可以采取具有波形起伏的相对壁的形式或者备选地采取在所述壁上模制且适合于彼此协作的浮凸的形式。上述的这些壁可以具有适合于抵抗一个壁相对于另一个壁的滑动的表面粗糙度。

在本发明的一个备选实施例中，所述中间部分的宽部分形成将所述外部花纹沟部分连接至所述内部通道部分的倾斜通道，这些宽部分彼此不连接，即彼此分开。

在另一备选形式中，这些宽部分形成倾斜通道并且沿着同一方向定向，从而与垂直于崭新时的胎面表面的方向形成大于零度的平均角度。当然，能够改变所述倾斜部分的角度并且甚至为每一个通道设置不同的角度。

本发明还涉及一种设有根据本发明来限定的胎面的轮胎，该胎面径向地在外胎的外侧于顶上安装，所述外胎由胎体增强层和胎冠增强层组成。该轮胎的胎面根据上文所描述的实施例的备选形式之一、以及与在轮胎的正常使用条件下胎面与道路接触的区域的平均长度相联系的某些尺寸来生成，这些正常使用条件特别地在E.T.R.T.O.或者J.A.T.M.A.或者甚至T.R.A.的条款中定义。特别地，关于所述中间部分的窄部分和宽部分的长度的情况如下：具体地，明智的是，在所述接触区块中始终存在宽部分以便确保令人满意地排出道路上的任何积水。

本发明的进一步的特征和优点将从以下参考附图来给出的说明中变得显而易见，所述附图显示了本发明的主题的一个非限制性实施例。

附图说明

图1是包括根据本发明的切口的胎面的局部视图；

图2A、2B显示了在与图1的平面垂直的两个平面上的横截面，所述两个平面的各自的(剖切位置)线由线IIA-IIA和IIB-IIB指示。

图3显示了根据本发明的切口的备选形式的沿着主方向的横截面视图；

图3A、3B显示了在与图3的平面垂直的两个平面上的横截面，所述两个平面的各自的(剖切位置)线由线IIIA-IIIA和IIIB-IIIB指示；

图4是根据本发明的切口的另一备选形式的沿着主方向的横截面视图；

图5是根据本发明的切口的另一备选形式的沿着主方向的横截面视图。

为了使附图更易于理解，使用相同的附图标记来表示本发明的实施例的备选形式，其中这些附图标记指代在结构上或者功能上相同种类的元件。

具体实施方式

图1是包括根据本发明的切口2的胎面1的局部视图，该切口2沿着在附图中由方向YY'所指示的主方向延伸。该胎面1预定用于装配至尺寸315/70R22.5的轮胎。

该切口2被形成在当崭新时具有胎面表面10的胎面1中，所述胎面表面10预定用于当设有所述胎面的轮胎行驶时接触道路。该切口2在初始情况下(即，当所述胎面是崭新的并且尚未被磨损时)通向胎面表面10。所述胎面具有在行驶期间可以被磨损掉的材料厚度PMU(在该情况下等于14.5mm)，所述材料厚度PMU是超过其则需要通过翻新轮胎或更换轮胎来更新胎面的厚度。

该切口2在其深度中包括若干部分，即：

-外部部分E，所述外部部分E呈通向崭新时的胎面表面10的花纹沟21的形式，该花纹沟具有在此等于7.4mm(7.4/14.5＝51％)的平均深度Pe和在崭新时的胎面表面上等于4.3mm的宽度Le；

-内部部分I，所述内部部分I形成切口2的朝向胎面1内侧最远的部分，该内部部分I呈连续通道22的形式，所述连续通道22具有等于3.5mm的平均宽度Lc和等于3.5mm的平均高度Hc；该通道具有其直径等于3.5mm的基本上圆形的横截面。沿着所述切口的主方向连续的该通道22预定用于在所述胎面已经被部分磨损后形成新的花纹沟；

-中间部分X，所述中间部分X将切口2的内部部分I和外部部分E置于连通中，该中间部分X包括沿着所述切口的主方向交替的一系列宽部分23和一系列窄部分24，宽部分23在尺寸上适合于当所述宽部分23进入在行驶期间轮胎在其中接触道路的接触区块时不闭合，而窄部分24适合于当其进入所述接触区块时闭合，从而限制了因存在该切口2而导致的胎面1的刚度的降低。该中间部分具有等于4.6mm的高度Hi。

在所给出的实例中，窄部分是具有0.6mm的平均宽度的刀槽花纹，并且宽部分具有3.5mm的平均宽度，以使得所述宽部分按照既与外部花纹沟具有连续性又与内部通道具有连续性的方式刻出。

如同所示和所描述的、将所述外部部分与所述内部部分相结合而同时确保这两部分之间的完全(完整)连续性的切口2的空隙体积远小于具有相似尺寸的花纹沟的空隙体积。通过根据本发明的该切口，雨天存在于道路上的积水当轮胎崭新时既沿着外部部分E的花纹沟21排出又沿着通道22排出，所述通道22经由切口2的中间部分的宽部分23来与该花纹沟21连通。

当胎面磨损已经将外部部分E的花纹沟21完全磨损掉时，宽部分23通向新的胎面表面并且其与通道22的连接仍然提供充分的排水。当然，在本领域技术人员的能力范围内的是，一旦胎面磨损到达通道22则充分的排水被提供，所述通道22在新的胎面表面上形成完全通向该胎面表面的花纹沟。

借助于该胎面结构，获得了适合于无论磨损水平如何都能实现崭新时令人满意的排水而同时限制崭新时胎面刚度的降低的空隙体积。

图2A、2B显示了在与图1的平面垂直的两个平面上的横截面，所述两个平面的各自的(剖切位置)线由线IIA-IIA及IIB-IIB指示。

图3是根据本发明的切口的实施例的备选形式的沿着主方向的横截面视图。该图3显示了当胎面1崭新时通向胎面表面10的花纹沟21。该花纹沟1在所述胎面的深度中经由中间部分X来与通道22连通，所述通道22沿着所述切口的主方向连续，所述中间部分X由多个宽部分23和窄部分24形成。中间部分X的宽部分23具有全部沿着同一方向A倾斜地定向的通道的形状，所述方向A是相对于垂直于所述胎面表面的方向来考虑的。在该特定情况下，该定向为45度左右。这些通道23具有适合于将外部部分的花纹沟21置于与内部部分的通道22的连通中的尺寸。置于连通中在此是指中间部分的各个通道23的横截面适合于允许液体从所述花纹沟朝向所述通道环流(来回流动)。

图3A、3B显示了在与图3的平面垂直的两个平面上的横截面，所述两个平面的各自的(剖切位置)线由线IIIA-IIIA及IIIB-IIIB指示。

从这两个横截面可以看出，所描绘的切口的中间部分的窄部分24呈刀槽花纹的形式，所述刀槽花纹以Z字形进入深度中(在深度中呈Z字形)，以便提供机械阻挡，所述机械阻挡有助于减小因存在所述切口而导致的胎面刚度的降低。

图4显示了根据本发明的切口的另一备选形式的沿着主方向的横截面视图。该备选形式与图3中所示的备选形式的不同之处在于，宽部分23形成相对于垂直于胎面表面10的方向交替地具有不同的定向B和B'的倾斜通道；在该特定情况下，这些角度采取+45度和-45度的值。这些倾斜通道23将外部花纹沟21连接至通道22。此外，刀槽花纹24以如下方式形成，即其可以被连接至所述外部花纹沟和所述通道以及所述倾斜通道。

在该备选形式中，所述倾斜通道全部从相对于胎面表面10测得的同一深度Pe处开始延伸。

图5显示了根据本发明的切口2的另一备选形式的沿着主方向的横截面视图。根据该备选形式，切口2的中间部分的窄部分24、24'交替地具有(也就是说，两个之中的一个具有)减小的高度。如同倾斜部分23通过部分23'连结到一起，所述部分23'具有从深度Pe处测得的深度Pi。这于是产生了一种从深度Pe处起具有波形起伏的波形花纹沟。

无论所考虑的是本发明的哪种备选形式，形成窄部分的刀槽花纹的存在都使得模制和脱模更容易。

本发明不限于所描述的实例并且在不脱离如权利要求所限定的范围的情况下可以对其进行各种修改。特别地，如所描述的切口可以沿着在胎面上所采取的任意方向定向，无论所述方向是对应于行驶方向的周向方向还是横向方向或者甚至是倾斜方向。此外，应当注意到，形成倾斜通道的部分可以由平坦表面(如在所描绘的备选形式中已经示出)或者弯曲表面来限界。

Claims (8)

1.重型车辆轮胎的胎面(1)，所述胎面(1)具有总磨损厚度PMU，所述总磨损厚度PMU对应于在行驶期间可以被磨损掉的材料厚度，该胎面当崭新时具有胎面表面(10)，所述胎面表面(10)预定用于当设有该胎面的轮胎行驶时接触道路，该胎面包括至少一个在初始情况下通向所述胎面表面(10)的切口(2)，该切口(2)如下，即所述切口(2)包括：

-外部部分(E)，所述外部部分(E)呈沿着主方向的花纹沟(21)的形式，该花纹沟(21)通向崭新时的胎面表面并且在该胎面表面上具有宽度Le和平均深度Pe，所述宽度Le使得所述花纹沟(21)不会在接触区块中闭合，所述平均深度Pe小于厚度PMU的70％；

-内部部分(I)，所述内部部分(I)形成所述切口的底部，该内部部分具有通道(22)的形状，所述通道(22)具有平均宽度Lc和平均高度Hc，该通道预定用于当所述胎面的部分磨损到达厚度PMU的最多80％时形成新的连续花纹沟；

-中间部分(X)，所述中间部分(X)形成所述内部部分(I)和所述外部部分(E)之间的连接，该中间部分(X)包括在形成所述外部部分的花纹沟的主方向上交替的一系列宽部分(23)和一系列窄部分(24)，所述宽部分(23)如下，即所述宽部分(23)在进入所述接触区块时不会闭合，并且所述窄部分(24)如下，即所述窄部分(24)在进入所述接触区块时闭合，从而限制因存在该切口(2)而导致的胎面刚度的降低，

该胎面的特征在于，所述中间部分(X)的宽部分(23)形成将外部花纹沟部分连接至内部通道部分的倾斜通道，这些宽部分(23)彼此分开。

2.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，一旦部分磨损到达厚度PMU的至少50％，所述内部部分的通道就可以显露。

3.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，所述通道的平均宽度Lc至少等于所述外部部分的花纹沟的表面区域的宽度Le的20％，并更加优选地至少等于所述外部部分的花纹沟的表面宽度Le的75％，且更加优选地至少等于所述外部部分的花纹沟的表面宽度的75％。

4.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，所述内部部分(I)的通道(22)的平均高度Hc最多等于厚度PMU的50％。

5.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，所述内部部分(I)的通道(22)的平均高度Hc最多等于厚度PMU的20％。

6.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，所述中间部分(X)具有至少等于厚度PMU的10％、且更加优选地至少等于厚度PMU的25％的高度Hi。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的胎面(1)，其特征在于，所述中间部分(X)的窄部分(24)设有机械性地阻挡限定所述窄部分的相对壁的相对运动的构件。

8.设有根据权利要求1至7中的任一项所述的胎面的轮胎，该轮胎的特征在于，其预定用于装配至重型车辆。