CN105829136A - 演变的轮胎胎面 - Google Patents

Abstract

具有对应于在行驶期间可被磨损掉的材料厚度的总厚度PMU的重型货车轮胎胎面(1)，该胎面具有胎面表面(10)并且包括至少一个在初始状态下通向崭新状态下的胎面表面(10)的切口(2)，该切口(2)包括：·?外部部分，所述外部部分形成花纹沟(21)，所述花纹沟(21)具有最多等于厚度PMU的90％的平均深度Pe和在崭新状态下的胎面表面上测得的最小宽度Lm；·?内部部分，所述内部部分形成所述切口(2)的端部并且呈具有平均高度Hc的管道(22)的形式，所述管道(22)包括至少一个具有最大宽度Le的窄部分(222)和至少一个具有最大宽度LE的加宽部分(221)，所述管道(22)的每个加宽部分(221)经由所述花纹沟(21)的变宽部(211)来延伸至所述切口(2)的外部部分的花纹沟(21)中，该变宽部(211)具有在崭新状态下的胎面表面上测得的、至少等于所述管道的加宽部分(221)的最大宽度LE的最大宽度LM。

Description

演变的轮胎胎面

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走在雨天时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排除每个轮胎的胎面和道路之间的水，以便确保胎面与道路接触。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空隙，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)是指在到达法定胎面磨损极限之前、在行驶期间可以被磨损掉的胎面厚度，所述法定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(在径向上)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其减少了胎面材料的量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由所述胎面承受的载荷，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，当然，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(对应于处于崭新状态下的胎面)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。该类实施例表现很好，但是需要合适的模制工艺。

发明内容

本发明试图在不需要改变模制工艺的情况下提出一种新的切口几何结构，该切口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，所述胎面具有对应于在行驶期间将被磨损掉的材料厚度的总厚度PMU。该厚度PMU通常通过存在于切口底部的胎面磨损指示物来识别。该胎面具有胎面表面，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。该胎面表面从崭新的胎面表面开始随着磨损而演变。

该胎面包括至少一个在初始状态(当所述胎面崭新且未磨损时)下通向崭新时的胎面表面的切口，该切口的特征在于，所述切口包括连结在一起的若干部分，即：

-外部部分，也就是说通向崭新时的胎面表面的部分，该外部部分形成花纹沟，所述花纹沟具有最多等于厚度PMU的90％的平均深度Pe；

-该外部部分具有在崭新时的胎面表面上测得的最小宽度Lm；

-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90％时形成新的花纹沟；

-该通道形成所述切口的底部并且包括至少一个具有最大宽度Le的窄部分和至少一个具有最大宽度LE的较宽部分，所述通道的每个加宽部分(221)以所述花纹沟的变宽部的形式延伸至所述切口的外部部分的花纹沟中，该变宽部具有最大宽度LM，所述最大宽度LM至少等于所述通道的加宽部分的最大宽度LE。

优选地，形成所述切口的内部部分的通道具有最小宽度Le，所述最小宽度Le至少等于在崭新时的胎面表面上测得的所述外部部分的花纹沟的最小宽度Lm的20％。

优选地，所述通道的平均高度Hc最多等于厚度PMU的75％。

优选地，所述通道的每个加宽部分具有最大宽度LE，所述最大宽度LE至少等于同一通道的最小宽度Le的1.2倍、更加优选地至少等于最小宽度Le的1.3倍。

优选地，所述外部部分的平均深度Pe最多等于厚度PMU的50％。

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。

为了使液体沿着根据本发明的切口的内侧流动更容易，明智的是，确保所述切口的各个部分之间的连接是在几何结构上没有任何急间断性(强间断性)的情况下进行的。使用合适的转接半径是有益的。

优选地，所述花纹沟的每个变宽部的体积至少等于所述通道的每个加宽部分的体积。

为了更进一步限制设有至少一个根据本发明的切口的胎面的刚度的降低，明智的是，确保在行驶期间所述花纹沟在进入接触区块时至少部分地闭合。至少部分地闭合在此应该被理解为是指，除所述变宽部之外，所述花纹沟至少在其最里面的区域中闭合(这相当于说该花纹沟具有彼此接触的相对壁)。由于存在所述变宽部，所以仍然能够将雨天时存在于道路上的水朝向所述通道的内侧排走。

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，关于所述外部花纹沟的变宽部和所述通道的加宽部分的长度的情况可能如此。具体地，明智的是，在所述接触区块中始终存在至少一个变宽部以便令人满意地排走可能存在于道路上的任何水。

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，所述附图以非限制性实例的方式显示了本发明的主题的一个实施例。

附图说明

图1显示了在胎面中的根据本发明的切口的一部分；

图2A和图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。

具体实施方式

图1显示了在胎面中的根据本发明的切口的一部分，所述胎面预定用于装配至尺寸315/70R22.5的重型车辆轮胎。

该胎面1当崭新时(如图1中所描绘)包括胎面表面10，所述胎面表面10预定用于在行驶期间接触道路。

沿着主方向定向的切口2通向该胎面表面10。该切口2向下延伸至胎面的厚度中并延伸至大于在行驶期间将被磨损掉的材料的最大厚度PMU的深度。该最大厚度PMU在该情况下等于14.5mm。在该附图中，可以看到，花纹沟的总深度大于将被磨损掉的材料的厚度PMU，以使得良好的性能(尤其是雨天时排水方面的性能)被维持直至与所述深度相对应的磨损程度。

切口2在其外部部分(即径向地朝向外侧的部分)上包括花纹沟21，所述花纹沟21的截面沿着其主定向变化。该花纹沟21具有等于10.4mm、即等于在行驶期间将被磨损掉的材料的最大厚度PMU的72％的深度。

该花纹沟21通过通道22径向地在内侧延伸，所述通道22沿着所述切口的主方向连续并且具有等于4.1mm的高度Hc。该通道22包括多个具有等于7.1mm的宽度LE的加宽部分221和多个具有等于4.1mm的宽度Le的窄部分222，所述通道的加宽部分和窄部分以如下方式设置，即它们沿着所述切口的主方向交替。

通道22的每个加宽部分221通过变宽部211径向地朝向胎面外侧延伸，所述变宽部211构成花纹沟21的一部分。该变宽部211的在崭新时的胎面表面10上测得的最大宽度LM在此等于7.1mm。在所述花纹沟的两个变宽部211之间，存在具有平均宽度Lm的花纹沟部分212，所述平均宽度Lm在崭新时的胎面表面上等于5mm。

此外，在这些最窄的花纹沟部分212中，可以注意到，所述花纹沟的底部如下，即限定所述刀槽花纹(花纹沟)的壁按照适合于允许它们在接触区块中至少局部地压靠彼此的方式相对于彼此倾斜(所述底部通过通道22径向地朝向内侧延伸)。由于该压在一起的情形，所以能够限制设有至少一个切口的胎面的刚度损失，而同时确保将存在于道路上的液体正确地排出。

借助于该切口设计，当崭新时能够符合重型车辆轮胎的、关于在覆盖有积水的道路上驾驶所需的性能的规定。

图2A和图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。这些横截面显示了无应力配置下的切口，也就是说无载荷状态下的切口。特别地从这两个附图中将意识到，在所述相对壁之间具有短距离的情况下，随着所述花纹沟进入接触区块，所述花纹沟的外部部分可以闭合，而在加宽区域中，即使当这些加宽区域处于接触区块中时，在所述外部部分和所述内部部分之间存在开口从而形成通道。

已经关于沿着单一定向的切口来示出和描述的方案可容易地应用于在轮胎上周向地或者沿着任意倾斜方向定向的切口的情况。同样，该切口可以遵循波形或者甚至Z字形的总体方向。

本发明不限于所描述的实例，并且在不脱离其如权利要求中所限定的范围的情况下可以对其进行各种修改。

Claims (5)

1.重型车辆轮胎的胎面(1)，所述胎面(1)具有对应于在行驶期间将被磨损掉的材料厚度的总厚度PMU，该胎面具有胎面表面(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崭新时的所述胎面表面(10)的切口(2)，该切口(2)包括连结在一起的若干部分，即：

-外部部分，也就是说通向崭新时的所述胎面表面(10)的部分，该外部部分形成花纹沟(21)，所述花纹沟(21)具有最多等于厚度PMU的90％的平均深度Pe；

-该外部部分具有在崭新时的所述胎面表面上测得的最小宽度Lm；

-内部部分，所述内部部分形成所述切口(2)的底部，该内部部分具有通道(22)的形状，所述通道(22)具有平均高度Hc，该通道(22)预定用于当所述胎面被部分磨损时形成新的花纹沟；

该胎面的特征在于，形成所述切口(2)的底部的所述通道(22)包括至少一个具有最大宽度Le的窄部分(222)和至少一个具有最大宽度LE的较宽部分(221)，所述通道(22)的每个加宽部分(221)以所述花纹沟(21)的变宽部(211)的形式延伸至所述切口(2)的外部部分的花纹沟(21)中，该变宽部(211)具有在崭新时的所述胎面表面上测得的、至少等于所述通道的加宽部分(221)的最大宽度LE的最大宽度LM。

2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，形成所述切口的内部部分的所述通道具有最小宽度Le，所述最小宽度Le至少等于在崭新时的所述胎面表面上测得的所述外部部分的花纹沟的最小宽度Lm的20％。

3.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，所述通道的平均高度Hc最多等于厚度PMU的75％。

4.根据权利要求1至3之一所述的胎面，其特征在于，所述通道的每个加宽部分具有最大宽度LE，所述最大宽度LE至少等于同一通道的最小宽度Le的1.2倍、且更加优选地至少等于所述最小宽度Le的1.3倍。

5.设有根据权利要求1至4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。