CN105960339B - 重型货车轮胎的胎面 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重型货车轮胎的胎面(1)，所述胎面(1)具有总宽度W和磨损材料厚度PMU，其中所述胎面在赤道中平面的两侧具有至少四个周向花纹沟(2、2')，其中所述花纹沟(2、2')将所述胎面分成中间区域、居间区域以及边缘区域，所述中间区域被限定为位于在中间区域两侧的两个在轴向上最接近的周向花纹沟之间的区域，所述居间区域轴向地在所述中央区域的两侧设置，所述边缘区域轴向地限定所述胎面，其中所述中间区域具有在总宽度W的30％和60％之间的轴向宽度Lm，其中崭新胎面的总空隙比小于17％，中间区域的空隙比小于该值的一半。中间区域包括多个横向或者倾斜的刀槽花纹(6)，所述多个横向或者倾斜的刀槽花纹(6)通向所述周向花纹沟并具有大于或等于所述周向花纹沟的深度的75％的深度，其中沿着所述轮胎的整圈，所述中间区域中的切口(6)的数量大于可能存在于各个其他居间区域或者边缘区域上的切口的数量。

Description

重型货车轮胎的胎面

技术领域

本发明涉及一种重型车辆轮胎的胎面，并且更特别地涉及这种预定用于安装在驱动轴上的轮胎的胎面的胎面花纹。

背景技术

为了确保当在覆盖有积水的道路上行驶时呈现令人满意的抓地性和良好的排水，必要的是，在胎面上形成包括多个花纹沟和多个刀槽花纹的多少有些复杂的切口系统。这些切口在被称作胎面表面的表面上以及所述胎面的厚度中形成胎面花纹设计，所述胎面表面预定用于接触道路。

专利文件FR 1452048特别地公开了如何形成宽切口(花纹沟)和窄切口(刀槽花纹)。所述窄切口(刀槽花纹)具有适合于使其能够随着进入接触区块而关闭的宽度，轮胎在所述接触区块中接触道路。因此，能够从存在边角中获益而同时维持足够的刚性。因此，本领域的技术人员必须将必要的排水体积和有效边角长度相结合，所述必要的排水体积由特别是通过花纹沟所形成的空隙体积组成，所述有效边角包括花纹沟的边角和刀槽花纹的边角。

公开文件WO-2010072523-A1也公开了如何形成崭新时的减小的空隙体积，该空隙体积包括预定用于一旦达到部分磨损状态则形成新的花纹沟的部分，这些空隙体积被多个横向刀槽花纹连接至新形成的花纹沟。

文件WO-A-2013/014253公开了一种非公路型(越野)轮胎的胎面，该胎面包括限定多个材料花纹块的周向花纹沟和横向花纹沟。

因此，出现了以下需要，即进一步改善崭新时的总空隙体积和接触区块中的有效边角长度之间的平衡并且在不同的磨损水平下将其实现。

定义：

在本文件中径向方向是指与轮胎的旋转轴线垂直的方向(该方向对应于胎面厚度方向)。

横向方向或者轴向方向是指与轮胎的旋转轴线平行的方向。

周向方向是指与以旋转轴线为中心的任意圆相切的方向。该方向既垂直于轴向方向又垂直于径向方向。

赤道中平面是与旋转轴线垂直并且穿过轮胎的在径向上距离所述轴线最远的那些点的平面。在胎面的情况下，该平面将胎面在其宽度方向上分成具有相等宽度的两个半部。

花纹条是在胎面上形成的隆起元件，该元件沿着周向方向延伸并且构成轮胎的整圈。花纹条包括接触面和两个侧壁，所述接触面预定用于在行驶期间接触道路。

切口一般表示花纹沟或者刀槽花纹并对应于由彼此面对且以非零距离(被称作“切口的宽度”)彼此远离的材料壁所限定的空间。将花纹沟与刀槽花纹相区分的恰恰是该距离：在刀槽花纹的情况下，该距离适合于允许限定所述刀槽花纹的相对的壁至少随着所述刀槽花纹进入轮胎于其中接触道路的接触区块而至少部分地接触。在花纹沟的情况下，该花纹沟的壁在正常行驶条件下不能彼此接触。

胎面具有在行驶期间可以被磨损掉的材料的最大可磨损厚度PMU；一旦达到该厚度则所述轮胎可被重新开槽以便获得新的花纹沟或者以另一新的轮胎替换所述轮胎。

胎面花纹的表面空隙体积等于由花纹沟形成的空隙的表面面积和总表面面积(隆起元件的接触面积和空隙的表面面积)之间的比值。低空隙比表示隆起元件的大的接触面积和这些元件之间的空隙的小的表面面积。

胎面的胎面花纹的崭新时的体积空隙比等于在胎面中形成的空隙体积(特别是由花纹沟、空腔形成的空隙)与所述胎面的总体积(包括可磨损材料的体积和空隙的体积)的比值。低体积空隙比表示相对于可磨损胎面材料的体积来说低的空隙体积。

随着胎面逐渐磨损，能够确定剩余的空隙体积和体积空隙比。

轮胎的正常行驶条件或者工作条件是由ETRTO标准或者取决于所涉国的任何同等标准所特别地定义的那些条件：这些工作条件规定了与轮胎的由其负载指数和速度指数所指示的负载承载能力相对应的参考充气压力。这些工作条件也可被称为“名义条件”或者“使用条件”。

接触区块是轮胎在可以是名义条件或任何其他设定条件的条件下稳定(静止)时确定的；从该区块，易于计算所述区块沿着周向方向的长度的平均值。

发明内容

本发明意在提出一种重型车辆轮胎的胎面，该胎面具有胎面花纹设计，所述胎面花纹设计允许改善磨损性能以及减小滚动阻力而同时无论该胎面磨损程度如何都维持合适的抓地水平。本发明更特别地可应用于非常宽的胎面，即，具有至少360mm的宽度的胎面。

为此，本发明的一个主题是一种重型车辆轮胎的胎面，该胎面具有总宽度W和材料的可磨损厚度PMU，该胎面设有至少四个总体周向定向的花纹沟，这些花纹沟将所述胎面分成中间区域、轴向地在所述中间区域的两侧(每一侧)的居间区域以及在轴向上限定所述胎面的边缘区域。所述中间区域被限定为所述胎面的位于在轴向上最接近赤道中平面的两个周向花纹沟之间的区域。该中间区域具有至少等于所述胎面的总宽度W的30％并且最多等于所述胎面的总宽度W的60％的轴向宽度。总空隙体积是在崭新时测得的，所述总空隙体积包括全部空隙体积(花纹沟、隐藏在所述胎面中的空隙)。同样，对于上文中所限定的各个区域来说，总空隙体积在崭新时测得。这些空隙体积随着磨损而减小。

所述胎面的崭新时的总体积空隙比小于17％，并且所述中间区域的崭新时的体积空隙比小于所述胎面的崭新时的总体积空隙比的一半。所述胎面的崭新时的总体积空隙比是作为总空隙体积和所述胎面的总体积之间的比值来计算出的，所述胎面的总体积包括材料体积和全部空隙的体积，该总胎面体积是在崭新时的胎面表面和在所述胎面中延伸的、平行于崭新时的胎面表面的内表面之间求得的，该内表面径向地在内侧与最深的周向花纹沟的朝向胎面内侧最远的那些点相接触。

该胎面如下，即所述中间区域包括通向限定该中间区域的周向花纹沟的多个横向或者倾斜的刀槽花纹，这些刀槽花纹具有至少等于所述周向花纹沟的深度的75％的深度，在轮胎的一个整圈上，所述中间区域中的横向或者倾斜的刀槽花纹的数量大于可能潜在地存在于各个其他居间区域或边缘区域上的横向或者倾斜的刀槽花纹的数量。

所述中间区域的轴向宽度被定义为将最接近赤道中平面的周向花纹沟的轴向最内侧的壁分开的平均轴向距离。因此，该中间区域不具有通向崭新时的胎面表面的周向花纹沟。

各个居间区域在所述中间区域的轴向界限和在轴向上限定该居间区域的其他周向花纹沟的轴向最内侧的壁之间延伸。该居间区域的轴向宽度等于上述这两个壁之间的平均轴向距离。所述居间区域的空隙体积包括轴向地在该居间区域的内侧的花纹沟的体积。

根据中间区域、居间区域以及边缘区域的这些分界(界线)，可以按照先前获得所述胎面的空隙比的相同方式计算出各个区域的崭新时的体积空隙比以及对于各个部分磨损程度的体积空隙比。

倾斜定向在此是指中间部分的各个刀槽花纹与周向方向形成至少等于45度的角度。横向定向是指刀槽花纹与周向方向形成等于或者接近于90度的角度。

在一个有利的备选形式中，该胎面如下，即各个居间区域还包括通向周向花纹沟的横向或者倾斜的刀槽花纹，这些刀槽花纹具有至少等于所述周向花纹沟的深度的75％的深度，这些横向的刀槽花纹以平均间距Pi设置，所述中间区域的刀槽花纹的平均间距Pm小于平均间距Pi。

在本发明的备选形式中，所述边缘区域完全不具有横向或者倾斜的刀槽花纹。

在本发明的备选形式中，所述边缘区域以平均间距Ps设有横向定向或者倾斜定向的刀槽花纹，该平均间距Ps大于所述中间区域中的刀槽花纹的平均间距Pm。

优选地，各个居间区域中的刀槽花纹的平均间距Pi至少为所述中间区域中的刀槽花纹的平均间距Pm的1.2倍以上。

在本发明的备选形式中，所限定的胎面在其中间区域中还包括至少两个周向刀槽花纹，这些周向刀槽花纹通过形成通道的变宽部分延伸至胎面中，这些通道预定用于在胎面已经被部分磨损之后形成新的花纹沟。

有利地，这些通道中的至少一个当部分磨损程度达到材料的可磨损厚度PMU的最多60％时在所述胎面表面处出现。

在一有利的备选形式中，所述胎面的崭新时的体积空隙比小于13％，并且所述中间区域的崭新时的体积空隙比最多等于6％，并且更加优选地最多等于5％。

本发明还涉及一种设有如先前所限定的胎面的轮胎，该轮胎更特别地但不唯一地预定用于装配至重型车辆的驱动轴。

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是根据本发明的第一备选形式的胎面的胎面花纹设计的平面图；

图2是在垂直于图1的平面上的横截面图，并且所述平面的(位置)线由线II-II来体现；

图3是根据本发明的第二备选形式的胎面的胎面花纹设计的平面图；

图4是在垂直于图3的平面上的横截面图，并且所述平面的(位置)线由线IV-IV来体现。

具体实施方式

为了使附图更易于理解，使用相同的附图标记来描述本发明的备选形式，其中这些附图标记指代具有相同性质的元件，不论该相同性质是结构性质或者事实上功能性质。

图1是预定用于装配至重型车辆轮胎的胎面的胎面花纹设计的平面图。

该尺寸445/50R 22.5的轮胎预定用于装配至重型车辆的驱动轴。该轮胎包括胎面1，在图1中部分地示出了所述胎面1的崭新时的胎面表面10。该胎面1具有沿着轴向方向测得的、在此等于379mm的宽度W。

该胎面1设有包括四个花纹沟2、2'的非方向性的胎面花纹设计，所述四个花纹沟2、2'总体周向定向并具有略微锯齿形的几何结构；这些周向花纹沟2、2'通向崭新时的胎面表面10并且在赤道中平面的两侧(每一侧)形成，所述赤道中平面在该图1中由其线XX’所指示。在轴向上彼此最接近的两个周向花纹沟2在它们之间限定中间区域M，所述中间区域M的宽度Lm在此等于145mm(即，总宽度W的大约38％)。

轴向地在中间区域M的外侧以及两侧(每一侧)形成居间区域I并且最后形成边缘区域S，所述居间区域I的平均宽度Li等于52mm(即，总宽度W的14％)，所述边缘区域S的平均宽度Ls等于65mm(即，总宽度W的17％)。

中间区域M还包括通向崭新时的胎面表面10的、周向定向的两个刀槽花纹41、42，这些刀槽花纹41、42中的每一个分别通过通道51、52延伸至胎面的厚度中，这些通道预定用于在达到70％(该百分率相对于材料的可磨损厚度PMU计算出)的磨损之后形成新的花纹沟。

在这种情况下，崭新时的总体积空隙比等于9％，而中间区域M的体积空隙比等于3％。对于居间区域I来说，崭新时的体积空隙比等于18％，并且边缘区域S的崭新时的体积空隙比等于12％。所述总体积空隙比是在胎面崭新时通过求周向花纹沟的体积与横向花纹沟的体积以及通道的体积之和来计算出的。中间区域和其他区域的崭新时的体积空隙比如本说明书中前文所指示地计算出。

中间区域M设有在限定中间区域的两个周向花纹沟2之间延伸的多个倾斜的刀槽花纹6。这些横向定向的刀槽花纹6以等于33mm的平均间距Pm设置。这些刀槽花纹6通向上述周向花纹沟2并且通向中间区域的周向刀槽花纹41、42。此外，这些刀槽花纹6通向在胎面的厚度中形成的通道51、52。

居间区域和边缘区域完全不具有横向或者倾斜的刀槽花纹。

图2显示了图1中所示的胎面的、在其(位置)线在该图1中对应于线II-II的平面上的横截面。

在该图2中，可以看到，通道51、52预定用于在已经磨损掉可磨损厚度PMU的70％之后形成新的花纹沟。这些通道最大程度地延伸至厚度中直至与周向花纹沟2、2'相同的水平，以便产生新的花纹沟直到胎面被完全磨损掉。

在轮胎已经被部分磨损从而导致通向新的胎面表面的这些新的花纹沟出现之后，体积空隙比的分布已经改变并且分别变为：

–对于中间部分来说变为4％

–对于各个居间区域来说变为10％

–对于各个边缘区域来说变为7％。

图3是重型车辆轮胎的胎面的胎面花纹设计的平面图。

该尺寸445/50R 22.5的轮胎预定用于装配至重型车辆的驱动轴。该轮胎包括胎面1，在图3中部分地示出了所述胎面1的崭新时的胎面表面10。该胎面1具有沿着轴向方向测得的、在此等于395mm的宽度W。

该胎面1设有包括四个花纹沟2、2'的非方向性的胎面花纹设计，所述四个花纹沟2、2'总体周向定向，轴向最外侧花纹沟2'具有锯齿形的几何结构。这些周向花纹沟2、2'通向崭新时的胎面表面10并且在赤道中平面的两侧(每一侧)形成，所述赤道中平面在该图3中由其线XX’所指示。在轴向上彼此最接近的两个周向花纹沟2在它们之间限定中间区域M，所述中间区域M的宽度Lm在此等于158mm(即，总宽度W的40％)。

轴向地在中间区域M的外侧以及两侧(每一侧)形成居间区域I并且最后形成边缘区域S，所述居间区域I的平均宽度Li等于54mm(即，总宽度W的13.7％)，所述边缘区域S的平均宽度Ls等于64.5mm(即，总宽度W的16.3％)。

中间区域M还包括通向崭新时的胎面表面10的、周向定向的三个直线型刀槽花纹41、42、43，这些刀槽花纹41、42、43中的每一个分别通过通道51、52、53延伸至胎面的厚度中，这些通道预定用于在达到55％(该百分率相对于材料的可磨损厚度PMU计算出)的磨损之后形成新的花纹沟。

在这种情况下，崭新时的总体积空隙比等于12.3％，而中间区域M的体积空隙比等于4.8％。对于居间区域I来说，崭新时的体积空隙比等于17.6％，并且边缘区域S的崭新时的体积空隙比等于16.2％。所述总体积空隙比是在胎面崭新时通过求周向花纹沟的体积与横向花纹沟的体积以及通道的体积之和来计算出的。中间区域和其他区域的崭新时的体积空隙比如本说明书中前文所指示地计算出。

中间区域M设有在限定中间区域的两个周向花纹沟2之间延伸的多个倾斜的刀槽花纹6。这些倾斜的刀槽花纹6以在所有行中相同且等于27mm的平均间距Pm设置。这些刀槽花纹6通向上述周向花纹沟2并且通向中间区域的周向刀槽花纹41、42、43。此外，这些倾斜的刀槽花纹6向下延伸至胎面的厚度中直至与周向花纹沟相等的深度并且通向在胎面的厚度中形成的通道51、52。

各个居间区域I设有多个横向定向的刀槽花纹7。这些倾斜的刀槽花纹7以平均间距Pi设置，所述平均间距Pi大于中间区域的刀槽花纹的平均间距Pm；在这种情况下，平均间距Pi等于33mm(Pi/Pm的比值等于1.22)。

各个边缘区域S包括多个具有浅的深度的花纹沟3；这些倾斜定向的花纹沟3在这种情况下预定用于当部分胎面磨损等于6％(相对于材料的总可磨损厚度PMU计算出的比值)时消失。这些花纹沟3在周向上以与居间区域的刀槽花纹7的平均间距Pi相同的间距设置。

图4显示了图3中所示的胎面的、在其(位置)线在该图3中对应于线IV-IV的平面上的横截面图。

在该图4中，可以看到，通道51、52、53预定用于在磨损基本上达到厚度PMU的50％之后形成新的花纹沟。这些通道向下延伸至胎面的深度中直至与通向崭新时的胎面表面的花纹沟2、2'相等的水平。

在导致通向新的胎面表面的这些新的花纹沟出现的部分磨损之后，体积空隙比的分布已经改变并且分别变为：

–对于中间部分来说变为8.4％

–对于各个居间区域来说变为13.6％

–对于各个边缘区域来说变为11.1％。

由于根据本发明的、特别是参考这两个备选形式来描述的设置，已经能够显著地提高磨损和滚动阻力方面的性能而同时无论胎面磨损程度如何都维持合适的抓地水平。

已经借助于这两个实施例来描述的本发明当然不限于这些实施例，并且在不脱离由权利要求限定的范围的情况下可以对其进行各种修改。

Claims (9)

1.重型车辆轮胎的胎面(1)，该胎面具有总轴向宽度W和材料的可磨损厚度PMU，该胎面在将所述胎面在轴向上分成两个具有相等宽度的部分的赤道中平面的两侧一共设有至少四个总体周向定向的花纹沟(2、2')，这些总体周向定向的花纹沟(2、2')将所述胎面分成中间区域、轴向地在所述中间区域的两侧的居间区域以及在轴向上限定所述胎面的边缘区域，所述中间区域被限定为所述胎面的位于在赤道中平面的两侧在轴向上最近地间隔的两个周向花纹沟之间的区域，该中间区域具有至少等于所述胎面的总宽度W的30％且最多等于所述胎面的总宽度W的60％的轴向宽度Lm，所述胎面的崭新时的总体积空隙比小于17％，该空隙比是作为总空隙体积和所述胎面的总体积之间的比值来计算出的，所述胎面的总体积包括全部空隙并且在崭新时的胎面表面和平行于崭新时的胎面表面地在所述胎面中延伸的内表面之间求得，该内表面径向地在内侧与最深的周向花纹沟的朝向胎面内侧最远的那些点相接触，所述中间区域具有小于所述胎面的崭新时的总体积空隙比的一半的崭新时的体积空隙比，该胎面的特征在于，所述中间区域包括通向所述周向花纹沟的多个横向或者倾斜的刀槽花纹(6)，这些刀槽花纹(6)具有至少等于所述周向花纹沟(2、2')的深度的75％的深度，在所述轮胎的一个整圈上，所述中间区域中的横向或者倾斜的刀槽花纹(6)的数量大于可能潜在地存在于各个居间区域上的横向或者倾斜的刀槽花纹的数量，并且在所述轮胎的一个整圈上，所述中间区域中的横向或者倾斜的刀槽花纹(6)的数量大于可能潜在地存在于各个边缘区域上的横向或者倾斜的刀槽花纹的数量。

2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，各个居间区域设有多个横向或者倾斜的刀槽花纹(7)，这些刀槽花纹(7)具有至少等于所述周向花纹沟(2、2')的深度的75％的深度并具有平均间距Pi，所述中间区域的刀槽花纹(6)的平均间距Pm小于平均间距Pi。

3.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，所述边缘区域完全不具有横向或者倾斜的刀槽花纹。

4.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，所述边缘区域以平均间距Ps设有横向或者倾斜的刀槽花纹(3)，该平均间距Ps大于所述中间区域中的刀槽花纹的平均间距Pm。

5.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，各个居间区域中的刀槽花纹的平均间距Pi至少为所述中间区域中的刀槽花纹的平均间距Pm的1.2倍以上。

6.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，所述中间区域还包括至少两个周向刀槽花纹，这些周向刀槽花纹通过形成通道的变宽部分延伸至所述胎面中，这些通道预定用于在所述胎面已经被部分磨损之后形成新的花纹沟。

7.根据权利要求6所述的胎面，其特征在于，所述通道中的至少一个当部分磨损程度达到材料的可磨损厚度PMU的最多60％时在所述胎面表面处出现。

8.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，所述胎面的崭新时的体积空隙比小于13％，并且所述中间区域的崭新时的体积空隙比最多等于6％。

9.包括根据权利要求1至8中的任一项所述的胎面的轮胎，其特征在于，该轮胎预定用于装配至重型车辆的驱动轴。