CN107000496B - 用于减弱轮胎的道路噪音的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎胎面，其包括至少一个由两个面对的侧壁(21、22)限定的花纹沟，所述侧壁通过花纹沟的底部(20)彼此连接，所述胎面如下，即，至少一个花纹沟(2)包括多个噪音降低装置(5)，每个装置包括至少两个柔性带，即，刚性地连接至花纹沟的底部(20)并被设置成围绕第一轴线弯曲的第一柔性带(500)以及刚性地连接至限定花纹沟的侧壁并被设置成围绕第二轴线弯曲的第二柔性带(51、52)，所述胎面如下，即，所述带具有适合于彼此相互接合的几何形状，以便关闭花纹沟的横截面的至少70％，并且由花纹沟的底部支撑的第一柔性带(500)的厚度小于由侧壁支撑的每个第二柔性带(51、52)的厚度。

Description

用于减弱轮胎的道路噪音的装置

技术领域

本发明涉及轮胎胎面，并且更特别地涉及包括花纹沟的胎面，所述包括花纹沟的胎面设有用于降低由滚动期间在这些花纹沟中共振的空气产生的噪音的关闭装置。

背景技术

通常，轮胎包括预定用于在设有轮胎的车辆被驱动时接触道路的胎面。该胎面设有由隆起元件形成的胎面花纹，这些元件限定用于将雨天存在于道路上的积水排出的花纹沟。然而，花纹沟的存在、尤其是周向定向的花纹沟的存在是滚动噪音的来源。

定义：

花纹块是在胎面上形成的隆起元件，所述元件由空隙或花纹沟限定，并且包括侧壁和预定用于接触道路的接触面。该接触面具有定义为所述面的质心或重心的几何中心。

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形成所述轮胎的整圈。花纹条包括两个侧壁和一接触面，所述接触面预定用于在滚动期间接触道路。

在本文中，径向方向被理解为是指与轮胎的旋转轴线垂直的任意方向(该方向对应于胎面的厚度方向)。

横向方向或轴向方向被理解为是指与轮胎的旋转轴线平行的方向。

周向方向被理解为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。

花纹沟表示由面对的材料壁所限定的空间，这些壁通过花纹沟的底部连接在一起。在惯常的滚动条件下，限定该花纹沟的壁不能彼此接触。

胎面的胎面表面对应于预定用于在设有所述胎面的轮胎滚动期间接触地面的胎面的表面。

已知，随着胎面进入所述胎面在滚动期间于其中接触道路的接触区域，空气在每个花纹沟中循环(环流)。由于所述道路，每个花纹沟形成一种具有两个开口端的管道，所述管道的长度对应于接触区块的长度。

包含在该管道中的空气形成空气柱，所述空气柱在滚动期间振动并且其共振频率取决于将所述管道的两端分开的长度，并且因此取决于与道路接触的花纹沟的长度。

花纹沟中的空气的这种共振的结果是，在配备有这些轮胎的车辆中产生车辆内部的噪音和车辆外部的噪音。这些内部和外部的噪音通常在频率上对应于接近或等于1kHz的频率，这对应于人耳特别敏感的频率。

为了降低这种共振噪音，已知(例如参见专利文件FR 2715891)在每个周向或大体周向定向的花纹沟中设置多个噪音减弱装置，每个装置由橡胶复合物的隔膜或相对薄的柔性叶片组成，每个隔膜或柔性叶片占据花纹沟的整个横截面或至少占据该横截面的大部分，以便形成关闭装置。这些柔性叶片的安装改变了每个空气管道的长度，并且因此使得能够改变共振频率。这导致所感知的噪音的改变。每个柔性叶片的材料的弹性性质还确保了足够的回复力，以用于当液体不再在所述花纹沟中流动时使柔性叶片返回至关闭花纹沟的位置。

每个柔性叶片可以从花纹沟的底部延伸或被固定至限定所述花纹沟的壁中的至少一个壁。相对薄被理解为是指每个柔性叶片能够弯曲，以便特别是当在湿地上驱动时在液体流的作用下至少部分地打开花纹沟的横截面。当在干地上驱动时，上述叶片保持在关闭花纹沟的位置。如上所述，由现有技术中所描述的柔性叶片形成的装置由于需要能够在液体流(的作用)下弯曲而被连接至花纹沟的底部或者限定花纹沟的侧壁之一。

凭借这些柔性叶片，与接触部中的花纹沟的总体长度相比，每个周向花纹沟中的空气柱的长度被减小，并且这导致共振频率的改变。频率的变化朝向人耳较不敏感的共振频率值。

在由通过给定深度的花纹沟的底部承载的单个叶片形成的装置中，有时难以调和叶片的良好模制和良好柔性。这是因为柔性叶片的高度越大以及在模制期间材料的流入越细，则每个柔性叶片的厚度越小。这种状况导致本领域技术人员做出一定的折衷，尤其是关于柔性叶片的厚度做出一定的折衷。这导致每个柔性叶片在崭新状态下具有较大的刚性，这种刚性的增大在部分磨损状态下甚至更加显著。

文件DE 44 03 662 A1和JP 2007/210569描述了设有噪音降低装置的轮胎。

文件EP 908330-B1公开了一种噪音降低装置，所述装置由三个柔性叶片形成，所述三个柔性叶片中的两个叶片被固定至限定花纹沟的壁，并且所述三个柔性叶片中的第三个叶片被固定至该花纹沟的底部。在该设置下，固定至所述底部的叶片在崭新状态下延伸直至胎面表面，并且存在与已经描述的那些生产问题相同的生产问题。此外，另外两个叶片不够柔性。

本发明提出了该问题的解决方案。

在本文中将表述“限定花纹沟的侧壁”解释为表示面对的侧壁中的一个或另一个，这些壁通过花纹沟的底部连接在一起。花纹沟的底部的高度对应于由至少一个磨损指示器指示的法定磨损极限。

发明内容

本发明是允许降低共振噪音的花纹沟关闭装置的改进，并且旨在获得形成用于关闭花纹沟的装置的柔性叶片的容易模制和脱模以及花纹沟的完全关闭。

为此，本发明的主题是轮胎的胎面，该胎面具有预定用于与道路接触的胎面表面并且包括至少一个由两个面对的侧壁限定的、具有宽度W和深度P的花纹沟，这些侧壁通过花纹沟的底部连接在一起。至少一个花纹沟具有用于降低通过该花纹沟产生的行驶共振噪音的多个关闭装置，每个关闭装置包括至少两个柔性叶片，即，固定至所述花纹沟的底部并预定用于围绕第一轴线弯曲的第一柔性叶片以及固定至限定所述花纹沟的侧壁并预定用于围绕第二轴线弯曲的第二柔性叶片，连接至所述底部的所述第一柔性叶片具有最大高度H。该胎面配置如下，即，所述叶片具有适合于彼此配合的几何形状，以便关闭所述花纹沟的横截面的至少70％。此外，由所述花纹沟的底部承载的所述第一柔性叶片的厚度小于由侧壁承载的每个第二柔性叶片的厚度。

凭借该装置，所述第一柔性叶片可以围绕穿过该叶片的端壁与所述花纹沟的底部的接触点的第一轴线弯曲；在流动通过所述花纹沟的液体的作用下的弯曲导致所述第一柔性叶片被压靠所述花纹沟的底部。连接至限定所述花纹沟的侧壁的第二柔性叶片趋向于围绕与所述壁平行的轴线弯曲；在流动通过所述花纹沟的液体的作用下的弯曲导致所述第二柔性叶片被压靠所述侧壁。

在流动通过所述花纹沟的液体具有小的高度的情况下，仅仅固定至所述侧壁的柔性叶片经受弯曲，这从滚动期间对这些叶片的磨损的角度来看是有利的。

作为本发明的一变型，应该考虑到的事实是，可以存在若干固定至花纹沟的底部的柔性叶片，这些柔性叶片形成如上所述的第一叶片。

更优选地，在崭新状态下，固定至所述底部的每个第一柔性叶片的最大高度H最多等于所述深度的80％，并且更优选地最多等于所述深度P的50％。

有利地，第一弯曲轴线垂直于或几乎垂直于第二弯曲轴线。

每个柔性叶片包括彼此以对应于叶片厚度的距离分开的两个主面。这两个主壁通过边缘相连接，所述边缘的几何形状适合于满足关闭所述花纹沟的条件。

在一有利的变型中，所述第二柔性叶片具有内边缘，所述内边缘相对于与崭新状态下的胎面表面相切的方向形成非零的平均角度。

优选地，所述第二柔性叶片的内边缘的该平均角度至少等于20°，以便通过减小在该脱模操作期间作用于所述叶片上的力来使脱模更容易。

有利地，根据本发明的装置的柔性叶片相配合，以便在所述花纹沟的横截面的至少90％上关闭所述花纹沟的横截面。

有利地，连接至所述底部的每个第一柔性叶片的厚度最多等于0.4mm，并且更有利地最多等于0.3mm。

在本发明的一个变型中，在花纹沟中形成的噪音降低装置包括连接至所述花纹沟的底部的具有三角形几何形状的第一柔性叶片以及至少一个在侧壁上承载的其几何形状与所述第一叶片的几何形状互补的第二柔性叶片。

在另一变型中，在花纹沟中形成的噪音降低装置包括连接至所述花纹沟的底部的具有三角形几何形状的第一柔性叶片以及至少一个在侧壁上承载的其形状与所述第一叶片的形状互补的第二柔性叶片，该第一叶片自身由至少两个叶片形成。在本发明的该变型中，由所述花纹沟的底部承载的第一柔性叶片分成多个叶片使得即使在该第一叶片部分磨损之后也能够维持一定的弯曲能力。

在另一变型中，在花纹沟中形成的噪音降低装置包括连接至所述花纹沟的底部的具有三角形几何形状的第一柔性叶片以及至少一个在侧壁上承载的其形状与所述第一叶片的形状互补的第二柔性叶片，这些第一和第二柔性叶片在花纹沟的主方向上彼此偏移，以便能够在所述叶片之间产生略微的交叠并且因此获得所述花纹沟的横截面的较大程度的关闭。

花纹沟的主方向此处被理解为是指流动通过所述花纹沟的流体所采取的方向。

凭借根据本发明的装置，在崭新状态下能够关闭整个花纹沟，同时不论胎面的磨损状态如何都能够保持所述装置的每个部分的显著柔性。

根据本发明的装置的关闭程度对应于在给定磨损状态下被所述柔性叶片关闭的花纹沟的横截面的百分比。在崭新状态下等于100％的关闭程度是指在崭新状态下所述花纹沟的横截面被所述装置完全关闭。

该噪音降低装置当然可以用于任何种类的花纹沟，不论是周向定向的花纹沟还是横向或倾斜定向的花纹沟。

本发明的进一步的特征和优点将从以下参考附图给出的描述中变得显而易见，所述附图通过非限制性示例显示了本发明的主题的实施例。

附图说明

图1显示了处于崭新状态下的根据本发明的胎面的表面视图；

图2显示了处于关闭花纹沟的位置的根据本发明的装置；

图3显示了在花纹沟中的液体流的作用下处于打开位置的图2的装置；

图4显示了处于关闭花纹沟的位置的本发明的变型；

图5显示了处于关闭花纹沟的位置的本发明的变型；

图6显示了处于关闭花纹沟的位置的本发明的另一变型；

图7显示了图6中所示的变型的表面视图。

具体实施方式

对于本说明书的附图，相同的附图标记可以用于表示本发明的变型，其中这些附图标记指代在结构上或功能上相同种类的元件。

图1显示了轮胎胎面的表面的部分视图，该胎面包括三个周向定向的花纹沟2。为了降低与每个花纹沟中的空气在通过与道路的接触部时的共振相关联的噪音，在每个花纹沟中形成多个根据本发明的噪音降低装置，每个装置由若干柔性叶片形成。

在图2中，这些装置5之一显示为处于关闭状态，也就是说处于使得花纹沟2的横截面被完全关闭的位置，在该例中，花纹沟的横截面在其面积的90％上被该装置5关闭，以便减小可能在与道路接触期间开始共振的充气管道的长度，特别地以便防止空气循环(环流)。

在该图2中，可以看到在胎面1上形成的大体周向定向的花纹沟2。该花纹沟2由隆起元件的侧壁21、22限定，这些面对的侧壁通过花纹沟的底部20相连接。该花纹沟2在崭新状态下、也就是说在任何滚动之前并且因此在任何磨损之前具有总深度P。所述胎面具有预定用于在滚动期间与道路接触的胎面表面10。随着磨损，该胎面表面改变并且接近花纹沟的底部。为了保持与安全性相关的足够的排水能力，规定在花纹沟中设置不得被超过的磨损极限的指示器。该磨损极限一般由国家立法机构来设定(在图2中以虚线指示，并位于比花纹沟的深度P小的深度P’处)。

在该花纹沟2中已经形成用于降低由共振产生的噪音的多个装置5，在本发明的该第一变型中，每个装置5由第一柔性叶片500和两个第二柔性叶片51、52形成，所有这些柔性叶片由与制成胎面的材料相同种类的橡胶材料制成。第一柔性叶片500被固定至花纹沟的底部20，也就是说被固定至将侧壁21、22相连接的部分，具体地被固定至与由法规规定的磨损极限相等的高度处。该第一柔性叶片500被固定至花纹沟的底部并且具有用于形成等腰三角形几何形状的两个自由边缘501、502，这些自由边缘在顶点S处相遇，该顶点S位于与花纹沟的底部相距距离H的位置处，所述距离H基本上等于花纹沟的总深度P的15％。该第一柔性叶片500具有等于0.4mm的厚度。

每个第二柔性叶片51、52被分别固定至侧壁21、22之一，并且在花纹沟中沿着宽度方向在该宽度的大约50％上延伸。每个第二柔性叶片51、52分别具有上边缘510、520(这些边缘预定用于在滚动期间与道路磨损接触)并分别具有下边缘511、521(这些下边缘预定用于面对第一叶片500的边缘501、502，以便确保互补性并因此关闭花纹沟的横截面)。所述两个第二柔性叶片51、52被定位成彼此面对，以便与第一叶片一起确保将所述花纹沟在该花纹沟的横截面的至少70％上关闭。

在该例中，固定至花纹沟的底部20的第一叶片500预定用于围绕将该第一叶片的端壁与花纹沟的底部的相交点相连结的轴线(该轴线平行于在图2中由虚线所指示的方向)弯曲。

在该变型中，所述柔性叶片适合于在由液体流产生的力的作用下弯曲(特别是当在覆盖有水的道路上驱动时)，如图3所示，图3显示了处于打开位置的图2的装置5。箭头F指示在花纹沟内流动的液体流的方向。在该液体流的作用下，形成装置5的柔性叶片围绕与所述柔性叶片和承载所述叶片的壁之间的连接部的方向平行的轴线弯曲。

在该变型中，第二柔性叶片51、52具有等于1mm的厚度，而固定到花纹沟的底部的第一柔性叶片具有等于0.6mm的厚度。为所述第一叶片选择较小的厚度是非常有利的，因为这使得不论胎面的磨损水平如何都能够减小弯曲该叶片所需的力。

在图4中所示的变型中，根据本发明的噪音降低装置5包括第一叶片500和第二叶片50。连接至花纹沟的底部20的第一柔性叶片500具有梯形几何形状，其侧面之一在高度H上遵循限定所述花纹沟的侧壁21的轮廓，所述高度H对应于相对于所述花纹沟的底部20的最内侧点测得的该第一叶片的最大高度。此外，连接至侧壁的第二叶片50具有与第一叶片的几何形状互补的几何形状，并且在花纹沟2的整个宽度上延伸，以便几乎完全关闭所述花纹沟的横截面。

在图5中所示的另一变型中，根据本发明的装置5包括第一叶片500和两个第二叶片51、52。连接至花纹沟的底部的第一柔性叶片500由两个柔性叶片503、504组成，所述两个柔性叶片503、504沿着在花纹沟的深度方向上定向的切口彼此分开。该第一叶片500具有遵循半圆形几何形状的边缘，在该例中，该半圆的半径等于花纹沟的宽度的一半。所述装置还包括与所述第一叶片互补的两个第二叶片51、52，以便将花纹沟的横截面在该横截面的至少70％上关闭。

借助于图1至5中所示的变型描述的变型的第一和第二柔性叶片被设置在同一平面中。

在图6中所示的另一变型中，除了第一和第二柔性叶片不全部定位于同一平面中之外，根据本发明的噪音降低装置类似于图5中所示的噪音降低装置。具体地，在叶片之间产生了偏移，以便能够在叶片之间产生略微的交叠，并且因此确保花纹沟的横截面的更大程度的关闭。叶片之间的空间在满足制造约束的同时尽可能的小。

在显示了处于崭新状态下的胎面的胎面表面的图7中，在花纹沟2中可见，第一柔性叶片500和第二柔性叶片51、52被设置成在花纹沟的主方向上彼此略微偏移，以便允许在它们之间存在略微的交叠，从而增大关闭程度并因此增大所述装置的有效性。

虽然已经以一般术语并使用许多变型描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不仅仅限于所示和所述的这些变型。特别地，当崭新状态下限定花纹沟的侧壁与胎面表面形成90度以外的角度时，对本领域技术人员而言容易(想到)的是，改变每个叶片的几何形状，以允许当在覆盖有水的道路上驱动时花纹沟的横截面打开。此外，在不脱离由权利要求所限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可根据所追求的目标将本文所描述的变型彼此组合。

Claims (10)

1.一种轮胎的胎面，该胎面(1)具有预定用于与道路接触的胎面表面(10)并且包括至少一个由两个面对的侧壁(21、22)限定的具有深度P的花纹沟，这些侧壁通过花纹沟的底部(20)连接在一起，该胎面如下，即，至少一个花纹沟(2)具有用于降低通过该花纹沟产生的行驶共振噪音的多个关闭装置(5)，每个关闭装置包括至少两个柔性叶片，即，固定至所述花纹沟的底部(20)并预定用于围绕第一弯曲轴线弯曲的第一柔性叶片(500)以及固定至限定所述花纹沟的侧壁并预定用于围绕第二弯曲轴线弯曲的第二柔性叶片(51、52)，连接至所述底部的第一柔性叶片具有最大高度H，该胎面的特征在于，所述柔性叶片被配置如下，即，其具有适合于彼此配合的几何形状，以便关闭所述花纹沟的横截面的至少70％，并且由所述花纹沟的底部承载的第一柔性叶片(500)的厚度小于由侧壁承载的每个第二柔性叶片(51、52)的厚度。

2.根据权利要求1所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，固定至所述底部(20)的第一柔性叶片(500)的最大高度H最多等于所述花纹沟的深度P的80％。

3.根据权利要求1所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，所述第一柔性叶片(500)的第一弯曲轴线垂直于所述第二柔性叶片(51、52)的第二弯曲轴线。

4.根据权利要求1至3之一所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，第二柔性叶片(51、52)具有相对于与崭新状态下的胎面表面相切的方向形成非零的平均角度的内边缘。

5.根据权利要求4所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，所述第二柔性叶片(51、52)的内边缘相对于与崭新状态下的胎面表面相切的方向的平均角度至少等于20°。

6.根据权利要求1至3之一所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，所述装置(5)的柔性叶片(51、52、500)相配合，以便将所述花纹沟(2)的横截面在该横截面的至少90％上关闭。

7.根据权利要求1至3之一所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，在花纹沟中形成的噪音降低装置包括连接至所述花纹沟的底部的具有三角形几何形状的第一柔性叶片(500)以及至少一个在侧壁上承载的其几何形状与第一柔性叶片的几何形状互补的第二柔性叶片(51)。

8.根据权利要求1至3之一所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，在花纹沟中形成的噪音降低装置包括连接至所述花纹沟的底部的具有三角形几何形状的第一柔性叶片以及至少一个在侧壁上承载的其形状与第一柔性叶片的形状互补的第二柔性叶片，该第一柔性叶片自身由至少两个叶片形成。

9.根据权利要求1至3之一所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，在花纹沟中形成的噪音降低装置包括连接至所述花纹沟的底部的具有三角形几何形状的第一柔性叶片以及至少一个在侧壁上承载的其形状与第一柔性叶片的形状互补的第二柔性叶片，这些第一柔性叶片和第二柔性叶片在所述花纹沟的主方向上彼此偏移，以便能够在所述叶片之间产生略微的交叠并因此获得所述花纹沟的横截面的较大程度的关闭。

10.根据权利要求1至3之一所述的轮胎的胎面(1)，其特征在于，连接至所述底部的每个第一柔性叶片(500)的厚度最多等于0.4mm。