CN107249905A - 具有包括带倒角的弯曲花纹块的方向性胎面的轮胎 - Google Patents

Abstract

具有方向性胎面(2)的轮胎(1)，所述方向性胎面(2)包括沿着总体曲率C从边缘(3)之一朝向所述胎面的中心(4)连续地延伸的多个花纹块(5)，其中所述花纹块(5)中的全部或一些包括具有长度S的中部刀槽花纹(10)，所述中部刀槽花纹(10)遵循与花纹块的曲率C基本上相同的曲率，并且每个花纹块(5)包括形成使得35°≤β1≤65°的角度β1的中心区域、形成使得0°≤β3≤10°的角度β3的边缘区域以及处于这两个区域之间形成角度β2的中间区域，所述角度β2使得这三个区域连续，所述花纹块(5)中的至少一些在中间区域和/或边缘区域的尾随边缘处具有倒角(15)。

Description

具有包括带倒角的弯曲花纹块的方向性胎面的轮胎

技术领域

本发明涉及一种设有方向性胎面的轮胎，所述方向性胎面适用于例如涉及覆盖有冰和/或雪的道路的寒冷情况，所述胎面设有多个呈沿着胎面排列的弯曲部的形式的花纹块。

背景技术

文件US4057089描述了一种包括设有多个花纹块的胎面的轮胎。这些花纹块中的每一个被布置成弯曲形状并且从胎面的中心延伸至边缘之一。一些花纹块被布置成呈二次抛物线的形式的弯曲部的形状。所述花纹块被连接至中心花纹条。由于所述花纹块相对宽，所以这些相同的花纹块的刚度高，结果导致胎面被快速磨损。

文件WO2013/048682大体上涉及其胎面具有适合于积雪地面的情况但也适用于干燥地面的配置和/或性能的轮胎。更具体地，上述文件描述了一种轮胎，所述轮胎的胎面具有处于接触区段中的高密度薄片、可靠密度的侧向花纹沟以及数值最小的纵向接触面积比。这些特征为轮胎提供了积雪地面上的制动特性和干燥地面上的制动特性之间的良好折衷。然而，从轮胎性能水平连续提高的角度来看，设计者正在寻求更好的解决方案，特别是关于积雪地面上的性能的更好的解决方案。

本发明提供了用于弥补这些各种缺陷的多种技术手段。

发明内容

首先，本发明的第一目的在于提供一种使得能够提高设有配置有弯曲轮廓的花纹块的胎面的持久性的轮胎胎面。

本发明的另一目的在于提供一种用于维持干燥地面上的制动和发动机扭矩的传递之间的最佳平衡的胎面。

本发明的另一目的在于获得积雪地面上的抓地性和潮湿地面上的抓地性之间的卓越折衷而同时维持干燥地面上的性能。

为此，本发明提供一种包括方向性胎面的轮胎，所述胎面包括两个边缘和一中心，该胎面包括多个花纹块，每个花纹块从所述边缘之一朝向所述胎面的中心沿着总体曲率C连续地延伸，并形成花纹块中心端部，每个花纹块具有宽度WB和长度LB，该宽度从所述花纹块中心端部向着边缘的方向增大，所述胎面的花纹块中的全部或一些包括具有长度S的中部刀槽花纹，所述中部刀槽花纹沿着与所述花纹块的曲率C基本相同的曲率C’延伸。根据本发明，每个花纹块包括中心区段、边缘区段和中间区段，相对于横向方向(Y)，所述中心区段成角度β1，所述角度β1如下，即35°≤β1≤65°，所述边缘区段成角度β3，所述角度β3如下，即0°≤β3≤10°，所述中间区段以角度β2处于所述中心区段和所述边缘区段之间，并且至少一个花纹块包括在所述中间区段和/或所述边缘区段中的花纹块的前导边缘和/或尾随边缘处设置的花纹块倒角，并且所述中心区段没有倒角。

根据一个有利实施例，所述花纹块倒角布置在花纹块的尾随边缘上。

倒角的存在、特别是在这些区段的尾随边缘上的倒角的存在促进干燥地面上的制动。为了维持干燥地面上的制动和发动机扭矩的传递之间的最佳平衡，期望限制与地面的接触面积的减小。这一准则有利地通过省略或消除沿着中心区段的倒角来满足。因此，由于仅仅在花纹块的边缘区段和花纹块的中间区段中设置倒角，所以在没有过度地减小接触面积的情况下改善了干燥地面上的制动。此外，因为中间区段被布置成相对于横向方向(Y)成一大角度，所以沿着该区段的倒角的存在将对干燥地面上的制动性能具有有限的影响。

根据一个有利实施例，所述中部刀槽花纹中的至少一些包括刀槽花纹倒角。

该刀槽花纹倒角有利地位于中间区段中。

有利地，所述中部刀槽花纹中的至少一些包括刚硬化器件，对于每个刀槽花纹，所述刚硬化器件将该刀槽花纹的相对面相连接。

所述刚硬化器件优选地以5mm至20mm的间距布置在刀槽花纹中。

有利地，在至少一个刀槽花纹中，所述刚硬化器件之间的间距是可变的。

同样有利地，所述刚硬化器件与所述胎面成一体。

借助于所述刚硬化器件，干燥地面上的制动得以进一步改善。这是因为该布置限制了被所述中部刀槽花纹分隔开的两个半部花纹块的摇摆。

根据一个实施例，所述倒角形成相对于胎面表面以约45°倾斜的壁。

根据另一实施例，所述倒角是弯曲的。

优选地，这些倒角是具有处于1x1mm和2x2mm之间的截面的45°倒角。在一变型中，它们也可以由结合至所述花纹块的面的(例如，1mm至2mm的)半径形成。

有利地，所述中部刀槽花纹的曲率C’被限定如下，即投影比例Sx/Sy对应于0.5≤Sx/Sy≤1.25，其中Sx表示所述刀槽花纹的长度S沿着所述胎面的周向轴线X的投影，并且Sy表示该长度S沿着所述胎面的横向轴线Y的投影。

上述布置使得能够获得积雪地面上的抓地性特征和潮湿地面上的抓地性特征之间的有利折衷，而不损失干燥地面上的制动性能。该改进归因于所述刀槽花纹所产生的拐角和其定向的耦合效果，所述刀槽花纹所产生的拐角和其定向在雪上具有摩擦效果并因此提高抓地性。所述刀槽花纹的存在及其定向使得能够因所述拐角而提高积雪地面上的抓地性。此外，刀槽花纹中断区段使得能够增大沿着轴线X的刚度并提高干燥地面上的制动。

该轮胎有利地提供用于全季节使用。

根据一个有利的实施例，所述胎面的花纹块中的全部或一些包括在所述中部刀槽花纹的与所述花纹块中心端部相反的端部处布置的大体周向的刀槽花纹，所述大体周向的刀槽花纹从所述花纹块的一个边缘延伸至另一边缘。

该刀槽花纹借助于所产生的解耦促进了所述轮胎的平坦化。然而，为了允许转弯时良好的道路保持性(道路附着性)，肩部的刚度得以维持。

根据一个有利的实施例，所述周向刀槽花纹是V形的，其顶端形成处于100°和170°之间、优选地处于150°和170°之间的角度α。在一变型中，所述周向刀槽花纹呈总体“S”形。在另一变型中，该刀槽花纹可包括若干小的部段，同时维持大体周向定向。

根据另一有利实施例，所述胎面的花纹块中的全部或一些包括在所述中部刀槽花纹的延续部分(延续方向)上布置并与所述中部刀槽花纹解耦的侧向刀槽花纹。

有利地，所述侧向刀槽花纹从所述胎面中的一定深度处变宽，从而形成刀槽花纹变宽部，所述刀槽花纹变宽部通向所述轮胎的肩部，超过所述胎面的边缘。

该刀槽花纹变宽部使得能够延伸积雪地面上的令人满意的抓地性特征，尽管所述花纹块被磨损，例如向下磨损至大约3mm的花纹块高度。此外，液滴状轮廓使得能够存储水并且提高潮湿地面上的性能。

根据另一有利实施例，所述中部刀槽花纹中的至少一些包括沿着刀槽花纹的弹性体复合物(组合物)的桥形件。所述桥形件特别有利地处于所述中心区段中，该区段相对于横向方向(Y)具有最大角度。

所述桥形件优选地以15mm至20mm的间距布置。这些桥形件的高度优选地处于所述刀槽花纹的最大高度的40％和80％之间。

同样有利地，所述花纹块由基于二烯弹性体、塑化(增塑)体系和互连体系的弹性体复合物制成，其中所述弹性体复合物具有处于-40℃和-15℃之间的玻璃转化温度和在60℃下测得的处于0.5MPa和1.1MPa之间的剪切模量G*。

上述复合物允许在具有非常冷的温度的寒冷情况下使用，而不会使性能恶化。

此外，申请人惊奇地发现，根据本发明的胎面(其花纹块的总体外观与夏季型轮胎相像)具有在积雪和/或结冰地面上特别有利的行为特征。借助于上述复合物，对该性能的限制被进一步有利地推回(抑制)。

此外，当所述弹性体复合物的玻璃转化温度在-20℃和-30℃之间时，观察到了性能的有利提高。

所述剪切模量G*优选地处于0.9MPa和1MPa之间。

附图说明

在以下通过图1至图4补充的说明中给出了全部实施例细节，所述图1至图4仅仅以非限制性示例的方式给出，并且其中：

-图1是基本上对应于接触区块的胎面的一部分的示意图；

-图2是诸如图1中的胎面的胎面的花纹块的示意图；

-图3显示了图2中的花纹块的变型实施例；

-图4是具有沿着刀槽花纹布置的桥形件的、图1中的胎面的变型实施例的部分示意图。

具体实施方式

定义

在本文中，弯曲长度“L”或“S”是指将所测的“L”或“S”形元件的曲率考虑在内而测得的长度。

“方向性胎面花纹”是指其中胎面花纹元件被特别地布置成依据预定的旋转方向来优化行为特征的胎面花纹。该旋转方向通常由轮胎侧壁上的箭头所指示。在上述结构中，胎面花纹元件的面向滚动方向的边缘由术语“前导边缘”表示，而胎面花纹元件的背离滚动方向的边缘由术语“尾随边缘”表示。另外，“方向性胎面花纹”是具备如下优选滚动方向的胎面花纹，即，当轮胎沿着所述优选方向旋转时，该轮胎所赋予的地面上的抓地性优于当所述轮胎沿着另一方向旋转时所赋予的地面上的抓地性。方向性胎面花纹例如是具有总体V形的花纹的胎面花纹。

“刀槽花纹”是指在胎面花纹块中制成的细长且窄(0.1mm和2mm之间)的狭缝或切口。

“花纹块中的中部刀槽花纹”是指该中部刀槽花纹将该花纹块分隔成两个大体相同的花纹块部分。因为这两个花纹块部分之间的面积差小于10％，所述面积被理解成是指可以在接触区块中与地面接触的面积。

“侧向刀槽花纹”是指大体沿着横向方向Y延伸的刀槽花纹，由该刀槽花纹的延伸方向与横向方向Y形成的角度在绝对值上小于15度。

“与中部刀槽花纹解耦的侧向刀槽花纹”是指在所述侧向刀槽花纹和所述中部刀槽花纹之间存在一定面积的橡胶。该一定面积的橡胶的长度为至少2mm。

“周向刀槽花纹”是指大体沿着周向方向X延伸的刀槽花纹，由该刀槽花纹的延伸方向与周向方向X形成的角度在绝对值上小于或等于20度。

表述“大体周向布置”是指如下布置，即，投影比例Ry/Rx对应于0≤Ry/Rx≤0.6。

“胎面”是指轮胎的下述区域，即，所述区域的至少一部分与地面接触并且由于该与地面的接触而被磨损掉。

表述“每个花纹块从一个边缘3朝向中心4连续地延伸”是指所述花纹块未被将该花纹块分隔成不同的子花纹块的分隔花纹沟中断。花纹沟是指如下的切口，即，所述切口的材料面在常规滚动条件下不接触。花纹沟的宽度大于或等于2mm。因此，这些花纹块未被分隔花纹沟中断的事实使得能够改善水从中心4朝向边缘3的排出，上述分隔花纹沟的存在能够扰乱水朝向轮胎外侧的流动。

表述“花纹块的总体曲率C”是指所述花纹块具有弯曲形状。该曲率可以是恒定的或者连续可变(连续变化)的。在另一变型中，所述曲率由一系列部段形成。

表述“中部刀槽花纹的总体曲率C’”是指所述中部刀槽花纹遵循弯曲线。该曲率可以是恒定的或连续可变(连续变化)的。在另一变型中，所述曲率由一系列部段形成。

图1基本上示出了轮胎1的胎面2的接触区块。所述接触区块具有由ETRTO标准限定的最大宽度WA并且在图1中示出为处于由宽度WA限定的虚线之间。所述ETRTO标准规定宽度WA＝(1.075-0.005ar)*S^1.001，其中“ar”为标称高宽比，并且S为测量轮辋上的理论截面宽度。所述胎面的侧向边缘3对应于限定宽度WA的虚线。

根据本发明，胎面2包括多个花纹块5。所述花纹块中的每一个大体上遵循曲率C地从所述胎面的一个边缘3朝向所述胎面的中心轴线4延伸。表述“朝向中心”在该例中是指所述花纹块在中心区域终止，或者恰好在中心之前或恰好在中心之后终止。中心4由沿着周向方向延伸并且将所述胎面分成两个半部的线确定。对于宽(宽泛)的轮胎尺寸，可以在该中心4处添加纵向槽沟。

所述花纹块中的每一个具有长度LB和宽度WB，该宽度从花纹块的中心端部向着边缘3的方向增大。所述花纹块有利地配置成三个区段，即中心区段、中间区段和边缘区段。所述中心区段相对于横向方向(Y)形成处于35°和65°之间、并且更优选地大约50°+-5°的角度β1。在所述花纹块的周边为边缘区段，所述边缘区段相对于横向方向(Y)形成处于0°和10°之间的角度β3。为了确保这两个区段之间的连续连接，设置了中间区段。该中间区段使得能够通过角度β2来确保所述中心区段和所述边缘区段之间的连接，所述角度β2允许实现这三个区段之间的连续性。由于该三个区段的布置，所述花纹块具有曲率C，所述曲率C从边缘3向着中心4的方向渐进(渐增)。为了成形出该曲率，所述花纹块的边依据情况形成从边缘3朝向中心4(延伸)的连续弯曲线(该曲率能够是可变的)，或者多个有角度部段，如图2和图3中所示。在其中花纹块区段由一系列部段配置而成的情况中，角度β是平均角度。在其中花纹块区段由弯曲部段配置而成的情况中，角度β对应于沿着所述曲率(弯曲)的角度的平均值。

花纹块5中的至少一些包括中部刀槽花纹10，所述中部刀槽花纹10沿着与花纹块的曲率C相似的曲率C’沿着花纹块延伸。该刀槽花纹使得能够将所述花纹块分隔成优选地具有基本相同的体积的两个部分8a和8b。在一变型中，花纹块5中的仅仅一些包括中部刀槽花纹10。

中部刀槽花纹10使得能够通过将花纹块5分隔成两个半部花纹块来减小花纹块5的刚度。每个半部花纹块的刚度基本相同，从而有助于使这两个半部花纹块的磨损一致。中部刀槽花纹10具有弯曲长度S。中部刀槽花纹的该长度S优选地限定如下，即0.5·L≤S≤0.8·L。

根据本发明，花纹块5中的至少一些包括在中部刀槽花纹10的端部处布置的大体周向的刀槽花纹11。表述“大体周向”是指如下布置，即投影比例Ry/Rx对应于0≤Ry/Rx≤0.6。该刀槽花纹产生促进轮胎的平坦化的解耦效果。

图1和图2中的示例示出了V形的大体周向的刀槽花纹11，其中所述V的顶端形成处于100°和170°之间、优选地处于150°和170°之间的角度α。依据所述实施例，所述V的顶端可以朝向胎面的中心或者朝向胎面的相近边缘定向。V形刀槽花纹使得能够提高纵向方向和横向方向上的抓地性。

图3中的示例性实施例显示了花纹块5，其大体周向的刀槽花纹11是“S”形的。所形成的轮廓被充分地伸展以使所述刀槽花纹满足以下准则，即，根据所述准则，投影比例Ry/Rx处于0和0.6之间。

最后，花纹块5提供了至少一个侧向刀槽花纹12，所述至少一个侧向刀槽花纹12布置在花纹块的边缘区段。该刀槽花纹相对于中部刀槽花纹10和周向刀槽花纹11横向地偏置。该刀槽花纹和其他刀槽花纹之间的偏置优选处于3mm和6mm之间。该偏置因局部增大刚度而有助于提高干燥地面上的制动有效性。

优选地，该侧向刀槽花纹12从一定的胎面花纹深度处变宽，从而形成刀槽花纹变宽部13。该刀槽花纹变宽部13通向轮胎的肩部并且形成液滴状轮廓。

有利地，刀槽花纹10和12布置在花纹块的中性线(中性纤维部)处，也就是说，以便将所述花纹块分隔成具有基本相同的体积的两个部分。

所述刀槽花纹的深度优选地处于限定所述花纹块的花纹沟的深度的85％和105％之间。

图3还显示了在中部刀槽花纹10上设置的刀槽花纹倒角14。在图示示例中，刀槽花纹倒角14沿着中间区段延伸，并进而略微超过该区段从而到达边缘区段的毗邻部分上，且基本上延伸直至大体周向的刀槽花纹11。

还示出了位于中间区段和边缘区段的尾随边缘处的花纹块倒角15。

由于它们(所述边缘区段和所述中间区段)相对于横向方向Y的小的倾斜，所以在高制动应力的情况下，所述边缘区段和所述中间区段更易受到摇摆现象的影响。这种应力在尾随边缘的拐角处引起超压，并且这在某些情况下对制动具有不利影响。上述倒角的存在使得能够减弱或者甚至消除这种现象。

在过多拐角上存在倒角具有减小将被磨损掉的材料的体积以及增大表面空隙比的效果，而这在由轮胎输出的噪声方面具有负面影响。为了避免这些缺陷，最倾斜的中心区段没有倒角。倒角的这种明智分布使得能够将它们的使用限制在它们在其中最有效的区段。

图4示出了包括沿着中部刀槽花纹10在某些位置处布置的、诸如桥形件的刚硬化器件16的变型实施例。这些桥形件使得能够大大地减少石块保持在刀槽花纹中。此外，已经发现，桥形件16之间的处于15mm和20mm之间的间距DP使得能够优化这种不保持效果，而不影响积雪地面上的薄片的有效性。根据所设想的实施例，这种类型的布置使得能够设置具有大约70mm的长度的刀槽花纹。

所述胎面的花纹块由基于二烯弹性体、塑化(增塑)体系和互连体系的弹性体复合物(组合物)制成，其中所述弹性体复合物具有处于-40℃和-15℃之间的玻璃转化温度和在60℃下测得的处于0.5MPa和1.1MPa之间的剪切模量G*。

所述二烯弹性体选自于以下组，所述组包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、合成聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶以及这些成分的任意组合。所述塑化体系包括选自于塑化油、塑化树脂或这些成分的任意组合的塑化剂(增塑剂)。

所述塑化树脂是聚柠檬烯树脂。所述塑化油选自于石油基油、植物油或这些油的任意组合。

所述附图及以上给出的它们的说明阐明了本发明而非限制了本发明。特别地，仅仅关于在胎面的整个表面上包括相同的花纹块的特定示例来描述了本发明及其不同的变型。

然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以延伸至其他实施例，其中，在变型中，不相同的花纹块被设置成沿着周向排列，或者被设置在胎面的中心线的任一侧。还能够在胎面的中心部分中和/或在所述中部刀槽花纹和所述周向刀槽花纹之间将中部刀槽花纹10的端部中的至少一个设置成包括桥形件。

权利要求中的附图标记完全是非限制性的。动词“包括”和“具有”不排除除了在权利要求中列举的那些元件之外的元件的存在。

附图中采用的附图标记

1 轮胎

2 胎面

3 胎面边缘

4 胎面的中心轴线

5 花纹块

6 花纹块的中心端部

7 花纹块的中心端部壁

8a 花纹块的前导边缘部分

8b 花纹块的尾随边缘部分

10 中部刀槽花纹

11 大体周向的刀槽花纹

12 侧向刀槽花纹

13 深度方向刀槽花纹变宽部

14 刀槽花纹倒角

15 花纹块倒角

16 刚硬化器件

Claims (13)

1.包括方向性胎面(2)的轮胎(1)，所述胎面(2)包括两个边缘(3)和一中心(4)，该胎面包括多个花纹块(5)，每个花纹块从所述边缘(3)之一朝向所述胎面的中心(4)沿着总体曲率C连续地延伸，并形成花纹块中心端部(6)，每个花纹块(5)具有宽度WB和长度LB，该宽度从所述花纹块中心端部(6)向着所述边缘(3)的方向增大，所述胎面的花纹块(5)中的全部或一些包括具有长度S的中部刀槽花纹(10)，所述中部刀槽花纹(10)沿着与所述花纹块的曲率C基本相同的曲率C’延伸，其特征在于，每个花纹块包括中心区段、边缘区段和中间区段，相对于横向方向(Y)，所述中心区段成角度β1，所述角度β1如下，即35°≤β1≤65°，所述边缘区段成角度β3，所述角度β3如下，即0°≤β3≤10°，所述中间区段以角度β2处于所述中心区段和所述边缘区段之间，至少一个花纹块(5)包括在所述中间区段和/或所述边缘区段中的花纹块的前导边缘和/或尾随边缘处设置的花纹块倒角(15)，并且所述中心区段没有倒角。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述花纹块倒角被布置在所述花纹块的尾随边缘上。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述中部刀槽花纹(10)中的至少一些包括刀槽花纹倒角(14)。

4.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述刀槽花纹倒角(14)位于所述中间区段中。

5.根据前述权利要求之一所述的轮胎，其特征在于，所述中部刀槽花纹(10)中的至少一些包括刚硬化器件(16)，对于每个刀槽花纹，所述刚硬化器件(16)将该刀槽花纹的相对面相连接。

6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，所述刚硬化器件(16)以5mm至20mm的间距布置在所述刀槽花纹中。

7.根据权利要求5或6所述的轮胎，其特征在于，在至少一个刀槽花纹中，所述刚硬化器件(16)之间的间距是可变的。

8.根据权利要求5至7之一所述的轮胎，其特征在于，所述刚硬化器件(16)与所述胎面成一体。

9.根据权利要求1至8之一所述的轮胎，其特征在于，所述倒角形成相对于胎面表面以约45°倾斜的壁。

10.根据权利要求1至8之一所述的轮胎，其特征在于，所述倒角是弯曲的。

11.根据前述权利要求之一所述的轮胎，其特征在于，所述花纹块(7)由基于二烯弹性体、塑化体系和互连体系的弹性体复合物制成，其中所述弹性体复合物具有处于-40℃和-15℃之间的玻璃转化温度和在60℃下测得的处于0.5MPa和1.1MPa之间的剪切模量G*。

12.根据权利要求12所述的轮胎，其特征在于，所述弹性体复合物的玻璃转化温度在-20℃和-30℃之间。

13.根据权利要求12所述的轮胎，其特征在于，所述剪切模量G*在0.9MPa和1MPa之间。