CN110831784A - 胎面包括波状沟槽的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胎面(2)，其在崭新状态中包括胎面表面(20)以及至少一个波状沟槽(1)，所述波状沟槽(1)向该胎面表面(20)上打开，所述波状沟槽(1)具有外部空腔(11)和内部空腔(12)，所述外部空腔(11)在崭新状态中在长度(Le)上向胎面表面上打开，所述内部空腔(12)在崭新状态中不向胎面表面上打开，所述外部空腔(11)包括的底部(110)的在胎面中最内的点在崭新状态中与胎面表面(20)距离(H1)，所述内部空腔(12)具有的底部(120)的最内的点与同一胎面表面(20)距离(H22)，这些外部空腔(11)和这些内部空腔(12)通过连结空腔(13)连接在一起，该胎面(2)使得，在这些外部空腔(11)的整个长度(Le)上，从外部空腔(11)的底部(110)形成至少两个刀槽(31、32)，这些刀槽的深度至少等于内部空腔(12)的底部(120)的最大深度(H22)与外部空腔(11)的深度(H1)之间的差的50％。

Description

胎面包括波状沟槽的轮胎

技术领域

本申请涉及用于轮胎的胎面，更具体地，本申请涉及这些胎面的胎面花纹设计，并且涉及设置有这样的胎面的轮胎：所述胎面具有更持久的在潮湿天气时排出道路表面上的水的能力，这些胎面还具有改进的磨损性能。

背景技术

众所周知，在潮湿天气行驶条件下使用轮胎需要迅速消除接触斑块(在接触斑块中轮胎与道路表面产生接触)中存在的水，从而确保构成胎面的材料与该道路表面产生接触。没有在轮胎前方被推走的水部分地流动或收集在轮胎的胎面中形成的切口或空隙中。

贯穿轮胎的使用期间，在其崭新状态与由于磨损达到法规设定的极限而去除之间，这些切口或空隙形成的流动网络需要耐久，也就是说，需要保持有效。

对于旨在用于重载车辆的转向车轴或荷载车轴的轮胎，通常的实践是在这些轮胎的胎面上形成周向沟槽(或纵向沟槽)，其深度等于胎面的总厚度(该总厚度未计入可能旨在用于通过称为再开槽的操作而使沟槽部分地翻新的厚度)。由此，无论该胎面的磨损程度如何，都可能获得排水性能总是在最小性能(称为安全性能)之上的胎面。

对于现有技术轮胎，按通常的规律，在崭新状态中的总空隙体积为至少等于旨在于行驶期间磨损的胎面的总体积的10％，至多等于其25％(总体积对应于材料的体积加上所述总空隙体积)。已发现这些轮胎在接触斑块中的可用空隙体积在崭新状态中相对较高(可用空隙体积意指该体积潜在地能够部分地或完全地充满道路表面上存在的水)。当轮胎受到其特别地由欧洲E.T.R.T.O.标准定义的标称充气和负载条件时，衡量在接触斑块中向胎面表面上打开的空隙体积。

虽然切口(或更一般地，空腔)对于在与道路表面接触的接触斑块中排出水是不可或缺的，但是所导致的胎面上的材料的体积的减少可能明显地影响该胎面的磨损性能，并且由于所述胎面的磨损率上升，结果可能缩短轮胎的使用寿命。

在切口之中，区分沟槽和刀槽，后者与沟槽的区别在于，当处于接触斑块中时，其宽度适于使限定刀槽的相对的壁至少部分地相互接触。沟槽导致压缩和剪切刚度的降低，这是因为，与由刀槽(当处于接触斑块中时，其壁相互接触)限定的部分相比，这些沟槽限定的材料部分对变形敏感。当存在沟槽时，所述刚度降低导致变形增大，并且导致胎面的磨损性能下降。对于行驶设定距离，观察到更大的磨损，这对应于胎面的磨损率的增大。此外，与构成胎面的材料的变形循环相关，迟滞损失增加，导致观察到装备有这样的轮胎的车辆的滚动阻力的变大，因此燃料消耗增大。

由于需要确保排水，因此需要存在沟槽，为了限制与其相关的刚度上的减小，提出了专利公开WO 2011/039194中描述的方案。该方案提出形成一种旨在用于重载车辆的轮胎的胎面，该胎面具有厚度E，并且在胎面的厚度上设置有多个波状沟槽，该波状沟槽在崭新状态中不连续地向胎面表面上打开。每个波状沟槽具有在表面处打开的外部空腔，这些外部空腔在波状沟槽的主要方向上相互间隔开。波状沟槽的主要方向对应于流体在沟槽中的流动方向。除外部空腔之外，所述波状沟槽包括在胎面内部形成的多个内部空腔，这些内部空腔位于外部空腔之间，在崭新状态中径向地完全位于胎面表面内侧。内部空腔可以设计成在胎面的厚度上位于不同的深度处。

此外，由于存在连结空腔或中间空腔，确保在轮胎处于崭新状态中时水在每个波状沟槽中的连续流动，每个连结空腔将外部空腔连接至内部空腔。每个连结空腔具有两个端部，这些端部中的一个在一侧连接至内部空腔，另一个端部在另一侧连接至外部空腔。

得益于存在这些连结空腔，当行驶在覆盖有水的道路表面上时，能够确保水从外部空腔流通至内部空腔，因此获得更好的排水效果以及更好的胎面的热通风。

此外，得益于该胎面结构，与沟槽完全向胎面表面上打开相比，获得减小的合适空隙体积。这类波状沟槽能够在崭新状态中限制胎面的刚度的减小。

已经发现，波状沟槽的存在可能产生不规则的磨损，也就是说在某些部分的局部磨损；与其相比，规则的磨损均匀地影响胎面的整个胎面表面。该不规则的磨损可能导致胎面提前结束使用而翻新胎面。

定义：

每个外部空腔包括相对的壁，这些壁通过底部连接在一起。相对的壁之间的距离定义外部空腔的最大宽度。底部的在胎面中最内的点与崭新状态中胎面表面之间的距离定义外部空腔的深度。每个外部空腔的平均长度在波状沟槽的主要方向上在其底部处测量。

内部空腔的最大深度对应于最内的空腔的底部相对于崭新状态中的胎面表面而测量的深度。

切口一般性地指代沟槽或刀槽，并且对应于相对的并且相互距离非零(称为“切口的宽度”)的材料的壁所限定的空间。恰恰是该距离区分刀槽与沟槽；对于刀槽，至少当处于与道路表面接触的接触斑块中时，该距离适于使得限定所述刀槽的相对的壁至少部分地发生接触。对于沟槽，在例如由E.T.R.T.O定义的通常行驶条件下，该沟槽的壁不会相互接触。

当行驶在覆盖有水的道路表面上时，沟槽的主要方向对应于水在沟槽中的流动方向。

胎面的胎面表面对应于，当设置有所述胎面的轮胎行驶时，能够与道路表面发生接触的胎面的所有基元表面。

在本文献中，径向方向意指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面的厚度的方向)。

横向方向或轴向方向意指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

周向方向意指与以旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。该方向垂直于轴向方向和径向方向。

在设置有胎面的轮胎的赤道平面上，在崭新状态中，在胎面表面与胎冠增强件的径向最外部分之间，测量胎面的总厚度E。

胎面具有在行驶期间能够磨损的最大材料厚度，材料的该最大可磨损厚度小于总厚度E。

轮胎的通常行驶条件或使用条件由用于在欧洲行驶的E.T.R.T.O.标准定义；这些使用条件表明了参考充气压力，对应于由轮胎的负载标示和速度等级所表明的轮胎的荷载能力。这些使用条件也称为“标称条件”或“工作条件”。

发明内容

为了解决该问题，本发明提出一种用于重载车辆的轮胎的胎面，该胎面包括胎面表面以及至少一个波状沟槽，所述胎面表面旨在于行驶期间与道路表面发生接触，所述波状沟槽向该胎面表面上打开，波状是指沟槽在崭新状态中不连续地向胎面表面上打开，每个波状沟槽具有外部空腔和内部空腔，所述外部空腔在崭新状态中在长度Le上向胎面表面上打开，所述内部空腔在崭新状态中不向胎面表面上打开，所述外部空腔包括的底部的在胎面中最内的点在崭新状态中与胎面表面距离H1，所述内部空腔具有的底部的最内的点与同一胎面表面距离H22，这些外部空腔和这些内部空腔通过连结空腔连接在一起，该胎面的特征在于，在这些外部空腔的整个长度Le上，从外部空腔的底部形成至少两个刀槽，(从外部空腔的底部测量的)这些刀槽的深度至少等于内部空腔的底部的最大深度与外部空腔的深度(后一深度在崭新状态中在胎面表面与外部空腔的底部之间测量)之间的差的50％(并且优选至少等于其75％)。

得益于该有利布置，能够在足够的部分磨损后，在外部空腔的附近和内部空腔的附近调整胎面的材料元件的刚度，在胎面表面处使通过内部空腔形成的新沟槽显露。

根据本发明的另一个变体方案，在外部空腔的底部中形成两个刀槽，所述刀槽在底部中相互间隔开的距离等于外部空腔的最大宽度。

优选地，在外部空腔的底部中形成的刀槽的深度至少等于内部空腔的最大深度与外部空腔的深度之间的差。

一个有利的变体方案涉及使在每个外部空腔的底部中形成的刀槽相互倾斜。这些刀槽的倾斜使得这些刀槽之间的距离随深度增大。

有利的，并且对于本发明的所有变体方案，每个刀槽可以结束于合适形状的端部空腔，该端部空腔的最大宽度大于刀槽的平均宽度。具体地，这能够产生相对于刀槽仅在一侧上沿侧边延续的端部空腔。有利地，该空腔不设置成径向位于外部空腔的底部的下方。该端部空腔的几何形状可以适于在足够的部分磨损后产生可察觉的有利的灵活性。

有利地，连结空腔形成外部空腔与内部空腔之间的连结，在连结空腔的底部中也形成在外部空腔的底部中所形成的刀槽，从而使得在这些刀槽的底部与内部空腔的底部之间存在连续性。连结空腔的底部与内部空腔的底部和外部空腔的底部连续。

作为本发明的替选实施方案，能够实现不一定对称的构造：例如，从外部空腔的底部形成的刀槽可以具有不同的倾斜度，在这些刀槽的端部处形成的变宽部分也可以在每侧不同。

在有利的变体方案中，刀槽具有的几何形状可以具有机械互锁机构(例如为在深度中具有适当振幅的波状或锯齿状)。

通过参考随附附图的下文的说明，本发明的进一步的特征和优点将变得显而易见，所述附图通过非限定的示例示出了本发明的主题的实施方案。

附图说明

图1示出了根据本发明的胎面中形成的波状沟槽的第一个变体方案的横截面图；

图2在截面上示出了图1中示出的胎面的横截面图，所述截面的迹(trace)线由线II-II指示；

图3在截面上示出了图1中示出的胎面的横截面图，所述截面的迹线由线III-III指示；

图4在截面上示出了图1中示出的胎面的横截面图，所述截面的迹线由线IV-IV指示；

图5示出了根据本发明的波状沟槽的变体方案的横截面图；

图6示出了本发明的另一个变体方案。

具体实施方式

为了使附图容易理解，使用相同的附图标记说明本发明的变体方案，其中，这些附图标记指示结构或功能相同类型的元件。

图1在垂直于轮胎的旋转轴线的平面中示出了胎面2中模制的波状沟槽1的局部的横截面图，该波状沟槽1在周向方向上延伸。胎面2具有供磨损的材料厚度E。

该波状沟槽1具有多个外部空腔11和多个内部空腔12，这些外部空腔和内部空腔交替布置在波状沟槽的主要方向上，也就是说在波状沟槽中的流体流动方向上(在该情况下，该方向对应于周向方向)。

在崭新状态中，每个外部空腔11向胎面2的胎面表面20上打开，该胎面表面20对应于旨在于行驶时与道路表面接触的胎面的表面。每个外部空腔11包括相对的壁111、112，所述壁111、112间隔开适当的距离L1，使得在接触斑块中时这些壁之间不接触。这些相对的壁111、112由空腔底部110连接在一起，在崭新状态中，外部空腔11中该空腔底部的最内的点位于与胎面表面20距离H1处。

在崭新状态中，每个内部空腔12为完全模制在胎面表面20之下的通道的形式，并且旨在于胎面部分磨损后向胎面表面上打开。每个内部空腔12在深度H21处开始，向下延伸至深度H22，后一深度至多等于供磨损的胎面材料厚度E。每个内部空腔12在其侧壁121、122之间测量得到最大宽度L2；在该情况下，该宽度L2等于外部空腔11的宽度L1。在崭新状态中，每个内部空腔12的底部120相对于胎面表面20位于深度H22处。

在外部空腔11与内部空腔12之间形成连结空腔13，从而从崭新状态直到大致对应于外部空腔消失的部分磨损，确保在波状沟槽1中的流体流动的连续性。

此外，在每个外部空腔11的底部110中，在限定该外部空腔11的相应的相对的壁111、112的延长线上，形成两个刀槽31、32。这些刀槽31、32具有合适的宽度，使得限定刀槽的材料的壁在接触斑块中发生接触。这些刀槽31、32具有深度H3，从而使得在崭新状态中，其最内的点相对于胎面表面20的深度等于内部空腔12的最大深度。

在该变体方案中，刀槽31、32在其在胎面中最内的端部处设置有圆形截面的小体积的变宽部分310、320。

得益于该布置，当外部空腔11在部分磨损后逐渐消失时，以及当其从胎面消失后，能够调节内部空腔12附近的胎面的刚度。这特别有利于减小不规则的磨损的风险，由此能够避免轮胎提前结束使用。

图3示出了穿过相同波状沟槽1在内部空腔12处得到的截面。显然，内部空腔12从深度H21向下延伸至深度H22(深度在崭新状态中相对于胎面表面20测量)。该内部空腔12在限定该空腔的相对的壁121、122之间测量的最大宽度等于L2；在该情况下，该宽度L2等于外部空腔11的宽度L1。此外，每个内部空腔12通过刀槽123延续，在崭新状态中，刀槽123向胎面的胎面表面20上打开，该刀槽123具有合适的宽度，使得限定其的相对的壁在与道路表面接触的接触斑块中至少部分地相互接触。

图4示出了在图1中指示的截面IV-IV中穿过相同波状沟槽1在连结空腔13处得到的截面。在该变体方案中，每个连结空腔13设置有底部130，该底部倾斜，在一侧与外部空腔11的底部110连续，而在另一侧与内部空腔12的底部120连续。在所示出的变体方案中，连结空腔13的底部130设置有两个刀槽41、42，其相互间隔开的宽度等于连结空腔13的底部130的宽度L3。这些刀槽41、42在底部相对端部处结束于变宽部分410、420，变宽部分410、420与在外部空腔11的底部中形成的刀槽31、32的变宽部分310、320相同。这些刀槽41、42在每个连结空腔13的底部起始，使其延续在外部空腔11的底部110中形成的刀槽31、32。

根据图5中示出的本发明的实施方案变体，在外部空腔11的底部中形成的刀槽31、32设置有分别形成通道310、320的变宽部分，每个通道310、320的截面相对于其所连接的刀槽偏心，从而不在外部空腔11的底部110下方延伸。该布置是有利的，这是因为其能够在外部空腔11处在波状沟槽1的两侧产生灵活性，甚至在连结空腔13处也是如此，只要在连结空腔13的底部130中形成的刀槽41、42的端部处形成相似的变宽部分。

根据图6中示出的本发明的另一个实施方案变体，在外部空腔11的底部110中形成的刀槽31、32相对于在崭新状态中的胎面表面20的垂直方向而倾斜。在所示出的变体方案中，这些刀槽31、32各自具有倾斜度A1、A2，从而使得在外部空腔11的底部110下方，每个刀槽不在材料中径向延伸。角度A1和A2的值可以在从10度至30度的范围中选择。随着磨损进行，在胎面表面中的刀槽31、32的迹线之间的距离增大。得益于该设置，能够适应在波状沟槽的外部空腔附近的胎面的刚度。

本发明还涉及设置有上述胎面的轮胎，甚至更具体地，涉及旨在装配至重载车辆的胎面。

当然，本发明不限于所描述并示出的示例，并且能够对其进行各种修改，而不脱离通过权利要求所定义的范围。具体地，所描述的每个变体方案能够与所描述的至少一个其它变体方案相结合。

Claims (10)

1.一种用于轮胎的胎面(2)，该胎面在崭新状态中包括胎面表面(20)以及至少一个波状沟槽(1)，所述胎面表面(20)旨在于行驶期间与道路表面发生接触，所述波状沟槽(1)向该胎面表面(20)上打开，波状是指沟槽在崭新状态中不连续地向胎面表面(20)上打开，每个波状沟槽(1)具有外部空腔(11)和内部空腔(12)，所述外部空腔(11)在崭新状态中在长度(Le)上向胎面表面上打开，所述内部空腔(12)在崭新状态中不向胎面表面上打开，所述外部空腔(11)包括的底部(110)的在胎面中最内的点在崭新状态中与胎面表面(20)具有距离(H1)，所述内部空腔(12)具有的底部(120)的最内的点与同一胎面表面(20)具有距离(H22)，这些外部空腔(11)和这些内部空腔(12)通过连结空腔(13)连接在一起，该胎面(2)的特征在于，在这些外部空腔(11)的整个长度(Le)上，从外部空腔(11)的底部(110)形成至少两个刀槽(31、32)，从外部空腔(11)的底部(110)测量的这些刀槽的深度至少等于内部空腔(12)的底部(120)的最大深度(H22)与外部空腔(11)的深度(H1)之间的差的50％。

2.根据权利要求1所述的轮胎胎面，其特征在于，在这些外部空腔的整个长度(Le)上从外部空腔(11)的底部(110)形成的刀槽(31、32)的深度至少等于内部空腔(12)的底部(120)的最大深度(H22)与外部空腔(11)的深度(H1)之间的差的75％。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的轮胎胎面，其特征在于，在外部空腔(11)的底部(110)中形成两个刀槽(31、32)，所述刀槽(31、32)在底部(110)中相互间隔开的距离等于外部空腔(11)的最大宽度(L1)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎胎面，其特征在于，在外部空腔的底部(110)中形成的刀槽(31、32)的深度至少等于内部空腔(12)的最大深度(H22)与外部空腔(11)的深度(H1)之间的差。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎胎面，其特征在于，在每个外部空腔(11)的底部(110)中形成的刀槽(31、32)相互倾斜，这些刀槽(31、32)的倾斜使得刀槽之间的距离随深度增大。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎胎面，其特征在于，每个刀槽(31、32)结束于端部空腔(310、320)，该端部空腔(310、320)的最大宽度大于刀槽的平均宽度。

7.根据权利要求6所述的轮胎胎面，其特征在于，外部空腔(11)的底部(110)中形成的刀槽(31、32)所结束于的每个端部空腔(310、320)相对于其在上形成的刀槽的侧边延续，从而相对于该同一刀槽仅设置在一侧。

8.根据权利要求7所述的轮胎胎面，其特征在于，外部空腔(11)的底部(110)中形成的刀槽(31、32)所结束于的每个端部空腔(310、320)相对于刀槽的侧边延续，从而不设置成径向位于外部空腔(11)的底部(110)的下方。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎胎面，其特征在于，在外部空腔(11)与内部空腔(12)之间的连结空腔(13)的底部(130)中形成刀槽(41、42)，从而使得这些刀槽的底部与内部空腔的底部之间存在连续性。

10.一种包括根据权利要求1至9中任一项所述的胎面的轮胎，其特征在于，该轮胎旨在装配至重载车辆。

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