CN118284523A - 用于车辆车轮的嵌钉和带嵌钉的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆轮胎的嵌钉(10；110；210；310)，包括沿着嵌钉的纵向轴线(Z)延伸的本体(11)、从本体纵向延伸的抓持销(12)、以及在与抓持销相对的一侧从本体延伸的基部(13)。本体(11)包括头部(20)和柄部(30)，所述头部在侧向上由第一侧表面(21)界定并且具有端部(17)，所述抓持销从该端部延伸，所述柄部在所述基部与所述头部之间延伸。第一侧表面(21)包括具有凸轮廓的第一部分(23)和具有凹轮廓的第二部分(24)，所述第二部分在所述第一部分与所述头部的端部(17)之间延伸。所述第一部分(23)的轮廓通过第一转折区连接至所述第二部分(24)的轮廓。

Description

用于车辆车轮的嵌钉和带嵌钉的轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于车辆车轮的嵌钉和轮胎，特别地，其形成为在结冰路面上提供最佳的抓持性能水平，同时对胎面带内部的嵌钉具有有效的固持作用。

背景技术

轮胎通常包括胎体结构，所述胎体结构绕旋转轴线环面成形并且包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有接合在相应的环形锚固结构中的端部边缘。

在相对于胎体结构的径向外部位置中，设置有带束结构，其包括一个或多个带束层，所述带束层以相对于彼此并且相对于胎体帘布层径向叠置的方式布置，具有相对于轮胎的周向伸展方向横向取向和/或基本上平行取向的织物或金属增强帘线。

在相对于带束结构的径向外部位置中，施加有由弹性体材料制成的胎面带，在该胎面带上限定有旨在用于与路面接触的胎面表面。

众所周知，由于冰的摩擦系数降低，轮胎在结冰表面上的抓持变得特别困难。为了克服这一缺点，特别是在冬季气候非常恶劣的国家，人们广泛使用的轮胎的胎面带上适当地固定有金属元件，称为“嵌钉”，这些金属元件通过从轮胎的胎面表面突出适当的延伸范围，能够切入结冰表面，从而即使在这种类型的路面上也能为轮胎提供足够的抓持作用。

通常，嵌钉由在径向内部位置中被接收在于胎面带中形成的孔中的基部、从基部延伸并与其一起在径向外部位置中被接收在该孔中的本体、以及从嵌钉的本体延伸并旨在从胎面带突出到孔外部的抓持销(在本领域中称为“销”)形成。

典型地，在嵌钉的本体中限定有从基部延伸的柄部以及在柄部与抓持销之间延伸的头部，柄部相对于基部具有减小的横截面，头部大体上相对于柄部具有更大的横截面。

嵌钉或其一部分(例如，嵌钉的本体)的术语“侧表面”是指嵌钉或其该部分的外表面，在适用的情况下，不包括嵌钉的轴向端部的表面和在使用期间不面对于胎面带中形成的孔的壁的表面。

因此，特别地，在使用期间旨在朝向孔的底部的基部的表面和在使用期间旨在朝向孔的外部的嵌钉的本体的表面不被认为是嵌钉或其一部分的侧表面的一部分。

嵌钉或其一部分的表面的“轮廓”是指该表面与包括嵌钉的纵向轴线的截面平面的相交线。

如果嵌钉或其该部分关于嵌钉的纵向轴线对称，则嵌钉或其该部分的轮廓与其本身相同，而与截面平面无关。

当表面(例如侧平面)与任何截面平面的相交线是曲线，也就是说，不具有直线部分时，该表面是“弯曲的”。

当连接嵌钉的表面的两点的每条线或其轮廓完全位于嵌钉内部时，该表面或其轮廓为“凸”的。

在相反的情况下，嵌钉的表面或其轮廓为“凹”的。

嵌钉在其一点处的术语“横向尺寸”是指假想圆的直径的测量值，该假想圆的面积等于垂直于嵌钉的纵向轴线并延伸穿过该点的嵌钉的截面的面积。

此外，嵌钉或其一部分的术语“平均横向尺寸”是指通过将嵌钉或其该部分的体积除以嵌钉或其该部分的轴向尺寸而获得的假想圆的直径的测量值。

嵌钉的术语“柄部”是指嵌钉的本体的一部分，该部分在轴向方向上从基部延伸直至垂直于嵌钉的纵向轴线的平面，在该平面，本体的侧表面的轮廓具有最小区域。

特别是，可以注意到，术语“最小区域”是指轮廓的一个区域，在该区域中，与嵌钉的纵向轴线的距离小于在一个方向和相反方向两者上直接相邻的轮廓的区域。该最小区域可以由最小点或直线部分来表示，在该直线部分中，相对于相邻区域的较小距离保持基本上恒定(换言之，平行于嵌钉的纵向轴线的直线部分)。

可以进一步注意到，如果最小区域由平行于嵌钉的纵向轴线的直线部分形成，则柄部旨在被理解为最小区域的延伸直至最远离基部的点。

优选地，在最小区域中，嵌钉的本体的轮廓与嵌钉的纵向轴线的距离达到其最小值。

因此，嵌钉的术语“头部”是指嵌钉的本体的一部分，该部分与本体的柄部连续地延伸直至抓持销。

优选地，头部包括嵌钉的本体的最大横向尺寸。

柄部的平均横向尺寸既小于基部的平均纵向尺寸，又小于头部的平均横向尺寸。

轮廓的“转折区”是指轮廓的线的凹度发生变化的区域。

在一优选实施例中，转折区包括“转折点”，该“转折点”是指由轮廓的线表示的函数具有零的二阶导数和不同于零的三阶导数的点。

然而，作为上述以严格数学方式定义的转折点的替代，“转折区”也可以包括大体上与转折点相似的几何形式，例如角点(angular point)或短直线部分。在第一种情况下，规定角点一侧和另一侧的轮廓的线的切线彼此相差小于30°的角度。在第二种情况下，规定转折区的直线部分是非常有限的，其延伸范围小于嵌钉的轴向尺寸的3％，并且规定轮廓的与转折区相邻的区域是曲线的。

CA3029771A1提出了一种用于车辆的轮胎，该轮胎具有胎面轮廓和嵌钉，每个嵌钉均具有本体和抓持销，其中具有周向夹持边缘的抓持销用于形成在运动期间布置在相对于旋转的前方向上的夹持边缘和位于旋转方向之后的夹持边缘，在位于旋转方向之后的夹持边缘中，本体由基部凸缘、中心部分和上凸缘形成，其中上凸缘和中心部分均在垂直于嵌钉的纵向范围的截面平面中形成有圆形、卵形、或椭圆形截面的外形。

申请人先前已经观察到，导致带嵌钉的轮胎的性能水平随着时间推移而劣化的最重要的原因之一是一个或多个嵌钉从胎面带脱离。

因此，申请人已经证实，在轮胎在路面上正常行驶期间，嵌钉受到强大的应力，这些应力倾向于将嵌钉从接收它们的孔中抽出。特别地，申请人已经检测到，在安装于相对较重和动力较强的车辆上的带嵌钉的轮胎中，嵌钉离开胎面带的可能性要大得多，这些带嵌钉的轮胎能够给车辆提供强大的加速度。

此外，申请人已经观察到，嵌钉在胎面带中形成的座内部的固持作用通常广泛地由嵌钉的基部与围绕嵌钉的本体的孔的壁之间的干涉引起，该孔的截面通常小于基部的截面。

然而，申请人已经证实，施加到嵌钉的抓持销的切向应力导致嵌钉在孔内部振荡运动，在最坏的情况下，这可能导致嵌钉被立即抽出，或者考虑到嵌钉(高刚性)与胎面带(高可变形)之间的刚度差，可能导致嵌钉的本体相对于界定其被接收的孔的壁的相对运动。这涉及到嵌钉(特别是其基部)与胎面带之间不可避免的摩擦作用，随着时间的推移，这可能导致接收嵌钉的座的壁的局部磨损，因而增加其从接收座不期望地抽出的可能性。

发明内容

因此，为了提高带嵌钉的轮胎的性能水平，特别是为了提高其将嵌钉固持在胎面带中的能力，申请人已经意识到，胎面带对嵌钉的固持作用不必仅由嵌钉的基部与其接收座的壁之间的干涉引起，而是必须要增加施加到嵌钉的本体的侧表面的固持作用。

CA3029771A1中所述类型的嵌钉的使用无助于显著地解决上述问题，根据申请人的意见，上述嵌钉具有带有直截面的轮廓，该直截面具有截面突然变化的多个区域。

事实上，申请人已经意识到，这种固持作用以相关的方式既取决于胎面带与嵌钉之间的接触表面又取决于在该接触表面处施加到嵌钉的表面的压力。

更特别地，申请人已经意识到，相对于局部不太高但分布在更广泛的接触表面上的压力，施加到嵌钉的有限区域的高压力在将嵌钉固持在座内部方面可能不太有效。

基于这些初步见解，申请人已经意识到，为了增加嵌钉在相应座内部的固持作用，嵌钉必须具有这样的结构，即，在考虑到胎面带的弹性体材料的可变形性和回弹性的特性的情况下，该结构在最大可能程度上允许结合到其插入的胎面带的孔的壁上。

因此，申请人已经发现，通过以嵌钉的侧表面的至少相关部分具有平缓曲线且没有任何突然倾斜变化的轮廓(例如，在边缘处)的方式来构造嵌钉，产生了胎面带的弹性体材料相对于嵌钉的侧表面的最佳结合，从而既显著增加了嵌钉在孔内的固持作用(并因此显著增加了带嵌钉的轮胎的性能水平随时间推移的耐久性)，又显著增加了嵌钉在结冰地面上的抓持能力。

特别地，在其第一方面中，本发明涉及一种用于车辆轮胎的嵌钉。

优选地，所述嵌钉包括沿着所述嵌钉的纵向轴线延伸的本体。

优选地，所述嵌钉包括从所述本体纵向延伸的抓持销。

优选地，所述嵌钉包括基部，所述基部在与所述抓持销相对的一侧从所述本体纵向延伸。

优选地，所述本体包括头部，所述头部在侧向上由第一侧表面界定。

优选地，所述头部包括端部，所述抓持销从所述端部延伸。

优选地，所述本体包括在所述基部与所述头部之间延伸的柄部。

优选地，所述第一侧表面包括具有凸轮廓的第一部分。

优选地，所述第一侧表面包括具有凹轮廓的第二部分。

优选地，所述第二部分在所述第一部分与所述头部的所述端部之间延伸。

优选地，所述第一部分的轮廓通过第一转折区连接至所述第二部分的轮廓。

在其第二方面中，本发明还涉及一种带嵌钉的轮胎，该带嵌钉的轮胎包括：

-胎面带，在所述胎面带上限定所述轮胎的胎面表面，和

-多个嵌钉，所述嵌钉根据第一方面实现并且以接合的方式被接收在形成于所述胎面带中并在所述胎面表面中开口的对应孔中。

由于这些特征，申请人认为，由接收嵌钉的孔的侧壁施加到嵌钉的头部的上部分的压力以基本上均匀的方式分布在特别宽广的接触表面上。这为胎面带内部的嵌钉带来了特别有效的固持作用，从而允许提供至少两个重要优点：第一个是在结冰道路上的抓持作用方面更加有效；第二个是增加了嵌钉在孔中的平均留置时间。换言之，根据本发明的嵌钉允许在更长的时间内获得具有更好的驾驶性能水平的带嵌钉的轮胎。

此外，申请人认为，具有上述特征的嵌钉制造简单，并且促进了在形成于胎面带中的孔内部插入的步骤。

在上述方面中的至少一个中，本发明可以具有以下指示的优选特征中的至少一个。

优选地，所述第一侧表面的延伸范围的至少80％是弯曲的。

以这种方式，与孔的壁接触的均匀性也扩展到嵌钉的整个头部，从而提高了嵌钉的总体固持作用。

在一些实施例中，所述头部的所述第一侧表面的延伸范围的至少80％在其整个伸展上具有曲线轮廓。

在一些实施例中，所述头部的所述第一侧表面的整个延伸范围的轮廓在其伸展的至少80％上为曲线。

优选地，所述头部的所述第一侧表面的整个延伸范围的轮廓在其整个伸展上为曲线。

以这种方式，头部的整个侧表面不具有边缘，并且允许嵌钉均匀地结合到形成于胎面带中的座的侧壁上。

在一些实施例中，所述头部关于所述纵向轴线对称。

由此，简化了嵌钉的制造，并且在甚至更大的程度上简化了嵌钉在形成于胎面带中的相应座中的插入。

在一些实施例中，所述柄部具有比所述基部和所述头部小的平均横向尺寸。

在一些实施例中，所述柄部在侧向上由第二侧表面界定，并且所述第二侧表面的延伸范围的至少80％是弯曲的。

以这种方式，胎面带与嵌钉的侧表面之间的接触压力以均匀的方式加宽，包括在柄部处，从而增加了嵌钉在相应座中的固持作用。

优选地，所述第二侧表面的整个延伸范围在其整个伸展上具有曲线轮廓。

优选地，所述柄部关于所述纵向轴线对称。

由此既简化了嵌钉的制造，又简化了嵌钉在形成于胎面带中的相应座中的插入。

在一些实施例中，所述第二侧表面具有凹轮廓。

在一些实施例中，所述第二侧表面的轮廓具有基本上恒定的曲率半径。

以这种方式，胎面带的弹性体材料可以以均匀的方式结合到柄部的侧表面上，并且因此可以向其施加基本上恒定的压力。

优选地，所述第二侧表面的轮廓具有在1.3mm到3.5mm之间、更优选地在2mm到3mm之间的曲率半径。

以这种方式，柄部由此逐渐连接至嵌钉的基部。

在一些实施例中，所述第一侧表面包括与所述第二侧表面连接的连接区域。

优选地，所述连接区域从所述第二侧表面延伸，同时维持与所述第二侧表面相同的曲率。

因此，第一侧表面的连接区域从在与嵌钉的基部相对的一侧界定柄部的最小区域延伸，并且增加嵌钉的横向尺寸，同时维持相同的凹轮廓。

在一些实施例中，所述第一侧表面的所述第一部分和所述连接区域通过第二转折区彼此连接，更优选地通过第二转折点彼此连接。

由此确保了凹表面部分与凸表面部分之间的平缓过渡，使得形成于胎面带中的座的侧壁能够维持与该嵌钉部分的连续接触。

在一些实施例中，沿着所述纵向轴线在所述第二转折区与所述头部的所述端部之间测量的距离占所述本体的纵向尺寸的50％到80％之间，更优选地占所述本体的纵向尺寸的55％到65％之间。

在一些实施例中，所述第一侧表面的所述第一部分的轮廓具有基本上恒定的曲率半径。

以这种方式，促进了胎面带的弹性体材料与头部的侧表面的连续且均匀的接触。

在一些实施例中，所述头部的所述端部包括所述本体的最上面的平面。

在一些实施例中，所述最上面的平面垂直于所述嵌钉的纵向轴线，并且所述抓持销沿着所述嵌钉的纵向轴线从所述最下面的平面突出。

在一些实施例中，抓持销关于嵌钉的纵向轴线对称。

在一些实施例中，所述最上面的平面具有基本上等于所述柄部的最小横向尺寸的横向尺寸。

在一些实施例中，所述第一侧表面的所述第一部分通过第一转折点连接至所述第一侧表面的所述第二部分。

由此确保了头部的侧表面的凸第一部分与第二部分之间的平缓过渡，使得形成于胎面带中的座的壁能够维持与嵌钉的头部的接触的连续性并向其施加基本上恒定的压力。

在一些实施例中，沿着所述纵向轴线在所述第一转折区与所述头部的所述端部之间测量的距离占所述本体的纵向尺寸的15％到25％之间。

在一些实施例中，所述第一侧表面的所述第一部分的轮廓具有在2mm到3.5mm之间的曲率半径。

在一些实施例中，所述第一侧表面的所述第二部分的轮廓具有基本上恒定的曲率半径。

优选地，所述第一侧表面的所述第二部分的轮廓具有在2mm到3.5mm之间的曲率半径。

在一些实施例中，所述第一侧表面的所述第二部分的曲率半径基本上等于所述第二侧表面的曲率半径。

在一些实施例中，所述第一侧表面的所述第一部分的曲率半径的测量值基本上等于所述第一侧表面的所述第二部分的曲率半径的测值。

以这种方式，嵌钉的头部的形状是特别对称的，并且允许嵌钉最佳地结合到相应座的壁上。

在一些实施例中，所述第一转折区和所述第二转折区在基本上平行于所述嵌钉的纵向轴线的方向上对准。

在一些实施例中，所述嵌钉的所述本体和所述基部由铝制成。

以这种方式，在没有被雪或冰覆盖的路面上行进的情况下，嵌钉大体上较轻并且相对于路面磨损较小。

在其他实施例中，所述嵌钉的所述本体和所述基部由钢制成。

附图说明

参考附图，通过以非限制性示例的方式示出的本发明的多个优选实施例的详细描述，将更好地理解本发明的特征和优点，其中：

-图1是根据本发明的第一实施例的设置有嵌钉的通用轮胎的示意图；

-图2是图1的带嵌钉的轮胎的一部分的放大绘制为沿径向平面的截面的视图，示出了被接收在形成于轮胎的胎面带中的孔中的嵌钉；

-图3是类似于图2的视图，示出了在被插入在孔中之前的嵌钉；

-图4是图2的嵌钉的示意性透视图；

-图5是图2的嵌钉的示意性前视图；

-图6至图8是根据本发明的嵌钉的另外的实施例的正视图；

-图9是不符合本发明的嵌钉的实施例的前视图。

具体实施方式

首先参考图1至图5，整体上用1表示带嵌钉的轮胎，该轮胎设置有根据本发明的第一实施例的嵌钉10。

轮胎1通常包括胎面带2，该胎面带围绕轮胎1的旋转轴线X环面地构造并且根据在所涉及的技术领域中本身已知的构造设置在轮胎1的带束结构上的径向外部位置中。

胎面带2由弹性体材料制成，在其上仍然限定有胎面表面3，该胎面表面位于径向外部，并且旨在用于在轮胎1围绕轴线X滚动运动期间与路面接触。

多个孔4形成于胎面带2中，它们相互相同并且以适当的方式沿着胎面表面3的伸展定位。

每个孔4在基本上径向方向上延伸，并且在胎面表面3处具有开口4a以及在纵向相对的一侧封闭的底部4b。

在开口4a和底部4b处，孔4的直径相对于该孔的中间部分增大，所述中间部分优选地具有圆柱形形状。

对应的嵌钉10以接合的方式被接收在每个孔4中，所述嵌钉包括本体11，该本体被接收在孔4内部并且沿着嵌钉10的纵向轴线Z延伸。

嵌钉10以及以下描述中所述的其他实施例以关于纵向轴线Z基本上对称的方式形成。

然而，还提供了可供选择的实施例，其中嵌钉关于纵向轴线Z具有非对称构造。

本体11介于抓持销12与基部13之间，该抓持销和该基部从本体11的纵向相对两端延伸。

抓持销12由具有高硬度和高耐磨性的材料制成，例如由碳化钨制成，并且从本体11纵向延伸，以便从孔4穿过开口4a突出到胎面表面3外部。

基部13优选地与本体11制成为单件，例如由铝制成，并且基本上以被支撑在底部4b上的方式在径向内部位置被接收在孔4中。

基部13具有带有圆形横截面的构造，其直径构成嵌钉10的最大横向尺寸。

基部13通过渐缩的连接表面14连结至本体11，而基部13的指向与本体11相对的纵向一侧的表面在其周边区域具有适当形状的轮廓，该表面与纵向轴线Z以宽的凹部15间隔开。

基部13的这种构造促进了嵌钉10插入到孔4中，并且进一步允许抑制其总重量。

本体11包括头部20和柄部30，抓持销12从该头部延伸，柄部从基部13延伸直至头部20。

特别地，柄部30从连接表面14延伸，其直径逐渐减小直至颈部区段16，在该颈部区段中，本体11相对于相邻区段具有最小直径，而头部20从颈部区段16延伸，其直径逐渐增大直至最大区段18，然后其直径再次减小直至本体11的最上面的平面17，该最上面的平面基本上垂直于纵向轴线Z。最上面的平面17形成头部20的端部，抓持销12从该端部突出。

柄部30因此具有小于基部13和头部20的平均横向尺寸。

在嵌钉的这个实施例中，最上面的平面17的直径的测量值基本上等于颈部区段16的直径，这两者构成了本体11的最小横向尺寸，该最小横向尺寸为约4mm。

嵌钉10具有约10mm的总轴向尺寸H，其由约1.5mm的基部13的轴向尺寸H1、约1.5mm的柄部30的轴向尺寸H2、约5.8mm的头部20的轴向尺寸H3和约1.2mm的抓持销12的轴向尺寸H4的总和形成。

头部20在侧向上由第一侧表面21界定，该第一侧表面从最上面的平面17延伸直至颈部区段16，而柄部30在侧向上由第二侧表面31界定，该第二侧表面从颈部区段16延伸直至连接表面14。

第一侧表面21和第二侧表面31两者都是整个弯曲的。

这一方面在图5中得到了清楚的示出，该图描绘了其各自的轮廓，由于嵌钉10的轴向对称性，无论所观察的轴向角度如何，轮廓都保持与自身相同。

特别地，可以注意到，第一侧表面21的轮廓和第二侧表面31的轮廓在其整个伸展上都是曲线的。

特别地，第二侧表面31具有凹轮廓，该凹轮廓以约3mm的基本上恒定的曲率半径延伸直至与颈部区段16相对应的最小位置，在该最小位置处，第二侧表面连结到第一侧表面21。

从第二侧表面31一直到最上面的平面17，在其上限定出三个不同的区域，如图5详细描绘的那样。

特别地，第一侧表面21包括连接区域22、第一部分23和第二部分24，该连接区域具有凹轮廓并且与第二侧表面31连续地延伸，该第一部分具有凸轮廓，该第二部分也具有凹轮廓并且延伸直至最上面的平面17。

连接区域22从第二侧表面31延伸，同时维持其相同的曲率，使得其轮廓是凹的，具有约3mm的基本上恒定的曲率半径。

第一部分23具有凸轮廓，该凸轮廓具有也为约3mm的基本上恒定的曲率半径，并且包括最大区段18，在该最大区段，本体11具有约5.5mm的最大横向尺寸。

另一方面，第二部分24具有凹轮廓，该凹轮廓具有也为约3mm的基本上恒定的曲率半径。

第一部分23和第二部分24通过第一转折点26彼此连接，而连接区域22和第一部分23通过第二转折点25彼此连接，第二转折点在平行于纵向轴线Z的方向上与第一转折点26对准。

第二转折点25和第一转折点26分别形成在距最上面的平面17约4.4mm和约1.5mm的距离处。

图6至图8示出了本发明的嵌钉的另外的实施例，分别用110、210和310表示，其中，与上述嵌钉10相似的细节用相同的参考数字表示。

嵌钉110(图6)由钢制成，并且具有与嵌钉10大体上相似的构造。嵌钉110与嵌钉10的不同之处主要在于本体11大体上较薄并且本体11的凹部分曲率不同。

特别地，对于距最上面的平面17相同的距离，嵌钉110的本体的横向尺寸相对于嵌钉10的本体的尺寸总是小约0.5mm。

此外，嵌钉110的本体的第二侧表面31、连接区域22和第二部分24具有约2.5mm的曲率半径。

嵌钉210(图7)也是由钢制成的，与嵌钉110的不同之处在于头部20的第二部分24形成得较薄并且其侧表面的某些部分的曲率半径略小。

特别地，嵌钉210的本体的第二侧表面31和连接区域22具有约2.3mm的曲率半径，以及第一部分23具有约2.5mm的曲率半径，最上面的平面17具有约3mm的直径。

嵌钉310(图8)也由钢制成，其与嵌钉110不同之处在于本体11的各区段形成得较薄，尺寸最小，并且其侧表面部分的曲率半径不同。

特别地，最上面的平面17和颈部区段16的直径为约3mm，并且嵌钉310的本体的第二侧表面31、连接区域22、第一部分23和第二部分24的曲率半径都为约2.3mm。

图9示出了不符合本发明的嵌钉的一实施例，该实施例总体上用410表示，其中与上述嵌钉10相似的细节用相同的参考数字表示。

嵌钉410(图9)由铝制成，其与嵌钉10的不同之处主要在于头部20的形状，该头部不具有带有凹轮廓的第二部分。

事实上，在嵌钉410中，第一部分23延伸直至最上面的平面17，维持约5.9mm的恒定的曲率半径，而第二侧表面31和连接区域22具有约1.4mm的曲率半径。

此外，在嵌钉410中，第一转折点25被限定在距最上面的平面17约5.5mm的距离处，并且基部13不具有连接表面14，使得第二侧表面31直接连结到基部13的外边缘。

示例

为了评估嵌钉10、110、210、310和410的性能，申请人通过使用合适的计算模型进行了模拟，这些嵌钉在前述实施例中被描述为当它们被接收在相应的孔4中并且在适用的情况下经受特定的外部应力时，通过再现正常的驱动条件，允许以合理可靠的方式评估嵌钉的性能水平及其在孔内部的固持程度。

模拟中使用的胎面带的弹性体材料的特性是带嵌钉的冬季轮胎的典型特性。

特别是，通过模拟，已经计算和评估了上述每个嵌钉的以下参数：

-当嵌钉被接收在所述孔中时与胎面带的壁接触的嵌钉的侧表面所占的比例(fraction)；

-由胎面带施加到嵌钉的侧表面的平均接触压力；

-施加在嵌钉的侧表面的不同区域中的接触压力的标准偏差；

-牵引能量，以及

-抽出能量。

在下表中，分别使用字母A、B、C、D和E来识别嵌钉10、110、210、310和410，插入了由上述模拟产生的值。

	A	B	C	D	E
						接触表面所占比例	0.83	0.81	0.87	0.69	0.73
平均接触压力(MPa)	1.74	1.51	1.36	1.43	2.15
						压力标准偏差	2.26	2.45	2.15	2.59	4.06
牵引能量(mJ)	92.5	89.4	86.3	85.8	92.9
						抽出能量(mJ)	1031	1041	1041	1035	978

从对上表中所列值的分析中可以得出以下考虑。

与胎面带的壁接触的侧表面所占的比例在数字上表示了嵌钉的侧表面的多少部分被有效地涉及到了胎面带施加到嵌钉的固持作用中。

模拟表明，在所有嵌钉中，与形成于胎面带中的孔的壁接触的侧表面所占的比例特别高，其值远大于0.6或60％。

特别地，可以注意到，对于嵌钉A、B和C，实际上嵌钉的所有侧表面都与孔的侧壁接触，并且因此能够受到胎面带施加的固持作用。

由胎面带施加到不同嵌钉的侧表面的平均接触压力在嵌钉A和D中的值更高，并且大体上与传统嵌钉的值相当。

然而，在嵌钉的侧表面的不同区域中计算的压力值分布的标准偏差值揭示了本发明的嵌钉上的压力以特别均匀的方式分布，避免了受到强大的局部压力的区域和基本上无载荷的区域。

事实上，本发明的嵌钉的标准偏差值相对于传统嵌钉中遇到的值来说特别低，传统嵌钉通常大于5，也可能高达8。特别地，可以注意到，嵌钉A-D的值基本上小于嵌钉E的值。

牵引能量(计算为通过向胎面带施加切向力来获得抓持销的预定运动所需的能量)显示出与传统嵌钉相当的值，其中在嵌钉A和E的情况下具有最佳结果。

抽出能量(计算为通过施加垂直于胎面表面的力来获得其轴向尺寸的70％的嵌钉径向运动所需的能量)显示了所评估的不同嵌钉的优化的总体值，特别是在嵌钉A-D中。

此外，嵌钉E与其他嵌钉A-D之间的比较可以表明，即使相对于较低的平均压力，压力分布的更大均匀性也能够引起用于将嵌钉固持在孔中的更大能力，从而证实了导致本发明的申请人的认识的可靠性。

当然，为了符合特定和偶然的应用要求，本领域技术人员可以将另外的修改和变型应用于上述发明，这些另外的修改和变形仍然包含在所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (26)

1.一种用于车辆轮胎的嵌钉，包括：

-本体(11)，所述本体沿着所述嵌钉的纵向轴线(Z)延伸，

-抓持销(12)，所述抓持销从所述本体纵向延伸，

-基部(13)，所述基部在与所述抓持销相对的一侧从所述本体(11)纵向延伸，

所述本体(11)包括：

-头部(20)，所述头部在侧向上由第一侧表面(21)界定并且具有一端部，所述抓持销从所述端部延伸，和

-柄部(30)，所述柄部在所述基部(13)与所述头部(20)之间延伸，

其中，

-所述第一侧表面(21)包括具有凸轮廓的第一部分(23)和具有凹轮廓的第二部分(24)，所述第二部分在所述第一部分与所述头部的所述端部之间延伸，

-所述第一部分(23)的凸轮廓通过第一转折区连接至所述第二部分(24)的凹轮廓。

2.根据权利要求1所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面(21)的延伸范围的至少80％是弯曲的。

3.根据权利要求2所述的嵌钉，其中，所述头部(20)的所述第一侧表面(21)的整个延伸范围在其整个伸展上具有曲线轮廓。

4.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述头部(20)关于所述纵向轴线(Z)对称。

5.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述柄部(30)在侧向上由第二侧表面(31)界定，并且所述第二侧表面(31)的延伸范围的至少80％是弯曲的。

6.根据权利要求5所述的嵌钉，其中，所述第二侧表面(31)具有曲线轮廓。

7.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述柄部(30)关于所述纵向轴线(Z)对称。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的嵌钉，其中，所述第二侧表面(31)具有凹轮廓。

9.根据权利要求8所述的嵌钉，其中，所述第二侧表面(31)的轮廓具有基本上恒定的曲率半径。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的嵌钉，其中，所述第二侧表面(31)的轮廓具有在1.3mm到3.5mm之间的曲率半径。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面(21)包括与所述第二侧表面(31)连接的连接区域(22)，所述连接区域(22)从所述第二侧表面(31)延伸，同时维持与所述第一侧表面(21)相同的曲率。

12.根据权利要求11所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面的所述第一部分(23)和所述连接区域(22)通过第二转折区彼此连接。

13.根据权利要求11所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面的所述第一部分(23)和所述连接区域(22)通过第二转折点(25)彼此连接。

14.根据权利要求12所述的嵌钉，其中，沿着所述纵向轴线在所述第二转折区与所述头部(20)的所述端部之间测量的距离占所述本体(11)的纵向尺寸的50％到80％之间。

15.根据权利要求14所述的嵌钉，其中，沿着所述纵向轴线在所述第二转折区与所述头部(20)的所述端部之间测量的距离占所述本体(11)的纵向尺寸的55％到65％之间。

16.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面(21)的所述第一部分(23)的轮廓具有基本上恒定的曲率半径。

17.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述头部(20)的所述端部包括所述本体的最上面的平面(17)。

18.根据权利要求17所述的嵌钉，其中，所述最上面的平面(17)的横向尺寸基本上等于所述柄部(30)的最小横向尺寸。

19.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面(21)的所述第一部分(23)通过第一转折点(26)连接至所述第一侧表面(21)的所述第二部分(24)。

20.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，沿着所述纵向轴线在所述第一转折区与所述头部(20)的所述端部之间测量的距离占所述本体的纵向尺寸的15％到25％之间。

21.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面的所述第一部分(23)的轮廓具有在2mm到3.5mm之间的曲率半径。

22.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面的所述第二部分(24)的轮廓具有基本上恒定的曲率半径。

23.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面的所述第二部分(24)的轮廓具有在2mm到3.5mm之间的曲率半径。

24.根据权利要求5至23中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面(21)的所述第二部分(24)的曲率半径基本上等于所述第二侧表面(31)的曲率半径。

25.根据前述权利要求中任一项所述的嵌钉，其中，所述第一侧表面(21)的所述第一部分(23)的曲率半径的测量值基本上等于所述第一侧表面(21)的所述第二部分(24)的曲率半径的测量值。

26.一种带嵌钉的轮胎(1)，包括胎面带(2)和多个嵌钉(10；110；210；310)，在所述胎面带上限定所述轮胎的胎面表面(3)，所述多个嵌钉以接合的方式被接收在相应的孔(4)中，所述孔形成于所述胎面带中并且在所述胎面表面中开口，其中，所述嵌钉(10；110；210；310)根据前述权利要求中任一项实现。