CN1313290C - 包括细缝花纹的胎面以及用于模制该细缝花纹的薄片 - Google Patents

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Abstract

一种用于轮胎的弹性体材料胎面，该胎面设有多个细缝花纹，每个平均厚度为e的细缝花纹由侧壁(20)所限定，该胎面的特征在于，限定出每个细缝花纹的至少一个侧壁(20)包括至少一第一系列和一第二系列相对于所述侧壁(20)浮凸形成的纹路线条(310，410)，所述线条在垂直于所述侧壁测量时具有至少等于宽度e的1/10的最大高度，每系列线条包括多条线相同方向延伸的线条，第一列线条(310)相交于第二列线条(410)，且其中至少一个侧壁(20)在其整个表面上设有介于细缝花纹宽度e的1/100至1/10之间的平均粗糙度。

Description

包括细缝花纹的胎面以及用于模制该细缝花纹的薄片
技术领域
本发明涉及用于轮胎的胎面花纹。其尤其涉及模制在胎面上的细缝花纹以及用于模制所述细缝花纹的模制部件。
背景技术
在改善轮胎性能方面，本申请人公司已经申请了几项专利，其中描述了各种几何形状的细缝花纹，在形成对于切入覆盖路面的水膜必不可少的附加的脊的同时，所述细缝花纹能够减小因其存在而引起的胎面的刚性损失。例如，美国专利4794965中描述了一种处于胎面的厚度之内的呈Z字形的特殊的细缝花纹构造；美国专利5783002中描述了一种细缝花纹，其相对侧壁上设有浮凸纹路，以便在与路面接触时能够彼此相配合。所述各种细缝花纹保证了橡胶混合物侧壁的机械配合，这种配合对于减小所述侧壁之间的相对运动是非常适合。
采用新型驾驶辅助系统的车辆的发展(制动时的车轮防锁死系统，防滑系统，稳定性控制系统)意味着对轮胎性能方面的需求发生了变化。
对于这些车辆，已经发现，需要胎面设有多个细缝花纹以形成用以接触路面的多个脊的轮胎，所述细缝花纹具有新的几何形状，其在限制该胎面在高剪切应力下的整体刚性降低的同时，具有在低剪切应力下至少彼此局部相互接触的情况下，尽可能减小相对侧壁之间的相对运动的能力(特别在下雨天气下或当路面湿滑时)。
在已知的现有技术中，有些文件描述了具有特定几何尺寸粗糙度的细缝花纹区域的侧壁所带来的好处。例如，以序号96/175115公开的日本文件主张介于20至300微米之间的粗糙度。
然而，其表明，仅靠这些粗糙度范围不足以很好地满足这些轮胎的所有使用条件。
发明内容
为了满足这种需要，根据本发明的轮胎包括具有行驶表面的胎面，该行驶表面用以在所述轮胎行驶期间与路面接触。这种胎面设有多个延伸到该胎面厚度中的细缝花纹，每个平均厚度为e的细缝花纹由相对的橡胶混合物的侧壁来限定，每个细缝花纹具有一由为多点位置限定的中间表面(average surface)Sm，其中所述点与限定了所述细缝花纹的侧壁之间相距大致相同的距离，该胎面的特征在于限定了每个细缝花纹的侧壁中的至少一个包括：
至少一个纹路线条系列，该线条系列浮凸于所述侧壁，并在垂直于所述侧壁测量时具有至少等于宽度e的1/10的最大高度，每个线条系列包括多个彼此大致平行的线条，且限定了每个细缝花纹的侧壁中的至少一个侧壁包括：
在其整个表面上，多个浮凸部分规则地分布在所述侧壁上并在该侧壁表面上形成介于细缝花纹宽度的1/100至1/10之间的平均粗糙度；
在至少一个侧壁上形成浮凸纹路线条的第一系列和第二系列，当垂直于所述侧壁测量时，该浮凸纹路线条的最大高度至少等于宽度e的1/10，其中第一系列线条交叉于第二系列线条。
较佳地，第一系列线条与第二系列线条之间形成至少为45°的锐角。
以这种方式，可以获得一种胎面，其整体刚性因根据本发明的细缝花纹的存在而相对不受影响，且其包括大量的肋。通过相同的橡胶材料，本发明的细缝花纹能够显著地增加限定了所述细缝花纹的橡胶混合物部件的侧壁的等价摩擦系数。摩擦系数的这种增加对于减小一个侧壁相对于所相对侧壁的轻微滑动特别有效，且特别是接近于与接触着路面的表面。浮凸线段(相当于宏观水平的粗糙度)和粗糙表面(相当于微观水平的粗糙度)的存在相结合，主要在低应力和中等应力下出乎意料地增加了一个侧壁在所面对侧壁上的锁定效果。
所获得的另一个好处在于设有本发明的细缝花纹的轮胎对于路面上存在的水较为不敏感，其中水对于介于具有相同的橡胶混合物的两个光滑侧壁之间的摩擦系数的显著影响是众所周知的(摩擦系数可以降低达50％甚至更多)。
本发明被用于客车或重型车辆的胎面；在每种情况下，所述宏观水平的粗糙度和微观水平的粗糙度的值被表示为细缝花纹平均宽度的函数，所述细缝花纹宽度可达3毫米。
优选地，至少一个侧壁的每系列浮凸纹路的线条与垂直于轮胎行驶表面的方向之间大致倾斜10°到80°的角度，且这覆盖了它们长度的至少一部分。
本发明的另一主题涉及用于安装在弹性材料胎面的模具中的薄片，该薄片包括主面，其中主面用于模制形成于胎面上的平均为厚度e的细缝花纹的相对的侧壁，所述薄片主面中的至少一个包括至少相对于所述侧壁的凹的第一和第二纹路线条系列，所述线条在垂直于所述侧壁测量时具有至少等于宽度e的1/10的最大深度，每系列纹路线条系列包括多个在整个侧壁表面彼此大致平行的线段，第一系列线条与第二系列线条相交叉，所述薄片主面中的至少一个在其整个表面上包括有介于细缝花纹宽度e的1/100至1/10之间的相同平均粗糙度。
“凹的纹路线条”可以指连续线条或由不连续纹路形成的线条。优选地，本发明的至少一个薄片主面上设有凹的纹路线条的第一系列和第二系列，每系列线条沿着相同的方向延伸，第一列线条相交于第二列线段从而形成了至少等于45°的锐角。
通过以下参照附图所作的说明，本发明的其它特征和优势将变得显而易见，这些说明是以非限定性实例的方式、通过本发明的实施例的形式来说明的。
附图说明
在这些附图中：
图1示出了用于模制本发明的细缝花纹的金属薄片；
图2示出了沿着通过图1所示的薄片的II-II线截取得到的剖视图；
图3示出了在一胎面中形成的本发明的细缝花纹的橡胶侧壁。
具体实施方式
在图1中，可以看到一平面形状薄片的整个几何形状，其包括两个主面2、2′，用以模制相互面对的侧壁，其中所述侧壁限定了一胎面中的本发明的细缝花纹。在所描述的情况下，两主面之间测得的该薄片的厚度等于0.6毫米。这里，该薄片的中间表面(average surface)将薄片划分成相同体积的两部分并在一半厚度上延伸。
在全部每个主面2和2′上，通过喷丸处理进行了表面处理，以便在与该薄片一起模制出的橡胶材料侧壁上获得均匀的微观水平的粗糙度，该粗糙度介于薄片厚度的1/10至1/100之间。这种表面处理产生了在该薄片整个主面上规则分布的多个凹腔3和3′，所述腔体在所述情况下具有介于40至50微米之间的最大深度。所述腔体3和3′在图2中可以更显著地看出，图2示出了沿着薄片1中的II-II线截取得到剖面视图。
另外，两个大致呈直线形的沟槽31、41的系列3、4已经形成于薄片1的每个主面2和2′上。第一系列3的沟槽31具有三角形的横截面并具有0.1毫米的最大深度和0.5毫米的最大宽度；在所述情况下，这些沟槽31呈直线形、彼此平行且相互之间相距等于1毫米的平均间距。所述沟槽之间的平均间距优选最小等于细缝花纹平均长度L1的5％，最大等于该相同长度L1的20％(该长度L1，在所述情况下等于20毫米，是平行于一定方向来测量，所述方向平行于由设有所述薄片的模具模制的胎面的行驶表面)。
在所描述情况下，侧壁2的沟槽31与垂直于轮胎行驶表面的方向形成了一等于25°的角度β(该方向垂直于测量L1长度的方向)。
处于相同主面2上的第二系列4的沟槽41与第一系列的沟槽具有相同的特征并与后者相交，而形成了一等于45°的平均锐角α。
该薄片的另一主面2′上形成的沟槽的系列与刚刚描述过的沟槽系列具有类似的特性。当然可以在第二主面上形成与在第一主面上形成的沟槽具有不同方向的沟槽，以更进一步改善与该薄片一起模制出的细缝花纹的相互面对的面之间的相互作用。
形成于该薄片的主面上的沟槽导致在所述侧壁上模制出(浮凸的)肋，其中所述侧壁限定了由所述薄片模制出的细缝花纹；在此可以认为，所述肋的系列形成了宏观水平的粗糙度。
可以看出，无论是在低应力还是在中等应力的范围中，微观粗糙度和宏观粗糙度的结合(如在本说明书中所限定的那样)使得可以在行驶过程中实现更好的平衡。
图2表示在所述薄片1中沿着II-II线截取得到的剖面视图，其示出了沟槽31和31′剖面的轮廓：后者大致为三角形。另一方面，由多个腔体3和3′形成的微观水平的粗糙度区域在主面2和2′上是可见的，其包含于所述沟槽上。
另外，可以将所述细缝花纹设置成具有中间表面，其几何形状适于允许通过相对侧壁之间的交错而实现机械配合，其中所述侧壁限定了所述细缝花纹。当应力增加的足够大时，这种机械配合提供了采用锁合的优点，其中这种锁合是利用本发明的微观和宏观水平粗糙度的区域来获得的。
图3示出了本发明的细缝花纹的侧壁20，该细缝花纹被模制在橡胶胎面的胎面花纹块10内。宽度为L的该侧壁20包括沿着垂直于所述宽度L的方向X(该方向X在胎面纹路块10的厚度之内延伸)的波纹状轮廓11，所述波纹状轮廓在此整个长度L上延伸。所述波纹状轮廓形成于限定了所述细缝花纹的相互面对的侧壁上，并允许在进入与路面的接触时使一个侧壁机械接合到另一个侧壁上。另外，侧壁20包括微观水平和宏观水平粗糙度的结合(后者呈肋的形式，所述肋由线310和线410所示意性地表示)。
在参考图3所描述的情况下，微观水平的粗糙度区域与通过根据图1所描述的薄片模制获得的区域是相同的。
因波纹状图轮廓的存在而在产生的机械接合，与这里所形成的微观粗糙度和宏观粗糙度区域相结合，赋予了设有本发明的胎面的轮胎更进一步的改进性能，在车辆防抱死或防滑系统起作用的过程中尤其如此。
本发明并不局限于所描述和示出的实例，在不背离本发明的范围的前提下，可以对其作出各种变化形式。例如，在限定了细缝花纹的侧壁上模制出的纹路的系列，在相切于所述侧壁之一的平面上看去时，可以具有非直线形轨迹，具体呈对中或非对中的圆形、Z字形、波浪形等。
同样，纹路的线条可以由多条线段形成，所述线段形成不连续线的排序，每条线段之间的间隔小于所述线段的平均长度。

Claims (9)

1.一种由弹性体材料制成的轮胎胎面，所述胎面设有多个细缝花纹，每个平均宽度为e且中间表面为Sm的细缝花纹由相对的侧壁(20)所限定，该胎面的特征在于，限定了每个细缝花纹的侧壁中的至少一个在其整个表面上具有介于细缝花纹宽度e的1/100至1/10之间的平均粗糙度；并且所述侧壁(20)中的至少一个包括：相对于所述侧壁浮凸的至少一个第一系列和一个第二系列纹路线条(310，410)，所述线条在沿垂直于所述侧壁方向测量时具有至少等于宽度e的1/10的最大高度，每系列线条包括多条沿相同方向在整个侧壁表面延伸的线条，第一系列线条与第二系列线条相交叉。
2.如权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述第一系列线条(310)与第二系列线条(410)之间形成了至少等于45°的平均锐角α。
3.如权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，至少一个细缝花纹的中间表面Sm具有适当的非平面的几何形状，使得当进入与路面的接触状态时，限定了所述细缝花纹的侧壁能够彼此机械地配合，以便减少一个侧壁相对于另一个侧壁的运动。
4.如权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述中间表面Sm包括至少一个沿垂直于该中间表面方向的波纹状轮廓(11)。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的胎面，其特征在于，至少一个侧壁(20)的浮凸线条(310，410)与垂直于该胎面的行驶表面的方向倾斜一介于10°和80°之间的β角。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的胎面，其特征在于，介于每个浮凸线条系列的线条(310，410)之间的平均间距最小等于细缝花纹长度L的5％，最大等于细缝花纹长度L的20％。
7.一种用于装配在弹性体材料胎面的模具中的薄片(1)，该薄片包括主面(2，2′)，主面(2，2′)用于在胎面上模制限定出平均厚度为e的细缝花纹的相互面对的侧壁，薄片的主面中的至少一个包括纹路线条(31，41，31′，41′)的至少一个第一和第二线条系列(3，4)，所述线条相对于所述侧壁凹陷，并且在沿垂直于所述侧壁测量时具有至少等于宽度e的1/10的最大深度，每个线条系列(3，4)包括多条在整个侧壁表面彼此之间大致平行的线条，第一系列线条与第二系列线条相交叉，所述薄片主面中至少一个在其整个表面上包括介于细缝花纹宽度e的1/100和1/10之间的相同平均粗糙度。
8.如权利要求7所述的用于安装在胎面模具中的薄片(1)，其特征在于，所述薄片的每个主侧壁(2，2′)设有在所述侧壁上规则分布第一系列(3)和第二系列(4)的凹的纹路线条，所述凹纹路(31，41，31′，41′)具有至少等于宽度e的1/10的深度，第一系列纹路线条(31，31′)与第二系列纹路线条(41，41′)相交叉而形成一至少等于45°的锐角。
9.如权利要求7或8所述的用于安装在胎面模具中的薄片(1)，其特征还在于，所述薄片的每个主侧壁上形成有浮凸纹路(11)，一个侧壁的浮凸纹路(11)与另一侧壁上的浮凸纹路相互互补，以允许与所述薄片一起模制成的限定出细缝花纹的侧壁之间的机械配合，这种机械配合限制了相互面对的侧壁之间的相对运动。
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