专利名称：具有切口的轮胎胎面的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装配在车辆驱动轴上的轮胎的胎面，特别是重载车辆。
这样的轮胎通常提供有胎面花纹，该胎面花纹由环向和/或横向的沟槽在横向和/或环向上彼此分隔开的凸纹部件构成，如隆起和/或凸块，根据该轮胎所安装的轴，其胎面提供有具有在环向排列的多个隆起或多个凸块的花纹，在驱动轴，即传输驱动和制动力矩的轴的情况下，习惯上制造的花纹具有由环向和横向沟槽分隔的一系列凸块。这种花纹的轮胎的主要缺点是该胎面的柔韧性增大(经过接触区域的凸纹部件表面切向的力作用下的剪切强度被减小)，和由于增加开槽数量(沟槽面积和胎面总面积之间的比率)而导致行使中发出噪声。
另一种可能包括形成在大致环向排列的隆起构成的花纹(即，可以在该方向的两边曲折往返)，并给这些隆起提供一系列切口，所述切口宽度小于该沟槽的宽度(通常所述切口的平均宽度最大为2mm)；这些切口可以相对该轮胎的横向倾斜或不倾斜，并可以延伸过该胎面使用厚度的部分或全部(确切地说，该使用厚度对应使用者可以使用并符合法规的胎面厚度)。尽管由于许多边缘形成隆起的滚动面，这些切口有利于抓地，但增加其数量也减小了刚性，这对该轮胎的其它特性有害，刚性的降低与该相对的橡胶侧壁的稳定相关，它限定了在经过与道路接触区域时每个切口相对另一个切口的滑动。
EP 768958给出了一种解决方案，其描述了一种新的切口形式，减小了在相对侧壁之间的滑动，并由此每个侧壁具有一个由在表面两边的突起和凹陷形成的凸纹表面，一个突起完全由凹陷包围，反之亦然，使得该侧壁表面相互协助阻挡该侧壁之间的相对移动。
通常这些切口设置得形成基本在横向排列的橡胶棱，当直线行驶时具有在驱动或制动力矩下轮胎抓紧作用。已经发现，在提供有这种切口的隆起接触表面的切向力作用下，尽管能保证该侧壁阻挡相对的侧壁，但是这个阻挡不会立即生效。在重载车辆上的噪音测量中，给该驱动轴施加一个驱动力矩，申请人发现EP 768958描述的切口的数量越多，车辆经过时的噪音越明显。实际上，在侧壁之间存在不能阻挡的方向。
需要一种轮胎胎面花纹，其上提供有一系列宽度小于2mm切口的环形隆起，所述切口造成了大量的和大长度的隆起，所说的切口限定了一系列橡胶部件，其相对的侧壁迅速(即在明显减小或为零的时间内)相互阻挡。
为此，本发明的目的在于提供一种轮胎胎面，它具有由至少两个基本环向排列的沟槽形成的花纹，这些沟槽限定了至少两个隆起，每个隆起具有一个与地面接触的接触面和两个侧表面，该侧表面与该接触面横切，形成平均宽度为L的至少一个隆起的边缘，它具有一系列通向该接触面和该隆起的两个侧表面的切口，使得每个切口在该接触面上的轨迹在与该隆起的边缘横切的点A和B之间，并且该线段AB的方向与该胎面横向构成最大等于40°的夹角α，所说的胎面的特征在于-每个切口，平均宽度为E，在该隆起的一个侧表面和它的另一个侧表面之间，具有连续切口部分，这些切口部分的一部分，至少在等于所述切口最大深度Hi的一半的高度He之上，且对于在该新状态中在高度He之上的任何平行于该接触面的表面，这一部分切口的轨迹相对该胎面的纵向构成最大等于15°的平均夹角β；以及在纵向的投影上，所说的部分具有的总长度Lt至少等于该隆起宽度L五分之一；以及-所述切口部分，其轨迹构成平均夹角β，在相对侧壁上提供有幅度K的在经过路面接触区域时共同工作的凸纹部件，来阻挡所述切口的一个侧壁与在胎面厚度方向和纵向上相对侧壁之间的相对移动，该凸纹部件的幅度K在所述切口平均宽度E的4至10倍之间。
该总长度Lt等于在所述切口部分的纵向Y投影的长度的总和，所述切口部分与纵向Y构成最大为15°的平均夹角。一个截面的这个长度Lt可以不同于另一截面的，它在滚动面上从一个截面到另一个截面所述切口的轨迹逐渐变化。
所述切口的平均宽度E被定义为相对侧壁隔开的平均距离。
为了得到所述结果，重要的是实现所述切口部分的足够长度和凸纹部件组合所述切口部分与该胎面纵向(当该胎面是该轮胎的一部分时对应该环向)构成一个小的夹角，而该凸纹部件实现了该部件表面上所有方向的部件侧壁的阻挡，并且至少一个总高度He等于所述切口最大高度Hi的至少三分之二。当然，这个高度He可以是多个不连接部分的高度的总和，它满足本发明的上述条件，即角度和长度条件。
这样，由于所述切口的相对侧壁至少局部地彼此阻挡，防止在平行于该侧壁的方向(即除了垂直于这些侧壁)上的任何相对移动，当经过该地面接触区域时，提供有根据本发明的切口的隆起可以象机械连续的隆起(即没有切口)。
最好是-该总长度Lt至少等于该隆起宽度L的三分之一；-每个切口部分，构成最大等于15°的平均角度β，在该胎面的纵向投影具有两个切口间平均距离的四分之一到一半之间的长度；-为了进一步改善阻挡，每个切口部分，构成最大等于15°的平均角度β，在该胎面的纵向投影具有至少等于该隆起宽度的五分之一的长度；-构成最大等于15°的平均角度β的该侧壁上提供有凸纹部件，具有在这种条件下从该滚动表面到所述切口最大深度的至少50％的深度；优选的是，这些凸纹部件(凹陷或突起)沿着至少三个与滚动表面大致平行的线分布；-最大等于5°的平均角度β，更有效地阻止了在所述切口侧壁纵向方向上的移动；-所有的切口部分在其侧壁上提供了凸纹部件，这些凸纹部件用于在其间彼此配合来阻挡沿该侧壁平行方向的所有移动。
根据本发明的胎面与提供有隆起形成的花纹的胎面作用几乎相同，同时在该接触区域具有许多很长的棱，该接触区域给该胎面提供了非常高的抓地性能。实际上，除了移动部分外，一侧壁相对于相对侧壁的所有移动被明显减小，甚至完全避免，无论提供有这种切口的凸筋承受的力是在接触区域的切向纵向(环向)还是横向，或是二者的组合。
此外，已经发现本发明的胎面花纹不会受到额外的磨损，特别是不会受到不规则的磨损(即该隆起的整个接触面均匀磨损)。
该凸纹部件(突起和凹陷)可以具有任何几何形状，但最好这些形状是相似的，使其允许有效地配合。当然可以在限定只在一个切口的侧壁上构成突起，只在一个相对的侧壁上构成与该突起互补的凹陷。
为了更好地阻挡，最好是在该隆起的整个宽度上分布最大等于5°的平均角度β的切口部分，为此，设定-Le将最靠近每个隆起侧表面且具有凸纹部件的切口部分隔开的最大距离，以及-Li将最靠近每个隆起中间部分且具有凸纹部件的切口部分隔开的最大距离，最好是这些距离满足下述关系式1/3≤Le/L≤2/31/4≤Li/L本发明的其他特征和优点在下面结合附图的描述中说明，所示的实施例是非限定的实施例。
在附图中
图1描述了一个第一变换，是根据本发明的轮胎胎面上一个隆起的平面视图；图2显示了在图1中沿II-II线的该隆起的截面视图；图3显示了在根据本发明的第二变换中一个胎面隆起的平面视图；图4显示了在图3中沿IV-IV线的一个该隆起一部分的截面视图；图5显示了在图3中沿V-V线的一个该隆起一部分的截面视图；图6显示了用于模制根据本发明的一个切口的一个部件的视图；图7显示了根据本发明的一个切口的另一种变换。
图1显示了用于315/80 R22.5尺寸的重载车辆轮胎上的胎面隆起1的局部视图，该胎面具有由平均深度为15mm的沟槽限定的共八个隆起，排列在该胎面的环形方向(在图1中由方向Y标示)上。
该隆起1具有一个在滚动中与地面接触的接触表面2，和两个沿着两个边缘5和6与该接触表面2横切的侧表面3和4。该隆起1提供有一系列开向每个侧表面的切口7；在该状态下的滚动表面看，每个切口7沿着一个位于隆起的边缘5和6上的点A和B之间延伸的线与该表面2横切。在滚动表面上所述切口轨迹的平均角度相应于该线段AB和胎面横向(在附图中方向X标示)之间的夹角α；在所示情况中这个角度等于7°。在给定的隆起上的每个切口具有0.6mm的平均宽度E，和在其长度(在点A和B之间)上恒定的深度，该深度等于该隆起1限定的该沟槽的深度。
每个切口7在该隆起1的侧表面5和另一侧表面6之间延伸，并由一连串与图1中所见的滚动表面横切的直的切口部分70、71、72、73、74构成。
所述切口7的两个部分71、72在该滚动面上具有轨迹，分别与该胎面纵向(在附图中方向Y标示)构成β1和β2的夹角，在这个情况中都等于7°。这两个切口部分71和72具有都等于5mm的长度L1和L2，这些突出于该纵向Y的长度的总和Lt在这个情况中等于该隆起宽度L的三分之一。
该两个切口部分71和72还在限定它们的侧壁上提供了一系列的突起和凹陷凸纹部件，它们类似于在US5,783,002中描述的。图2，是图1中沿II-II线的截面，显示了平均宽度E和深度Hi的切口71。所述切口71的每个侧壁具有凹陷和突起的凸纹部件，在所示情况中该凸纹部件具有等于3.3mm的最大幅度K。此外，所述切口71的侧壁具有在整个高度He范围上的凹陷和突起的凸纹部件，在所示情况中等于Hi。所述凸纹部件分布在该滚动面和所述切口底部之间的多个高度上实际上，在所述切口深度Hi方向上看，最好有至少三排凸纹部件。
在所示实施例中，所述切口的部分70、73和74也是直的，并且沿着构成等于7°的夹角α的直轨迹与该滚动面横切。此外，这些部分也具有类似于部分71和72上设置的一系列凸纹部件。
在所述实施例中，旋转方向是图1中方向Y的相反方向。
总之，所述切口1在该情况中垂直于该滚动面，即每个部分70、71、72、73、74均垂直于该面。
作为一种变换，每个切口可以倾斜一个角度，其绝对值最大等于15°(相对于该滚动面的垂向)；在一个给定的隆起上的所述切口可以以一个正角度和一个负角度交替倾斜。
下面的表I给出了具有隆起(实例1到实例4)的不同花纹的比较-没有切口(实例1)；-具有在滚动面上直轨迹的平切口(实例2)；-具有如US5,783,002所描述的一系列凸纹部件的平切口(实例3)；-具有根据本发明的切口(实例4)。
在最后的实例4中，该轮胎具有八个隆起，每个隆起提供有一系列图1所示的切口。由于该胎肩的隆起较宽，在该胎肩的隆起的切口与其它隆起的切口不同，所述切口提供有较大幅度附加波动。
比较这些胎面花纹(表I)，每个花纹在纵向剪切上的刚性(沿图1中方向Y)被计算，它等于地面施加给每个花纹的纵向力和该花纹剪切变形之间的比率。柔韧性也被计算，它确定为纵向剪切上的刚性和橡胶剪切模量与地面接触花纹面积乘积之间的比率。
每个胎面花纹的沟槽比例是在一个隆起上的切口面积总和与该隆起总面积之间的比率。
表I-计算值
很清楚，具有本发明(实例4)的花纹，该沟槽比例和棱长度可以增加，同时也增加了纵向剪切刚性，与具有非本发明切口的花纹相比较，另一方面没有产生过大的柔韧性。
还在提供有相同的花纹(实例2、3和4)和一个具有被跨接、即相对侧壁由橡胶梁连接的直切口的隆起的花纹(实例5)的轮胎上测量。这些测量列在下面的表II中。
表II-在轮胎上测量
很清楚，具有本发明切口(实例4)的胎面花纹保持的刚性(以每百分之变形的daN表示)比具有橡胶梁的切口的花纹的高，同时提供了很高的沟槽比例而不考虑磨损水平。
图3显示了根据本发明的具有一系列切口700的胎面隆起10的另一个变换。在滚动面20上看，每个切口具有一个轨迹，它在与该隆起的每个边缘横切的两个点A和B之间延伸，这个切口从A到B具有多个连续的切口部分，即AC、CD、DE、EF、FG、GH、HI、IJ、JB。所述切口部分AC、DE、FG、HI排列在横向X上，并且在限定它们的侧壁上没有凸纹部件。
该部分CD、EF、GH、IJ各相对于纵向Y构成绝对值是5°的夹角β(该夹角是在每个所述切口部分端部连接点的线段)，所有切口部分提供有贯穿其深度的一系列的凸纹部件(由在滚动面上的波折线8表示，如图3所示)。
为了改善较长的切口部分侧壁的阻挡，该凸纹部件的最大幅度K位于朝向每个这样的切口的中间区域(在所实施实例中，该凸纹部件的幅度从每个端部向中间区域逐渐增加，如点划线所示)。
最好是所述切口部分以相对于该胎面纵向小于15°的角度β倾斜，并且这些切口部分以所述切口的相对侧壁的阻挡尽可能均匀分布到该隆起的整个宽度上的方式，分布在该隆起的宽度上。在这种情况下，具有凸纹部件并位于最靠近每个隆起的边缘侧表面的所述切口部分所隔开的最大宽度Le(相应于该部分CD和IJ，特别是该点C和J之间的距离)，等于该隆起10宽度L的2/3，同时位于最靠近该隆起的中间部分的具有凸纹部件的切口部分所隔开的最大宽度Li，等于该宽度L的1/3。
最好是，没有凸纹部件的切口部分相对垂直于滚动面并经过该点A的中平面以一个正角度和一个负角倾斜，这个倾斜最大等于15°。
在这个情况下，没有凸纹部件的切口部分DE和HI相对于这种状况中的胎面滚动面的垂直面倾斜，如图4所示。图4是沿图3中IV-IV线的截面，显示了所述切口部分HI的轨迹，相对经过有该表面的部分的横切点的该胎面滚动面的垂直面，以一个角度γ1倾斜。另一方面，切口部分FG相对部分DE和HI位于该线段AB的另一边，以与角度γ1数值相同但符号相反的角度γ2倾斜，如图5所示，图5是沿所述切口部分FG的V-V线的截面。
如果L’和L”标示各切口点与经过点A和B的想象线之间在纵向上的最远的距离，且各切口点位于该想象线两边，可以有多种变换。在所述实施例中，L’和L”彼此相等，并等于该隆起的宽度L的四分之一。
为了更好地平衡该胎面并更好地阻挡所述切口侧壁，最好是该长度L’和L”根据在纵向上排列的切口部分被加权在该情况中，最好是L”大致等于L’长度的两倍。
图1和3显示了提供有根据本发明的切口的隆起，所述切口在该隆起上最佳地排列当然，在每个隆起上制造一系列切口的胎面花纹可以获得相同的效果，每个切口的轨迹相对于连接所述切口横切点和隆起的边缘的线大致是对称的。
该凸纹部件可以是彼此配合的沟槽和隆起形式的，一旦提供有这种部件的切口侧壁彼此接触，保证阻挡任何移动。形成于沿着垂直于或不垂直于滚动面的方向的相对侧壁上的沟槽和隆起不需要是直的。
图6给出了一个薄片形式的模制部件101的一种变换，该薄片固定在一个模具中，用于在轮胎胎面上模制根据本发明的切口。该薄片101具有两个倾斜部分102(即相对垂直于滚动面的方向形成不为零的角度的切口部分的模具部分)，并设有径向部分103(即垂直于滚动面的切口部分的模具部分)。该薄片的所有这些部分具有相同的平均厚度，该薄片的总高度被表示为Hi。该薄片的所有这些部分具有交替设置的凹陷104和突起105，其幅度在该薄片平均厚度的4至10倍之间。
一些径向部件106被设计来模制相对该胎面的纵向方向构成零度角的切口部分(在这个情况中其它部件垂直该方向)。
所述薄片101被设计来模制与滚动面横切的锯齿形切口，该锯齿的幅度随深度(并由此在该胎面磨损时)逐渐增加。在一个确定的深度下，并且在一个在至少等于总深度Hi一半的剩余深度He上，用于模制相对纵向为零度角的切口部分的径向部件106，从该方向的投影上看，具有至少等于该薄片长度L五分之一的总长度Lt(总长度指的是在各径向部件的纵向上该长度的总和)。
这种薄片的另一种变换由图7简要示出。图7描绘了一个胎面的橡胶部件，它提供有用类似上述的薄片模制的切口202。
所述切口202的总高度是Hi，其特点是在滚动面上它形成了一个几何轨迹203，当继续磨损时，从具有相对连接所述切口端部A和B的线段在第一边上的锯齿的一个锯齿形状，变化成具有相对该线段在另一边上的锯齿的另一个锯齿形状，它经过基本是直的该几何轨迹的中点(在所述情况中约在所述切口的一半)。该几何轨迹的形状只在深度He1之后开始变化，并且直至相应于离所述切口底部的一个距离He2的平面的深度持续不变。
至少所述切口部分204相对的侧壁与该橡胶部件的纵向对齐，该橡胶部件具有凹陷和突起(没有示出)，使得在该部分的纵向和该高度He上的投影的长度总和等于高度He1和He2的总和，且该总和至少等于该橡胶部件201宽度L的五分之一。在此，该高度He等于所述切口的总高度Hi的一半。
本发明不限于所描述的实施例，并且在其范围内可以得到许多变化。特别是，也可以是客车轮胎，以及重载车辆的非驱动轴轮胎。
权利要求
1.一种轮胎胎面，它具有由至少两个基本环向排列的沟槽形成的胎面花纹，这些沟槽限定了至少两个隆起(1)，每个隆起具有一个与地面接触的接触面(2)和两个侧表面，该侧表面与该接触面横切以形成边缘(5、6)，平均宽度为L的至少一个隆起的边缘具有一系列最大深度为Hi的切口(7)，所述切口通向该接触面和该隆起的两个侧表面，每个切口在该接触面上的轨迹在与该隆起的边缘横切的点A和B之间延伸，该线段AB与该胎面横向构成最大等于40°的夹角α，所说的胎面的特征在于-平均宽度为E的每个切口(7)，在该隆起的一个侧表面和它的另一个侧表面之间，具有连续切口部分(70、71、72、73、74)，这些切口部分的一部分，至少在等于所述切口最大深度Hi的一半的高度He之上，且对于在该新状态中在高度He之上的任何平行于该接触面的表面，这一部分切口的轨迹相对该胎面的纵向构成最大等于15°的平均夹角β；而且在纵向的投影看，所说的部分具有的总长度Lt至少等于该隆起的宽度L的五分之一；以及-所述切口部分，其轨迹构成平均夹角β，在相对侧壁上提供有幅度为K的在经过路面接触区域时彼此配合的凸纹部件，来阻挡所述切口的一个侧壁与在胎面厚度方向和纵向上相对侧壁之间的相对移动，该凸纹部件的幅度K在所述切口平均宽度E的4至10倍之间。
2.根据权利要求1的轮胎胎面，其中该总长度Lt等于所述切口部分的长度在纵向Y投影的长度的总和，所述切口部分与纵向Y构成最大为15°的平均夹角，该总长度Lt至少等于该隆起的宽度L的三分之一。
3.根据权利要求1或2的轮胎胎面，其中限定所述切口部分的侧壁与该环向构成最大等于15°的一个角度β，该侧壁具有从该滚动表面向下到所述切口最大深度Hi的至少50％的一个深度的凸纹部件。
4.根据权利要求1至3之一的轮胎胎面，其中该平均角度β最大等于5°。
5.根据权利要求1至4之一的轮胎胎面，其中所述切口的至少一部分相对于与该滚动面垂直且经过点A的平面倾斜一个不为0°的角度。
6.根据权利要求5的轮胎胎面，其中所述切口相对于与该滚动面垂直并过该点A的平面都倾斜一个绝对值最大等于15°的相同的平均角度，所述切口以正角度和负角度交替地倾斜。
7.根据权利要求1至4之一的轮胎胎面，其中至少两个切口部分以小于15°的平均斜度倾斜，所述部分的倾斜方向相反。
8.根据权利要求1至7之一的轮胎胎面，其特征在于，1/3≤Le/L≤2/31/4≤Li/L在此-Le将最靠近每个隆起侧表面且具有凸纹部件的切口部分隔开的最大距离，以及-Li将最靠近每个隆起中间部分且具有凸纹部件的切口部分隔开的最大距离。
全文摘要
一种轮胎胎面，它具有两个平均宽度L的隆起，该隆起具有一系列切口，其轨迹在两个横切点A和B之间延伸，该线段AB与该胎面横向构成最大等于40°的夹角，所说的胎面的特征在于每个切口，平均宽度为E，具有一个连续切口部分，切口部分的一部分，对于在新状态中任何平行于该接触面的表面，并位于该表面和所述切口最大深度三分之二之间，所述切口的轨迹相对该胎面的纵向构成最大等于15°的平均夹角β，所说的部分具有至少等于该隆起宽度L五分之一的总长度Lt；所述切口部分，其轨迹构成平均夹角β，在相对侧壁上提供有幅度K的凸纹部件，用于彼此配合，来阻挡所述切口的一个侧壁与相对侧壁之间的相对移动，该凸纹部件的幅度K在所述切口平均宽度E的4至10倍之间。
文档编号B60C11/13GK1524041SQ02813691
公开日2004年8月25日 申请日期2002年6月25日 优先权日2001年7月9日
发明者J·梅斯热, J 梅斯热 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司