用于重型货车的驱动轴的轮胎的胎面和轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种预定用于装配到重型货车的驱动轴上的轮胎的胎面(1)，所述胎面包括限定各自具有一定高度和沿轴向方向测得的宽度的至少三个花纹条(4、5、6)的多个周向花纹沟(2)，所述胎面(1)由两个边缘排(7、8)轴向地限定，每个花纹条(4、5、6)设有多个刀槽花纹(41、51、61)，所述刀槽花纹(41、51、61)在经由和接触路面时能够至少部分地闭合，所述刀槽花纹(41、51、61)通向所述花纹条的每个侧面，以形成两个边角，并且具有至少等于所述花纹条的高度的50％的深度，所述刀槽花纹(41、51、61)成对地限定单元花纹条体积部(40、50、60)和单元接触表面(400、500、600)，所述胎面的特征在于，在由同一花纹条的两个刀槽花纹限定的每个单元体积部(40、50、60)上形成有通向崭新状态下的接触面的空隙体积部(42、52、62)，所述空隙体积部(42、52、62)相对于所述胎面表面具有等于所述空隙体积部处的单元接触表面(400、500、600)的面积的0.4％至1.5％的总面积，所述空隙体积部(42、52、62)具有至少等于所述花纹沟的深度的一半的深度，并且所述空隙体积部(42、52、62)被确定为使得当其经过和接触路面时保持敞开，以能够拾取路面上可能存在的任何液体。
【专利说明】用于重型货车的驱动轴的轮胎的胎面和轮胎
【技术领域】
[0001]本发明涉及轮胎胎面，特别是用于装配到重型货车上的轮胎的胎面。更具体地说，本发明的胎面预定用于装备用于重型货车的驱动轴的轮胎。
【背景技术】
[0002]重型货车包括装配有轮胎的轮轴，所述轮轴并非均经受相同的负载:在驱动轴的情况下，除了所承载的净载重量(有效载荷)之外，轮胎经受驱动力和制动力，这些力施加在路面与所述轮胎设有的胎面之间。这些胎面以已知方式包括多个纵向地定向和横向地定向的花纹沟，这些花纹沟以花纹条(肋)和/或花纹块的形式限定隆起元件。
[0003]这些花纹沟在经过其中轮胎接触道路的接触区段(印痕)时未完全闭合，并且因此特别是在雨天中允许从该接触区段处除去水。
[0004]为了确保驱动轴上的轮胎产生良好的驱动，已知的作法是优选形成至少在中心区域、即胎面的轴向最外面部分的外侧包括周向花纹条的胎面。所述轴向最外面部分可由花纹块组成，这些花纹块可通过材料桥局部地相连。
[0005]同样已知的作法是为所述花纹条增加多个刀槽花纹，当进入接触区段时刀槽花纹的宽度适于至少部分地闭合，该闭合赋予花纹条优异的剪切刚度。通过至少部分地闭合，其意味着，限定刀槽花纹的面对的壁在接触区段中至少部分地彼此接触。由此产生的刀槽花纹具有等于或接近花纹沟的深度的深度，以便其在轮胎的整个使用期限(即，在因为磨损而必须更换轮胎之前或者在必须通过翻新操作来更新轮胎胎面之前)中保持有效。
[0006]记住，所述刀槽花纹具有产生用于切入路面上存在的液体薄膜中的附加材料边角的优点，因为该薄膜可能在胎面与路面之间获得并且在行驶期间引起轮胎的抓地力的减小。
[0007]当然，必须谨慎地确定每个花纹条上的刀槽花纹的数量，以便不削弱所述花纹条。已知的作法是，对于给定尺寸(高度、宽度)的花纹条，确定可制造出的刀槽花纹的数量，以便享有基本上均匀的操作。
[0008]随着使用的进行，已经发现，在其中存在平滑路面上的小深度液体薄膜的特定条件下，液体可能积聚在路面与形成胎面的材料之间。
[0009]定义:
[0010]胎面花纹的空隙比等于由隆起元件(花纹块、花纹条)限定的空隙(基本上由花纹沟形成)的表面积与总表面积(隆起元件的接触面积和空隙的表面积)之间的比值。低空隙比表示胎面具有大的接触面积和小的隆起元件之间的空隙面积。
[0011]花纹块是形成于胎面上的隆起元件，该元件由空隙或者花纹沟限定并且包括侧壁和接触面，接触面预定用于在行驶期间接触路面。
[0012]花纹条是形成于胎面上的隆起元件，该元件由两个花纹沟限定。花纹条包括两个侧壁和接触面，接触面预定用于接触路面。
[0013]径向方向是垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面的厚度方向)。
[0014]轴向方向是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。
[0015]周向方向是指与以旋转轴线为中心的任一圆相切的方向。该方向垂直于轴向方向和径向方向。
[0016]切口表示花纹沟或者刀槽花纹，并且对应于由以非零的平均距离彼此远离的对置材料壁限定的空间。刀槽花纹与花纹沟的区别恰好在于该距离；在刀槽花纹的情况下，该距离适于当对置的壁进入到其中轮胎接触路面的接触区段时允许对置的壁发生接触。对于刀槽花纹，该距离在此处最多等于2毫米(2mm)。在花纹沟的情况下，该花纹沟的壁在正常行驶条件下无法相互接触，甚至无法部分地相互接触。
[0017]刀槽花纹的主方向对应于穿过未磨损的崭新状态下的胎面表面上的刀槽花纹的最远点的平均方向。
[0018]副方向定义为垂直于刀槽花纹的主方向并且延伸进入胎面厚度的方向。
[0019]如ETRTO标准所定义的轮胎使用条件规定了对应于由轮胎的负载指数和速度标定所指示的轮胎的承载能力的基准充气压力。这些使用条件可以称为标称条件或者通常条件。
【发明内容】
[0020]存在着在不损害其他条件下的胎面性能并且特别是在不改变其耐磨性能的情况下就在湿滑地面上的抓地性而言改善所述胎面的需求。
[0021]为此，本发明的一个主题是一种预定用于装配到重型货车的驱动轴上的轮胎的胎面，该胎面包括各自具有一定深度和一定宽度的多个周向花纹沟，所述多个周向花纹沟限定各自具有一定高度和沿轴向方向测得的宽度的至少三个花纹条，所述胎面由两个边缘排轴向地限定，每个花纹条设有多个刀槽花纹，所述刀槽花纹在进入其中轮胎接触路面的接触区段时能够至少部分地闭合，这些刀槽花纹通向所述花纹条的每个侧面，以形成两个边角，并且具有至少等于所述花纹条的高度的50 %的深度，这些刀槽花纹成对地限定单元(基本)花纹条体积部和单元(基本)接触表面。
[0022]该胎面的特征在于，在由同一花纹条的两个刀槽花纹限定的每个单元体积部上形成有通向崭新状态下的接触面的空隙体积部，该空隙体积部在胎面表面上具有至少等于该空隙体积部处的单元表面的面积的0.4%且最多等于该空隙体积部的单元表面的面积的
1.5%的总面积，该空隙体积部具有至少等于所述花纹沟的深度的一半的深度，并且该附加空隙体积部被确定为使得当其经过接触区段时保持敞开，从而允许拾取路面上存在的任何液体。该液体通过离心力作用从接触区域甩出。此外，该空隙体积部位于单元体积部的中心部分，该单元体积部的中心部分对应于在该单元体积部中径向地延伸以与限定该单元体积部的刀槽花纹相切的径向圆柱体。
[0023]优选地，限定单元体积部的两个刀槽花纹之间的最小距离小于所述单元体积部的轴向宽度。这样，径向圆柱体被完全包含在单元体积部内。
[0024]优选地，空隙的深度大于(或等于)花纹沟的深度的0.75倍，并且更优选至少等于对应于胎面的磨损极限的深度。
[0025]本发明的优点在于在不会不利地影响每个单元体积部的刚度的情况下，其产生可以用来拾取至少一些可能位于所述单元体积部的表面与路面之间的液体的空隙体积部并且优选地在单元体积部的每个接触表面的中心部分中这样做。具体地说，限定每个单元体积部的刀槽花纹在其进入接触区段时闭合并且其特别有利于在距离其中形成所述刀槽花纹的花纹条的边缘最远的中心部分中产生空隙。
[0026]借助于本发明的设计，因为附加空隙体积部保持非常有限，所以该胎面还具有降低对异物侵蚀的敏感性的优点。
[0027]根据本发明的一种备选形式，根据本发明的胎面被设置为使得同一花纹条的两个刀槽花纹之间的空隙体积部通过由至少两个空腔或井孔构成的体积部形成，每个空腔或井孔具有至少等于花纹沟的深度(该花纹沟的深度对应于花纹条的高度)的0.75倍的平均深度。
[0028]优选地，每个空腔具有呈大体凸出形状并且满足2/3 < 1/L < 3/2的纵横比条件的横截面，以使得每个空腔在其进入接触区段时保持敞开，其中“I”为空腔在周向方向上的最大尺寸，“L”为空腔在横向方向上的最大尺寸。
[0029]大体凸出形状是指围绕每个空腔的轮廓，如果在胎面表面上绘制出较小表面积的相切圆，则该圆的表面积与由胎面表面上的空腔的轮廓限定的表面积之间的面积差为所述圆的表面积的最多30%。
[0030]圆形、三角形或者矩形形状的横截面尤其可满足该条件。
[0031]为了便于朝向附加空隙内部排放液体，明智的是，定位空腔，以使得其相对于限定单元体积部的每个刀槽花纹具有相等或者基本上相等的距离，并且以等于或接近花纹条的宽度除以空腔的数目加I的距离彼此远离。
[0032]在本发明的有利备选形式中，胎面包括中心花纹条和每一侧的至少一个中间花纹条，每个中间花纹条设有与轴向方向形成不为零的平均角度的刀槽花纹，中间花纹条的刀槽花纹的角度被设定为使得单元体积部(单元元件)在胎面上形成V形。
[0033]可以将该配置与后一种备选形式相结合，由此形成于中心花纹条上的刀槽花纹具有箭头形状，以顺应(遵循)在位于中心花纹条的每一侧的花纹条上形成的刀槽花纹的倾斜度。
[0034]本发明的另一有利备选形式为每个边缘排设有由横向或者基本上横向地定向的花纹沟周向地隔开的多个花纹块。
[0035]为了进一步限制由于边缘上横向花纹沟的存在而导致的刚度减小，优选的是，边缘处的花纹块由一系列材料桥连接到一起。
[0036]优选地，根据本发明的胎面的备选形式被设计为使得形成于花纹条上的刀槽花纹的间距恒定或者基本上恒定，并且被选择为至少等于18mm且最多等于52mm。该选择根据限定所涉及的花纹条的花纹沟的深度确定；深度越大，则刀槽花纹的间距越大。
[0037]本发明的其他特征和优点将从以下参照示出本发明的主题的一个备选形式的实施例的非限制性实例的附图所给出的说明中显现出来。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1示出了根据本发明的胎面的胎面表面的一部分的视图；
[0039]图2示出了图1的I1-1I处的横截面的视图。
【具体实施方式】
[0040]对于附随说明书的附图，相同的附图标记可用于描述本发明的备选形式，只要这些附图标记涉及相同特性的元件，而不论其为结构特性或者实际上为功能特性。
[0041]图1示出了用于重型货车的轮胎的胎面I的一部分。尺寸为315/70R22.5的该轮胎预定用于装配到用于在高速公路上行驶的重载的重型货车的驱动轴上。该胎面具有等于282mm的宽度。
[0042]可以在该胎面I上看到具有总体周向定向和之字形几何形状的四个花纹沟2。所述四个花纹沟2具有等于15mm的相同深度和1mm的平均宽度。所述花纹沟2限定花纹条:宽度等于45mm的两个中间花纹条4、6和宽度等于47mm的一个中心花纹条5。此外，胎面I由各自分别由多个花纹块70形成的两个边缘排7、8轴向地限定，这些花纹块由与周向方向(在附图中定义为XX’方向)形成等于或者接近71°的角度的倾斜花纹沟3沿周向方向相互分开。边缘排7、8的花纹块70、80通过局部突起9连接到一起，所述局部突起9防止花纹沟3在其中轮胎接触路面的接触区段中闭合，以允许当在雨天行驶时充分地横向除去水。
[0043]可以在中心花纹条5上看到多个宽度小于Imm的刀槽花纹51，该宽度选择成允许所述刀槽花纹在进入其中轮胎接触路面的接触区段时几乎完全闭合。应当理解，通过几乎完全闭合，限定各个刀槽花纹的对置的壁至少部分地相互接触，其允许中心花纹条5至少在花纹条处于接触区段中并与路面接触的部分中维持良好的刚度。
[0044]中心花纹条的刀槽花纹在胎面表面上具有V形几何形状并且以29mm的平均间距设置。
[0045]每对相继的刀槽花纹限定具有接触表面500的单元体积部50，该接触表面500形成胎面的胎面表面的一部分。
[0046]在每个单元体积部50中形成两个空腔52，在该特定情况下，该空腔具有直径为
2.5mm和深度为12.5mm的圆形横截面。所述两个空腔52构成体积等于120mm3的空隙体积部，该空隙体积部在其进入接触区段时能够拾取可能位于单元体积部50的接触表面与路面之间的具有一定体积的液体。此处描述的空腔52是径向地指向的，这意味着其主方向与轮胎的旋转轴线相交，虽然当然其可以被设置为使得其与径向方向形成非零角度。在该特定情况下，形成于中心花纹条5上的两个空腔52与轴向(横向)方向对准。在每个单元体积部50上限定中心部分100，该中心部分在接触面500上的轮廓是圆形的并与限定该单元体积部的刀槽花纹相切。该圆具有等于29mm的直径并因此全部被包含在单元体积部中。该中心部分朝向胎面的内部径向地延伸。空腔52位于单元体积部的该中心部分100内，以便改善单元体积部的该部分的排水性能。
[0047]在每个中间花纹条4或6上分别可见到刀槽花纹41、61，所述刀槽花纹41、61以相同的角度延伸中心花纹条5的V形刀槽花纹51的分支。该配置导致具有优选行驶方向的胎面。有利地，轮胎可带有指示该优选方向的可视构件。
[0048]在这些中间花纹条4、6上，刀槽花纹41、61的间距与中心花纹条5上所使用的间距相同。这些刀槽花纹(41、61)通向花纹条的每个侧面，以形成边角，并且成对地限定单元花纹条体积部(40、60)和单元接触表面(400、600)。仿效其形成于中心花纹条上的方式，空腔42、62位于单元体积部的中心部分内，以便改善单元体积部的该部分的排水性能。
[0049]中间花纹条的刀槽花纹的深度等于12.5mm ;这些中间花纹条的刀槽花纹的宽度等于0.4mm。这些刀槽花纹分别限定单元体积部41和60，其中用于接触路面(400、600)的表面分别通过两个空腔42、62开孔。除了中间花纹条上的同一单元体积部的空腔沿基本上平行于限定该单元体积部的刀槽花纹的平均倾斜度的方向定向之外，这些空腔42、62具有类似于中心花纹条5的空腔52的尺寸。
[0050]在中间花纹条4、6上，两个刀槽花纹之间的平均距离等于29mm ;所述空腔定位于刀槽花纹之间的中间位置，即14mm处。
[0051]图2是沿着表示为I1-1I的线横切图1的平面的剖面处的横截面。
[0052]该图2示出了穿过轮胎的旋转轴线的剖面中的中间花纹条4。该花纹条设有将花纹条切分成包含在两个刀槽花纹之间的单元体积部40的多个刀槽花纹。可以看到具有恒定横截面且深度略小于花纹沟2的深度的空腔。当然，所述空腔可以采用任何形状，特别是，随深度变化加宽的形状，或者可呈现终止于构成附加液体储存体积部分的加宽部分的恒定横截面。还可以看到其内部形成空腔的圆柱体形中心部分100的边界。
[0053]为了获取收集单元体积部的接触面上的液体的最大有利效果，使得空腔不过于靠拢、而是均匀地分布是明智的。
[0054]虽然已经概括地描述了本发明，应当意识到，本发明不仅局限于该备选形式。此夕卜，很显然，在不脱离本发明的总体范围的情况下可以进行各种变化。
[0055]在所描述的所有情况下，所属【技术领域】的专业人员可以适配性地选择或改变每个井孔或空腔的形状，从而形成在接触区段中不闭合的空隙。优选地，每个井孔具有圆形、三角形或矩形横截面的形状。无论选择何种形状，满足关于空腔在纵向方向上的宽度与空腔在横向方向上的长度之间的纵横比以使得该比值处于2/3和3/2之间的条件是优选的。
【权利要求】
1.预定用于装配到重型货车的驱动轴上的轮胎的胎面(I)，该胎面包括各自具有一定深度和一定宽度的多个周向花纹沟(2)，所述多个周向花纹沟(2)限定各自具有一定高度和沿轴向方向测得的宽度的至少三个花纹条(4、5、6)，所述胎面(I)由两个边缘排(7、8)轴向地限定，每个花纹条(4、5、6)设有多个刀槽花纹(41、51、61)，所述刀槽花纹(41、51、61)在进入其中所述轮胎接触路面的接触区段时能够至少部分地闭合，这些刀槽花纹(41、51、61)通向所述花纹条的每个侧面，以形成两个边角，并且具有至少等于所述花纹条的高度的50%的深度，这些刀槽花纹(41、51、61)成对地限定单元花纹条体积部(40、50、60)和单元接触表面(400、500、600)，该胎面的特征在于: 在由同一花纹条的两个刀槽花纹限定的每个单元体积部(40、50、60)上形成有通向崭新状态下的接触面的空隙体积部(42、52、62)，该空隙体积部(42、52、62)在所述胎面表面上具有至少等于所述单元接触表面(400、500、600)的面积的0.4%且最多等于所述单元接触表面(400、500、600)的面积的1.5%的总面积，该空隙体积部(42、52、62)具有至少等于所述花纹沟的深度的一半的深度，并且该空隙体积部(42、52、62)被确定为使得当其经过所述接触区段时保持敞开，以允许拾取路面上存在的任何液体，该空隙体积部位于所述单元体积部的中心部分(100)中，该中心部分对应于形成于所述单元体积部中并且与限定该单元体积部的所述刀槽花纹(41、51、61)相切的径向圆柱体。
2.根据权利要求1所述的胎面(I)，其特征在于，花纹条的两个刀槽花纹之间的所述空隙体积部(42、52、62)通过由至少两个空腔构成的体积部形成，每个空腔具有至少等于所述花纹沟的深度的0.75倍的平均深度。
3.根据权利要求2所述的胎面(I)，其特征在于，每个空腔具有满足2/3< 1/L < 3/2的纵横比条件的横截面形状，其中“I”为所述空腔在周向方向上的最大尺寸，“L”为所述空腔在横向方向上的最大尺寸。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的胎面(I)，其特征在于，所述空腔被设置为使得相对于限定单元体积部(40、50、60)的每个刀槽花纹具有相等或者基本上相等的距离，并且以等于或接近由所述花纹条的宽度除以所述空腔的数目加I的距离彼此远离。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的胎面(I)，其特征在于，该胎面(I)包括中心花纹条(5)和每一侧的至少一个中间花纹条(4、6)，每个中间花纹条(4、6)设有与所述轴向方向形成非零的平均角度的刀槽花纹(41、61)，所述中间花纹条(51)的刀槽花纹的角度被设定为使得所述单元体积部(40、50、60)在所述胎面上形成V形形状。
6.根据权利要求5所述的胎面(I)，其特征在于，形成于所述中心花纹条(5)上的所述刀槽花纹(51)具有箭头形状，以顺应在位于中心花纹条的每一侧的花纹条上形成的刀槽花纹的倾斜度。
7.根据权利要求1至6之一所述的胎面(I)，其特征在于，每个边缘排(7、8)设有由横向或基本上横向地定向的花纹沟(3)周向地隔开的多个花纹块(70、80)。
8.根据权利要求7所述的胎面(I)，其特征在于，所述边缘排(7、8)的花纹块(70、80)至少部分地通过形成于所述花纹沟(3)中的一系列橡胶突起(9)相连。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的胎面(I)，其特征在于，形成于所述花纹条(4、5、6)上的所述刀槽花纹(41、51、61)的间距恒定或者基本上恒定，并且被选择为至少等于18mm且最多等于52_，该选择根据限定所涉及的花纹条的花纹沟(2)的深度确定。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的胎面(I)，其特征在于，限定单元体积部的两个刀槽花纹之间的最小距离小于所述单元体积部的轴向宽度。
11.用于装配到重型货车的驱动轴上的轮胎，该轮胎包括根据权利要求1至10中任一项所述的胎面(I)。
【文档编号】B60C11/12GK104487266SQ201380038576
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2012年7月20日
【发明者】T·费尔德, F·马利耶 申请人:米其林企业总公司, 米其林研究和技术股份公司