专利名称：用于轮胎胎面的抗不规则磨损装置的制作方法
技术领域：
本发明的目的是改善用于装配在重型车辆上的轮胎胎面；其特别涉及这些胎面的胎面花纹(tread pattern)。
本发明特别但不排他地用于为重型车辆的非驱动轴设计的子午线或径向胎体轮胎(radial-carcass tyre)。
背景技术：
通常，这种轮胎包括由冠带层从外侧径向覆盖的胎体加强层，该冠带层本身由胎面覆盖。该胎面设有胎面花纹，该胎面花纹基本上由通过具有相同取向的沟槽限定的大体周向定向的肋或通过由周向沟槽和横向沟槽限定的块或者块和肋的结合形成。
在采用具有周向方向的沟槽的胎面花纹的情况下，已经注意到，在特定沟槽周围的肋的边缘处可能出现局部磨损(所谓的“不规则磨损”)。在轮胎使用初期，这种磨损出现得相当快并且逐渐发展；这里所述的初期指小于30,000km的里程，它相对于轮胎所经历的平均里程为相对较小的数字，其中取决于行使和使用状况，轮胎的平均里程可能达到100,000至300,000km或甚至更大。
为了防止这种不规则磨损的出现，已经提出为胎面花纹的一些沟槽设置“抗磨损”装置，其放置在这些沟槽的底部，并沿着胎面的厚度方向延伸，直到与初始状态下的行驶面的高度平齐或稍低于行驶面。在这两种情况下，在相邻的肋和设置在这些肋之间的上述装置之间出现差别磨损机理，这样便保持了较小的高度差。该差别磨损机理是导致在肋和插入于所述肋之间的装置之间产生差别滑动的不同滚动半径的直接结果。
美国专利4480671-A描述了一种在沟槽中具有呈肋的形式的抗不规则磨损装置的胎面花纹，该肋具有由彼此偏置的多个表面形成的径向外表面。
但是，这些装置在以下意义上是不完善的，即在行程初期，由路面施加于轮胎上的切向力被改变，已经观察到，随着时间的推移，在行驶了30,000km之后，这种装置的优点将消失，并且不规则磨损可能出现，而且在此情况出现之后该磨损将持续。
有时还会观察到的另一个缺陷在于最初相对于轮胎的行驶面向内偏置或实际上与行驶面处于同一水平面的装置的外表面可能变成向外径向偏置，这样便不再能够对不规则磨损产生预期效果。
发明内容
本发明旨在在提出一种改进的并不再具有任何上述缺陷的装置。
本发明提供了一种轮胎胎面，其带有用于与路面接触的行驶面，该胎面包括由浮凸单元(elements in relief)构成的胎面花纹，这些浮凸单元限定出至少两个宽度为Lr且大体沿周向定向的沟槽，其中至少一个所述沟槽包括多个沿胎面的纵向(周向)基本上有规律地(regularly)间隔的抗磨损桩柱(stud)。在该沟槽中，具有最大高度H的每个桩柱与相邻的桩柱隔开，并包括由两个侧部形成的外表面，该两个侧部面向胎面花纹单元的壁，以使得所述桩柱与所述胎面花纹单元隔开。每个桩柱还包括连接所述侧部的外表面，该外表面由至少两个将在行驶过程中与地面接触的接触面形成，这些接触面相对于行驶面径向向内偏置，并且沿桩柱的高度方向(即沟槽的深度方向)彼此相对地径向偏置，同一桩柱的两个接触面之间的高度的偏移量至少等于该桩柱的最大高度的25％。该胎面的特征在于，沿着每个桩柱的径向最外侧的接触面的周向测得的长度处于在该桩柱的基部处测得的总周向长度的60％和85％之间。
优选地，该胎面被设置成使得同一沟槽中的桩柱以一定的距离彼此隔开，该距离至少等于标称运行条件下的轮胎的平均印迹(footprint)长度的2％。
对于每种轮胎尺寸而言，由ETRTO标准特别限定该标称运行条件。
优选地，径向最靠近所述桩柱的外侧的每个桩柱的接触面与轮胎行驶面之间的高度的偏移量至多等于其中设置有桩柱的沟槽的深度的25％。这种布置可以使胎面花纹更加耐开裂。
优选地，每个桩柱的侧部以其中设置有桩柱的沟槽的宽度的至少30％的距离沿横向隔开。
优选地，每个桩柱的最靠近沟槽的底部的接触面之间的偏移量至多等于桩柱的最大高度的50％，从而可以促进轮胎和周围空气之间的热交换。
在胎面存在优选行驶方向的情况下，可取的是提供至少一个带有多个桩柱的沟槽，每个桩柱包括至少三个接触面，所述接触面相对于行驶面呈阶梯状，考虑到该优选行驶方向，最靠近接触开始时的接触面最靠近新的未磨损状态下的行驶面。
本领域的技术人员可以容易地将上述各种变型结合在一起，以寻求在重型车辆轮胎的不规则磨损性能方面的改进。
本发明的其他特征和优点将通过下面结合附图的说明展现出来，其中这些附图通过非限制性例子的方式示出了本发明的主题的多个实施例。
图1示出了一轮胎胎面的胎面花纹的局部视图，其中至少一个沟槽包括根据本发明的装置；图2示出了沿着图1所示的胎面花纹的II-II线剖开的剖面图；图3示出了根据本发明的装置的第二种变型；图4示出了根据本发明的装置的第三种变型。
具体实施例方式
图1示出了尺寸为315/70R22.5的轮胎的胎面花纹的局部正视图。图中示出了沿周向方向的两个肋1，在该例子中，该肋的宽度为30mm，并限定出深度H为14.5mm、宽度为14mm的沟槽2。肋1与它们的径向外表面共同形成将用于在行驶过程中与道路接触的行驶面4。在沟槽2中设置有多个桩柱(stud)3，它们构成用于防止在位于桩柱的任一侧的肋1的边缘处出现不规则磨损的装置。这些桩柱3的尺寸基本相同，并且均匀地沿周向分布。该桩柱可以被不加选择地设置在任何两个肋之间，或者设置在胎面花纹单元的任何两列之间，特别是设置在最靠近胎面边缘的至少一个沟槽中。
在所述例子中，每个桩柱包括由两个面向肋1的侧壁的侧面11和一径向外侧表面300构成的外表面。在行驶过程中，径向外侧表面300将至少局部地与道路接触。外表面300由平行于胎面的行驶面4的多个接触面31，32，33和垂直于行驶面4的连接面34，35，36，37形成，所述平行面和垂直面交替地布置。接触面与连接面相交，从而形成沿着垂直于沟槽的主方向的方向定向的边缘。
图2示出了沿着图1中的II-II线剖开的局部剖面图，其中示出了被模制于沟槽2的底部21上的两个桩柱3，每个桩柱具有一基部，其对应于位于沟槽的底部的桩柱部分，其周向长度为L，并在本例子中等于24mm。具有相同几何形状的多个桩柱沿着周向均匀地布置，其节距P等于28mm(作为选定的尺寸，其表示桩柱的总数为108个)。沿沟槽的宽度方向测得的桩柱的宽度大于沟槽的宽度的30％；这里桩柱的宽度为6mm。
每个桩柱3的径向外侧表面300包括连续的接触面31，32，33和与之交替布置的连接面34，35，36，37，其中所述接触面31，32，33基本上与行驶面4平行，所述连接面34，35，36，37则与所述行驶面4垂直。
接触面32最靠近行驶面并且相对于该行驶面以距离d向内径向偏置。
位于表面32的两侧的其它接触面31和33相对于在初始状态下最靠近行驶面的接触面32向内径向偏置。这两个表面31和33的偏移量k相同。此外，接触面31和32还以偏移量k’偏离沟槽2的底部21。同一桩柱的两个接触面之间的高度的偏移量至少等于所述桩柱的最大高度的25％在所述例子中，该偏移量k等于桩柱的高度K的50％。
随着胎面的磨损，外部部分31，32，33将与道路接触。中间接触面32(沿纵向位于接触面31和33之间)相对于行驶面4偏移2.4mm，同时另外两个接触面31和33相对于同一行驶面至少偏移7.5mm，并且最多偏移9.5mm。在本例子中，位于中间接触面32的两侧的接触面31和33相对于所述中间表面偏移6mm；桩柱的高度K为12.1mm。
在所述例子中，沿周向测得的每个桩柱的接触面31，32，33的长度如下L31等于4.5mm，L33等于4.5mm，L32等于14mm。两个桩柱3隔开的周向距离P为5mm。
对于传统重型车辆的轮胎尺寸而言，每个桩柱3的基部的最大长度至少为20mm，并且至多为80mm。
由于本发明的抗磨损装置由多个桩柱3组成，因此可以对该装置的操作进行控制，以便有效地防止不规则磨损，同时避免径向朝向行驶面的外侧的上述装置的接触面出现偏移。因此，局部磨损后(即在经历了胎面已经被磨损了部分厚度的行驶里程之后)，可防止径向最外侧的表面32在行驶面4的外侧径向突出。
在本文中，径向是指与设有该胎面的轮胎的旋转轴线垂直地延伸的方向，或更通常来说指胎面厚度的方向。术语“径向向着外侧”指相对于轮胎的旋转轴线向着外侧。如果沿径向第二表面比第一表面更远离旋转轴线，则第二表面被描述为“沿径向位于第一表面的外侧”。
在图3以剖面图示出的变型的装置中，每个桩柱相对于以XX’表示的中间平面在几何关系上对称，该平面为包含轮胎的旋转轴线的平面。每个桩柱3的外表面由连续的接触面31，32，33构成，中间接触面32基本上平行于轮胎的行驶面，而位于该接触面两侧的其它两个接触面则与该中间接触面成角度α(alpha)，这些角度α的绝对值至多等于10度。
从图3所示的平面中看，接触面31，32，33通过连接面34，35，36，37与沟槽的底面21连接在一起，其中连接面与经过沿径向看最靠近所述倾斜面的内侧的点的行驶面的垂线成角度β(beta)。对于这些面来说，连接面34，35，36，37的角度β的绝对值相等，并且不等于0度。
优选地，连接面34，35，36，37与行驶面的垂线所成的角度的绝对值至少为5度。
在一未示出的变型中，可以单独地选定这些角度α和β，特别是其适合于具有优选行驶方向的胎面花纹。有利的是，位于第一接触面的两侧的第二和第三接触面的角度不同，该角度的绝对值的差应至少等于5度。
优选地，接触面和连接面的角度a和b在0°和45°之间。
在图4以剖面图方式示出的变型的装置中，桩柱3不再展现出具有对称平面的几何形状。这些桩柱3形成一用于具有如图中箭头R所示的优选行驶方向的胎面的抗不规则磨损装置。在该例子中，沿径向最靠近外侧的表面31通过一斜面34与其中形成有桩柱3的沟槽的底部21相连。此外，每个桩柱3包括另外两个表面32，33，其基本上平行于初始行驶面，并比最靠近行驶面的表面以更大的量值沿径向向内偏置。在该例子中，将与路面接触的接触面31，32，33以这样的方式设置，以使得沿径向最靠近行驶面的接触面31为沿周向最靠近接触开始时的平面。事实上，该接触面31包括两个彼此相继接触路面的边缘A和B，首先产生接触的边缘A对应于将接触面31与沟槽的底部21连接起来的斜面34与接触面31的相交线。
连接面35，36，37将接触面31，32，33与沟槽的底部21连接起来。本领域的技术人员可以容易地将结合附图所描述的上述不同例子结合起来，可以在靠近胎面的边缘的沟槽中实施一种变型，另一种变型则可以用于至少一些其它沟槽中。
类似地，已经被描述为不连续的桩柱的外表面之间的连接可以被改进，例如可通过提供不同表面之间的连接半径来实现这一点。
桩柱基本上有规律地布置指这些桩柱被有规律地(以恒定的节距)或实质上有规律地(节距的变化为零以外的值)设置。
本发明还涉及设有任何上述胎面的轮胎。
权利要求
1.一种轮胎胎面，其设有用于与路面接触的行驶面(4)，该胎面包括由浮凸单元(1)构成的胎面花纹，该浮凸单元(1)限定出至少两个具有一定宽度(Lr)且大体沿周向定向的沟槽(2)，至少一个所述沟槽(2)包括多个沿该胎面的纵向(周向)基本上有规律地间隔的抗磨损桩柱(3)，在沟槽中，具有最大高度(H)的每个桩柱(3)在其基部处与相邻的桩柱隔开，每个桩柱包括由两个面向胎面花纹单元(1)的侧壁的侧部(30)形成的外表面和位于所述侧部(30)之间的外表面(300)，每个桩柱(3)的外表面(300)由至少两个将与地面接触的接触面(31，32，33)形成，这些接触面(31，32，33)相对于行驶面(4)沿径向向内偏置，此外还沿桩柱的高度方向彼此相对地径向偏置，同一桩柱的两个相继接触面之间的高度的偏移量至少等于桩柱的最大高度的25％，该胎面的特征在于，每个桩柱(3)包括具有相应周向长度(L31，L32，L33)的接触面(31，32，33)，最靠近行驶面(4)的接触面的长度处于在所述桩柱的基部处测得的桩柱的总周向长度的60％和85％之间。
2.如权利要求1所述的胎面，其特征在于，同一沟槽中的桩柱(3)以距离(P)彼此隔开，该距离(P)至少等于在标称运行条件下的轮胎的平均印迹长度的2％。
3.如权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，该侧部以其中设置有桩柱的沟槽的宽度(Lr)的至少30％的距离隔开。
4.如权利要求1至3中任一项所述的胎面，其特征在于，每个桩柱(3)的总周向长度(L)至少为20mm，且至多为80mm。
5.如权利要求1至4中任一项所述的胎面，其特征在于，每个桩柱(3)包括将与沿桩柱的高度方向彼此相对地径向偏置的接触面(31，32，33)连接起来的连接面(34，35，36，37)，这些连接面(34，35，36，37)以与行驶面的垂线形成绝对值至少等于5度的平均角度倾斜。
6.如权利要求1至5中任一项所述的胎面，其特征在于，每个桩柱(3)包括三个接触面(31，32，33)，第一接触面(32)最靠近且基本上平行于新的未磨损状态下的胎面的行驶面(4)，另外两个接触面(31，33)与第一接触面形成绝对值至多为10度的角度。
7.如权利要求1至6中任一项所述的胎面，其特征在于，该胎面具有优选的行驶方向，并且在至少一个沟槽(2)中，每个桩柱(3)包括至少三个接触面(31，32，33)，所述接触面相对于该行驶面呈阶梯状，考虑到该优选的行驶方向，最靠近接触开始时的接触面最靠近新的未磨损的状态下的行驶面。
8.一种用于重型车辆的轮胎，其特征在于，它包括根据权利要求1至7中任一项所述的胎面。
全文摘要
一种轮胎胎面，其包括由浮凸单元(1)构成的胎面花纹，该浮凸单元(1)限定出至少两个具有一定宽度(Lr)且大体沿周向定向的沟槽(2)，至少一个所述沟槽(2)包括多个沿该胎面的纵向(周向)基本上有规律地布置的抗磨损桩柱(3)，在沟槽中，具有最大高度(H)的每个桩柱(3)在其基部处与相邻的桩柱隔开，每个桩柱包括由两个面向胎面花纹单元(1)的侧壁的侧部(30)形成的外表面和位于所述侧部(30)之间的外表面(300)，每个桩柱(3)的外表面(300)包括至少两个基本上与行驶面(4)平行的(31，32，33)，这些接触面(31，32，33)相对于行驶面(4)沿径向向内偏置，此外还沿桩柱的高度方向彼此相对地径向偏置，同一桩柱的两个相继接触面之间的高度的偏移量至少等于桩柱的最大高度的25％。本发明还涉及一种设有该胎面的轮胎。
文档编号B60C11/13GK1931616SQ200610153488
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者让-弗朗索瓦·帕尔芒捷 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份公司