带有包括具有提高的可见性的磨损指示器的掩藏空腔的胎面的制作方法

本发明涉及一种具有胎面的轮胎，所述胎面设有处于其胎面表面的下方的下设空隙。本发明更特别地涉及在该轮胎上形成的、用于一旦这些下设空隙敞开并形成新的花纹沟则提高磨损极限指示器的可见性的构件(措施)。

背景技术：

已知，在潮湿天气行驶条件下使用轮胎需要快速排除存在于轮胎在其中与路面接触的接触区块中的水，以便确保构成胎面的材料与该路面接触。未被推动到轮胎前方的水流动或部分地收集在形成于轮胎胎面中的花纹沟中。

这些花纹沟形成流动网络，所述流动网络需要持久，也就是说，在轮胎的崭新状态和因磨损达到法规设定的极限而移除之间的整个使用期间有效。

全天候行驶条件要求轮胎在其胎面中包括一定体积的空隙，所述一定体积的空隙在其胎面表面处永久敞开，以便排出任何存在于路面上的水。这应该在整个使用期间、并且特别是直至轮胎完全磨损时得到满足。

已知，在崭新状态下形成其深度与比待磨损材料的最大高度大的高度相对应的花纹沟，以便在轮胎的整个使用期间维持最小的空隙体积。这具有降低胎面刚度的后果，而这从磨损角度来看是不利的。

在新一代空隙中，在胎面中形成了与刚刚描述的通常解决方案相比减小的总空隙体积，该总空隙体积在通向崭新状态下的胎面表面的体积和形成于崭新状态下的胎面表面之下的空隙体积之间分开。敞开部分对应于其深度与待磨损材料的厚度相比可减小的花纹沟。闭合部分对应于由通道形成的隐藏空隙体积。这些通道预定用于一旦胎面已经被部分磨损至预定程度则通向胎面表面。这些新的空隙体积因此补偿了最初通向崭新状态下的胎面表面的花纹沟的空隙体积的减小。

凭借这些新的花纹沟，能够通过附加存在的材料限制崭新状态下的胎面的刚度的降低。

为了限制与因需要确保排水而需要的花纹沟的存在相关联的刚度下降，已经提出了在专利公开文件WO 2011/039194中描述的解决方案。根据该解决方案，提出了具有厚度E的轮胎胎面，该胎面设有多个在胎面表面上不连续并且具有在胎面的厚度中起伏的几何形状的花纹沟。每个起伏花纹沟在表面处不连续，但在崭新状态下的胎面的内部连续，以便允许流体流动。该起伏花纹沟在胎面中由一连串通向崭新状态下的胎面表面的外部空腔和多个内部空腔形成，所述多个内部空腔在所述外部空腔之间径向地并且完全地定位于崭新状态下的胎面表面的内部。所述内部空腔可设置成在胎面内处于不同深度处。此外，通过联接空腔的存在确保了崭新状态下每个起伏花纹沟中的水流的连续性，每个联接空腔将外部空腔连接至内部空腔。每个联接空腔具有两个端部，这些端部中的一个在一侧连接至内部空腔，另一端部在另一侧连接至外部空腔。每个联接空腔具有横截面(在与花纹沟的平均方向垂直的截面中)，所述横截面的面积非零并且分别等于通过该联接空腔相连接的内部空腔和外部空腔的横截面的面积。

为了维持车辆的安全水平，用户必须定期检查轮胎磨损水平。为此，用户可以研究其轮胎的胎面表面并且可以测量可见空隙的深度。轮胎制造商在所有类型的轮胎上提供的元件：磨损指示器使得该测量更容易。磨损指示器使得能够基于可靠的参考(基准)来评估轮胎的磨损水平。该指示器通常模制在花纹沟中。因此，当轮胎胎面的表面达到与磨损指示器相同的高度时，需要更换轮胎或通过翻新操作更新其胎面。

文件EP 2311655 A1公开了一种轮胎，其胎面包括通道和至少一个磨损指示器。

在轮胎包括至少一个预定用于一旦其胎面已经被部分磨损则形成花纹沟的通道的情况下，还需要告知用户在因磨损而需要更换轮胎之前仍能行驶一段时间的可能性。一旦在胎面表面中形成了新的花纹沟，则该信息应当被强力地传递。然而，存在以下风险，即，常规磨损指示器在新花纹沟的底部不是充分可区分的。

本发明提供了解决该问题的各种技术手段。

定义：

“轮胎”是指所有类型的弹性胎面，无论其是否承受内部压力。

磨损指示器或磨损极限指示器是指指示磨损极限的构件(器件)，从所述磨损极限起，需要更换轮胎或更新其胎面。

“橡胶材料”是指二烯弹性体，也就是说，以已知的方式，至少部分地基于二烯单体(具有两个共轭或非共轭的碳-碳双键的单体)的弹性体(即，均聚物或共聚物)。

轮胎的“胎面”是指由侧表面和胎面表面限定的一定量橡胶材料，所述胎面表面预定用于与路面接触。

“纹理部”是指浮凸中的多个元件的有组织布置，处于所述布置中的元件的全部或一些是同一基本元件(例如条柱或薄片)的重复。这些基本元件可以实现为从表面突出或凹入该表面中。该布置产生了其值为至少12的算术平均粗糙度Ra。不具有纹理部的表面在此理解为其算术平均粗糙度Ra小于12的表面。

“条柱”是指丝条状元件，其高度至少等于与所述条柱的平均横截面具有相同的表面面积的圆盘的直径的两倍。

“薄片”是指具有至少等于其高度的两倍的长度的细长元件。

“亮度”或“明度”是指表示表面以较大或较小程度反射光的特征的参数。根据由CIE(国际照明委员会)在1976年建立的L*a*b*颜色模型，使用介于由0至100的范围内的标度(刻度)表达亮度。值100代表白色或全反射；值0代表黑色或全吸收。

赤道中平面是垂直于旋转轴线并且穿过轮胎的在径向上距离所述轴线最远的点的平面。

在本文中，径向方向是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面厚度的方向)。

横向或轴向方向是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

周向方向是指与以旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。该方向既垂直于轴向方向又垂直于径向方向。

在崭新状态下，在设有该胎面的轮胎的赤道平面上，在胎面表面和胎冠增强层的径向最外侧部分之间测得胎面的总厚度E。

胎面具有可在行驶期间磨损的材料的最大厚度，材料的该最大可磨损厚度小于总厚度E。

轮胎的通常行驶条件或使用条件是由E.T.R.T.O标准对于在欧洲行驶所定义的那些条件；这些使用条件指定了与轮胎的由其负载指数和速度等级所指示的负载承载能力相对应的参考(基准)充气压力。这些使用条件也可以称为“标称条件”或“工作条件”。

切口通常表示花纹沟或刀槽花纹并且对应于由彼此面对且彼此相距非零距离(称为“切口宽度”)的材料壁所限定的空间。将刀槽花纹与花纹沟相区分的正是该距离：在刀槽花纹的情况中，该距离适合于允许限定所述刀槽花纹的相对的壁至少当所述刀槽花纹进入轮胎在其中与路面接触的接触区块中时至少部分接触。在花纹沟的情况中，在例如由E.R.T.O.所定义的通常行驶条件下，该花纹沟的壁不能彼此接触。

当花纹沟特别地沿着其整个延展范围(长度)通向崭新状态下的胎面表面时，所述花纹沟被说成是连续的。花纹沟的主方向对应于所述花纹沟中液体流动的主方向。

当花纹沟由一系列通向崭新状态下的胎面表面的部分(这些部分在该花纹沟的主方向(即，其延展范围)上彼此分开)形成时，所述花纹沟被说成是不连续的。在表面处分开的这些部分可以由处于崭新状态下的胎面表面的下方的下设部分连接在一起。

连续或不连续的花纹沟的平均表面被定义为在该花纹沟的主方向上将该花纹沟分成两个相等或基本相等的部分的虚拟表面。

花纹沟的主方向对应于当在覆盖有水的路面上行驶时花纹沟中水流的方向。

技术实现要素：

本发明的目的是形成一种轮胎，其胎面具有至少一个隐藏通道或形成隐藏通道的部分，该通道预定用于一旦所述胎面已经被部分磨损至预定程度则通向胎面表面，以便形成花纹沟。与该至少一个通道相结合，在该通道中形成有磨损极限指示器，所述磨损极限指示器预定用于一旦所述通道通向胎面表面则可见，即在新的花纹沟的形成期间可见。

本发明提出了一种使得更易于在胎面上识别或定位磨损指示器的构件(措施)。

为此，本发明涉及轮胎，所述轮胎包括胎面，该胎面包括至少一个隐藏通道和至少一个磨损指示器，所述至少一个隐藏通道预定用于一旦所述胎面已经被磨损至预定程度则通向胎面表面以形成新的花纹沟，所述至少一个磨损指示器以浮凸形式设置在该通道的底部上，该磨损指示器具有对应于所述胎面的磨损极限的合适高度。该磨损指示器包括接触面，所述接触面预定用于当轮胎达到极限磨损极限时与路面接触。所述磨损指示器的该接触面设有赋予所述接触面第一亮度(L*1)的构件。此外，所述通道的底部具有被称为第二亮度(L*2)的亮度。

有利地，所述磨损指示器的接触面的第一亮度(L*1)小于所述通道的底部的第二亮度(L*2)。所述第一亮度和所述第二亮度之间的亮度差为至少5个亮度单位(在介于由0至100的范围内的标度上)，以便在所述通道的底部和所述磨损指示器的接触面之间产生对比，用于获得所述第一亮度的构件对应于由一体(整体)形成的(多个)图案部形成的纹理部，所述(多个)图案部具有被选择为至少等于0.1mm且最多等于0.6mm的重复平均间距。

这种亮度差使得一旦所述通道形成通向胎面表面的新的花纹沟则能够产生用户易于察觉的对比效果。该对比效果起到易于定位磨损指示器的作用，所述磨损指示器通常难以在没有对比效果的胎面上找到。用户因此可以更轻松地在其轮胎上识别和定位磨损指示器，从而使得更易于检查轮胎磨损。

为了降低所述磨损指示器的接触面的亮度，该面可以设有纹理部，所述纹理部能够吸收光并且趋向于向该接触面赋予深黑色颜色。当所述通道通向胎面表面并形成新的花纹沟时，以此方式纹理化的每个磨损指示器的接触面实际上吸收了所有接收到的光。相反，通道底部的具有较大亮度的较光滑表面允许近乎(或多或少)显著地反射光。

所述第一亮度(L*1)有利地在5和18个单位之间，并且优选在8和16个单位之间。所述值趋向于黑色，以便良好地吸收入射光。

所述通道的底部的亮度(或第二亮度)在20和35个单位之间。所述值趋向于白色，以便反射入射光。

根据一个有利的实施例，所述磨损指示器包括至少一个将所述磨损指示器的接触面连接至所述通道的底部的侧面，该侧面设有纹理部，所述纹理部可类似于在所述接触面上形成的纹理部。纹理化的侧面进一步有助于提高所述磨损指示器在花纹沟中的可见性。

在一变型例中，所述纹理部凹入指示器的接触面中。这种凹入设置的一个优点在于，如此形成的纹理部不会干扰磨损指示器的高度的测量。

在本发明的另一变型例中，用于测量待磨损的厚度直至达到磨损极限指示器时的测量井的存在可以与处于崭新状态下的胎面表面的下方的下设通道相关联。有利地，这种测量井竖直(垂直)地在磨损指示器的上方形成，以便允许看到该指示器的接触面的一部分并且同时看到所述通道的底部的一部分。两部分之间的亮度差使得用户更易于找到磨损指示器。凭借每个井，能够测量总厚度(崭新状态下的胎面表面和所述通道的底部之间的距离)和待磨损的厚度(崭新状态下的胎面表面和指示器的接触面之间的距离)。

根据以下参考附图进行的描述，本发明的进一步的特征和优点将变得明显，所述附图通过非限制性示例显示了本发明的主题的实施例。

附图说明

图1显示了具有预定用于形成新的花纹沟的通道的胎面的横截面视图；

图2显示了图1中所示的胎面的、处于其截面线由线II-II所指示的截面上的横截面视图；

图3显示了根据本发明的第一变型例的横截面视图；

图4显示了用于测量待磨损的深度的测量井的视图；

图5显示了处于图4中其截面线由线V-V所指示的截面上的横截面视图；

-图6显示了根据第一示例性实施例的花纹沟的纹理部的一部分，其中所述纹理部具有呈条柱形式的突出元件；

-图7显示了根据第二示例性实施例的花纹沟的纹理部的一部分，其中所述纹理部具有呈薄片形式的突出元件；

-图8显示了根据第三示例性实施例的花纹沟的纹理部的一部分，其中所述纹理部具有呈平行六面体形式的突出元件；

-图9显示了根据第四示例性实施例的花纹沟的纹理部的一部分，其中所述纹理部具有其中突出元件之间的距离和形状可变的突出元件；

-图10显示了根据第五示例性实施例的花纹沟的纹理部的一部分，其中所述纹理部具有在该示例中呈圆锥形的凹入元件；

-图11显示了图10中的纹理部的凹入元件的空腔的放大视图。

具体实施方式

为了使附图更容易理解，使用相同的附图标记来表示本发明的变型例，其中这些附图标记指代在结构上或是在功能上相同类型的元件。

图1显示了根据本发明的用于重型车辆的轮胎的胎面1的径向截面(在包含轮胎的旋转轴线的平面中实现的横截面)的视图。

所示的胎面1在崭新状态下包括两个通向胎面表面10的周向花纹沟2，这些花纹沟2中的每一个具有深度P1和平均宽度L1。与通向崭新状态下的胎面表面10的这些周向花纹沟2相结合，设置了两个各自形成通道的空隙20，这些通道完全位于崭新状态下的胎面表面10的下方并且预定用于一旦胎面已经被部分磨损至预定程度则形成新的花纹沟。为了在磨损状态下避免胎面不具有任何通向胎面表面的花纹沟的情况，明智的是由通道20形成的新的花纹沟于在崭新状态下敞开的花纹沟2彻底消失之前敞开。

通道20由刀槽花纹21在径向上朝向胎面的外侧延伸，所述刀槽花纹21有助于胎面的模制和脱模。这些刀槽花纹21具有在行驶期间随着其通过接触区块而闭合的特定特征。闭合是指限定刀槽花纹21的相对的壁至少部分接触并且在这些壁之间产生接触压力。这些刀槽花纹可设有有助于限定这些刀槽花纹的面之间的接触的构件(措施)；这些构件(措施)可特别地包括之字形件或起伏件。

凭借如此地将空隙体积布置于胎面中，不论胎面是处于崭新状态下还是在部分磨损之后，都能够使合适量的橡胶材料与路面相接触，以便确保良好的性能水平，同时保持行驶时的性能和安全状态(条件)。

当然，需要满足由不同国家法规产生的要求，并且尤其不可或缺的是满足用户对轮胎磨损进行视觉监测的要求。

当通道20一旦胎面已经被部分磨损则通向胎面表面时，需要向用户给予允许其监测其轮胎的磨损状态的强视觉提醒(警告)。

为此，每个通道底部200设有至少一个在所述底部上以浮凸形式模制的磨损指示器3。

在显示了处于图1中由其截面线II-II所指示的平面上的横截面的图2中，可见，磨损指示器3包括接触面，所述接触面预定用于当胎面达到其磨损极限时接触路面。在本例中，磨损指示器的接触面的第一亮度L*1等于12，并且通过在该接触面上形成成组相互平行的肋条12来获得，每个一体(整体)肋条具有其平均高度等于0.35mm的三角形横截面。这些肋条12形成为具有等于0.2mm的间距。

通道20并且更特别地其底部200包括不具有任何纹理部、即其算术平均粗糙度Ra小于12的光滑表面。此外，该表面的亮度L*2等于24。凭借该亮度值，通道20的侧表面和底部表面200以比磨损指示器3的接触面7大的程度反射入射光。因此产生了近乎(或多或少)显著的对比效果。

通道20的底部200和磨损指示器3之间的该对比效果使得能够增加这些磨损指示器的可见性，从而使得用户更易于对其进行定位并监测磨损。当胎面1在磨损之后处于其中可见性受限的情形中时，这一特征是特别有利的。

在本发明的一变型例中，其接触面设有赋予第一亮度的纹理部的磨损指示器3还可在这些侧面6中的至少一个上具有纹理化的表面，这些侧面位于所述通道的底部和接触面之间。图3示出了如下的示例性实施例，其中磨损指示器3的接触面7与这些侧面6一样被纹理化，以使得与通道200的底部的对比更强。

为了测量待磨损材料的厚度，从崭新状态开始，竖直(垂直)地在每个磨损指示器的上方形成测量井是明智的，如通过图4和图5中的示例所示。

图4显示了根据本发明的轮胎的胎面表面的一部分，其具有在内部由通道20延伸的刀槽花纹21。此外，测量井8形成为穿过(通过)刀槽花纹21，以便通向崭新状态下的胎面表面并通向通道20。该测量井竖直(垂直)地在模制于通道20的底部200中的磨损指示器3的上方设置。在本示例中，该测量井具有圆形横截面，所述圆形横截面具有合适的尺寸，以便使得能够部分地看到磨损指示器的纹理化的接触面7以及底部200的处于指示器的任一侧(两侧)的部分201、202。该测量井使得能够测量剩余的待磨损厚度。指示器的接触面和通道的底部之间的亮度差使得更易于在崭新状态下察觉指示器。

在显示了图4中所示的装置的横截面的图5中，可见延伸至胎面的厚度中的测量井8。应注意到，能够随时测量剩余的待磨损厚度(P2)和直至通道的底部的总厚度(P1)。

在上述示例中提及的对比效果源于以下事实，即设有纹理部的区域的亮度小于无纹理部的区域的亮度。

用于测量亮度的合适设备是Konica-Minolta CM 700D光谱色度计(注册商标)。该设备适合用于测量：

-花纹沟的区域(以纹理部覆盖的区域、未以纹理部覆盖的区域)的亮度L*1、L*2；

-限定红色和绿色之间的第一色差的分量a*；

-限定黄色和蓝色之间的第二色差的分量b*。

该设备被定位在轮胎的待测量的部分上并且该设备给出与表面纹理部相关的三个参数L*、a*和b*的值。使用设置在10°的角度下并具有D65型光设置(如由国际照明委员会CIE所定义的设置)的“SCI”(镜面分量包含在内)模式来进行这些测量。凭借该设备，测得了花纹沟4的纹理部的亮度，然后将其与磨损指示器的无纹理部的部分的亮度进行比较。

上述提升通道20的底部处的磨损指示器3的可见性的布置可有利地用于任何类型的轮胎。

图6至图11示出了可以在通道或者胎面中任何其他类型的隐藏空腔的底部上采用以便允许磨损指示器在部分磨损之后具有更好的可见性的纹理部的示例。

图6示出了其中纹理部具有多个条柱11的实施例。条柱11在(整个)纹理部中以至少等于每平方毫米(mm2)一个条柱的密度分布，每个条柱具有在0.0005mm²和1mm²之间的平均横截面S。应注意到，每个条柱的平均横截面对应于从所述条柱的基部开始以规律(一定)间隔测得的横截面S的平均值。条柱具有其横截面在这些条柱的高度Hb上减小的总体圆锥形的形状。

图7示出了其中纹理部由多个相互平行的刀片或肋条12形成的实施例，纹理部中的刀片12的间距最多等于0.5mm，每个刀片12具有在0.02mm和0.5mm之间的平均宽度。应注意到，所述平均宽度对应于在所述刀片的高度H1上以规律(一定)间隔测得的宽度l的平均值，每个刀片的高度在0.05mm和0.5mm之间。

在另一变型实施例中，纹理部由条柱11和/或刀片12的组合构成。

本发明不限于所述和所示的示例，并且在不脱离其范围的情况下可以对其进行各种修改。因此，根据另一非限制性变型实施例，图7中的刀片12可以是不连续的。它们彼此之间具有平坦的部分。它们还可以在彼此之间具有横截面的差异。另外，所述刀片可以具有弯曲或角度，特别是沿着它们的长度具有弯曲或角度。它们还可以具有可变的长度。

在图8的示例中，纹理部由多个平行六面体13形成，所述平行六面体13具有在0.05mm和0.5mm之间的边长C以及在0.05mm和0.5mm之间的高度Hp，两个相邻平行六面体之间的距离Dp在0.05mm和0.5mm之间。在一变型例中，纹理部的元件的横截面可以是圆形的、多边形(例如六边形)的。对于正方形或多边形结构，能够更易于将元件相对于彼此进行组织，以便限制所述元件之间的中间区域的表面面积。

在图9的变型例中，纹理部的元件14彼此之间具有可变的形状和可变的距离。该变型例使得能够使纹理部4的细节较不可见。

图10示出了根据另一非限制性变型实施例的纹理部。在该变型例中，纹理部由多个空腔16形成。空腔16在该例中呈圆锥形部的形式，所述圆锥形部延伸至深度中并且通向表面，从而形成具有直径Df的圆形开口15。空腔16因此具有随着深度而减小的横截面。应注意到，在该变型例中，空腔16的开口15不相接触。开口15被中间区域17分开。此外，开口15有规律地分布，以使得开口15的中心之间的距离d在各处相同。

图11是图10中的纹理部的放大视图。在该例中，空腔中的全部或一些具有至少一个壁18，所述至少一个壁18在横截面中相对于与承载纹理部的表面垂直的方向Z形成10°和60°之间的角度β。

以上给出的附图及其描述阐明但不限制本发明。

权利要求中的附图标记完全是非限制性的。动词“包括”和“具有”不排除权利要求中列出的元件以外的元件的存在。

当然，本发明不限于所述和所示的示例，并且在不脱离权利要求中所限定的范围的情况下可以对其进行各种修改。特别地，以上关于两个通道的描述可以易于设计成具有至少一个隐藏部分(也就是说，在崭新状态下形成于胎面表面之下并且预定用于一旦胎面已经被部分磨损至预定程度则通向胎面表面)的任何类型的空隙。