具有低道路噪声的混合用途重型车辆轮胎的制作方法

本发明涉及一种旨在用于混合用途(即能够在柏油地面或石质地面上行驶)的重型货物车辆的轮胎，更具体地涉及其胎面，所述胎面包括能够产生低道路噪声的胎面花纹。

背景技术：

1、由至少一种橡胶基材料构成的胎面为轮胎的抓地磨损部分，所述抓地磨损部分位于轮胎的外周，并且旨在在通过行驶表面与底层表面接触时磨损，并在与地面接触的过程中确保轮胎的抓地力。

2、胎面最通常包括胎面花纹，所述胎面花纹为切口(或凹陷部分)与块状部类型或肋状部类型的凸起元件的组合。用于混合用途的轮胎胎面必须确保轮胎在可能覆盖有水、污泥或雪的硬质地面或软质地面上的抓地力。特别是在泥泞地面上的使用，其必须确保足够的牵引力。此外，当在石质地面上使用时，胎面必须能够排出可能困在其凹陷中的石块，和/或必须包括相对于这些石块的保护装置，从而防止其向轮胎的内部迁移，这能够导致轮胎的过早劣化。

3、在与轮胎相关的圆柱形参考系中限定本技术中描述的几何特征。通常，周向方向或纵向方向为轮胎的旋转方向，轴向方向或横向方向为平行于轮胎的旋转轴线的方向，并且径向方向为垂直于轮胎的旋转轴线的方向。

4、任意切口的中线不一定是直线，并且可以为波形或之字形，并且可以具有平均周向方向或平均横向方向。通常，当切口的中线具有平均周向方向(即其与周向方向形成小于45°的平均角度)时，切口被称为是周向的。当切口的中线具有平均横向方向(即其与轴向方向形成至多45°的平均角度)时，切口被称为是横向的。

5、胎面的切口通常分为两类：宽切口(称为沟槽)和窄切口(称为刀槽)。沟槽界定凸起元件，在胎面进入与地面的接地表面时，所述凸起元件可以发生变形，而不会彼此接触。应当注意，沟槽(其为最宽的切口)最可能卡住最大的石块，这些石块能够迁移并使胎面劣化。刀槽(其宽度小于沟槽)的宽度使得界定刀槽的相对凸起元件的壁在胎面进入接地表面时至少部分地彼此接触。为了确定界定切口的材料壁之间的接触的可能性，施加至轮胎的负载和压力的条件通常为例如由“欧洲轮胎和轮辋技术组织”或“e.t.r.t.o”的欧洲标准的“标准手册2020-商用车辆轮胎”规定的负载和压力的条件。

6、混合用途轮胎的胎面的凸起元件通常为块状部，所述块状部最通常(但不一定)排列为在轴向方向上并列的周向排。块状部的分布可以相对于中心周向平面是对称或不对称的，所述中心周向平面垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面的中心。块状部包括接触面、前缘面、排水面和两个侧面，所述接触面位于行驶表面中，并旨在与地面完全接触，所述前缘面与行驶表面相交，并且与其相交的边缘旨在首先与地面接触，所述排水面与行驶表面相交，并且与其相交的边缘旨在最后与地面接触。

7、已知用于混合用途的轮胎会产生道路噪声，所述轮胎旨在特别安装在驱动轴上，并且具有胎面，所述胎面包括通过周向沟槽和/或横向沟槽彼此分开的块状部的布置。这是因为，当块状部进入和离开轮胎与地面的接地表面时，块状部的前缘边缘和后缘边缘会产生噪声排放，这些噪声排放的总和构成频谱，从而产生或多或少的总体噪声水平。

8、通常针对相关地理区域的标准要求减少轮胎发出的总体噪声：这特别要求改善轮胎胎面的设计。作为示例，文献wo 201504150 a1描述了一种用于重型货物车辆的轮胎，所述轮胎的道路噪声水平得到降低，而不会影响轮胎的其它性能水平(例如磨损和牵引力方面的抓地力)。更具体地，该文献描述了一种具有相对于周向平面不对称的胎面花纹的胎面，所述周向平面在周向行驶方向上将胎面分别分为左侧部分和右侧部分，所述胎面包括在周向平面的一侧和另一侧分布的至少五个周向排的块状部。块状部的布置方式使得所有块状部的前缘边缘在周向行驶方向上以适当的方式相对于彼此偏移，使得在行驶的过程中前缘边缘依次接触，并且这些前缘边缘的接触运动在周向分隔平面的一侧和另一侧以来回交替的方式交替地发生。

9、本发明人为其自身设定的目标为降低旨在更具体地安装在混合用途重型货物车辆的驱动轴上的轮胎的道路噪声，所述轮胎具有胎面，所述胎面包括块状部的适当布置，其传输降低的道路噪声，同时确保足够的牵引力和胎面限制石块卡在其切口中的良好能力。

技术实现思路

1、该目标已通过用于重型货物车辆的轮胎实现，所述轮胎包括胎面，所述胎面旨在通过行驶表面与地面接触，所述胎面具有宽度w，并包括通过切口两两分开的块状部的布置，

2、-在轮胎的周向方向上，块状部的布置由沿周向分布的人字形块状部排构成，使得所有人字形在轮胎的行驶方向上定向，并且各自的顶端位于垂直于轮胎旋转轴线的同一平面中，

3、-每个人字形块状部排从胎面的一个边缘延伸至另一个边缘，并在轮胎的轴向方向上由并列的块状部构成，

4、-相同的人字形块状部排的块状部通过周向切口两两分开，所述周向切口的中线与周向方向形成小于45°的平均角度，

5、-两个连续的人字形块状部排通过人字形横向切口分开，所述人字形横向切口从胎面的一个边缘连续地延伸至另一个边缘，使得在行驶表面上界定人字形横向切口的块状部的前缘边缘或后缘边缘位于同一条线上，

6、-任何人字形横向切口的中线由两个分支构成，每个分支与轴向方向形成至少15°且至多55°的平均角度。

7、基本上，根据本发明的轮胎的胎面在轮胎的周向方向上包括块状部排和横向切口的交替布置，其处于人字形，并且从胎面的一个边缘横向地延伸至另一个边缘。

8、人字形块状部排为在轴向方向(也称为横向方向)上并列的块状部，块状部布置在形成箭头的两个方向上。人字形的顶端(即箭头的顶端)为人字形的两个分支的几何点或连接区域，所述两个分支不一定汇聚为顶端。

9、相同的人字形块状部排的块状部通过周向切口两两分开，所述周向切口的中线与周向方向形成小于45°的平均角度。有利地，周向切口的中线的平均角度至多为15°。

10、分开两个连续的人字形块状部排的人字形横向切口从胎面的一个边缘连续地延伸至另一个边缘，使得在行驶表面上界定人字形横向切口的块状部的前缘边缘或后缘边缘位于同一条线上。换言之，这些块状部的前缘边缘或后缘边缘彼此延续，保持在本身为人字形的同一条线上。因此，在同一周向切口的一侧和另一侧，界定周向切口的块状部不存在周向偏移。

11、人字形横向切口为这样的切口，所述切口的中线由两个分支构成，每个分支与轴向方向形成不等于零的平均角度，并彼此连接以形成箭头。分支的平均角度为由连接分支的两个端部的直线与轴向方向形成的角度。在本发明的情况下，该平均角度至少为15°且至多为55°。

12、人字形(每个分支的平均方向与轴向方向形成至少15°且至多55°的平均角度)块状部排和横向切口的这种交替布置能够同时降低噪声，改善牵引力并限制石块的卡入。

13、一方面，对于人字形的每个分支，15°的最小平均角度能够使与地面接触的同一周向排的块状部的前缘边缘的入口显著偏移，这能够减少发出的道路噪声。另一方面，对于人字形的每个分支，55°的最大平均角度能够在表面中具有同一周向排的块状部的边缘的累加长度，从而确保轮胎的良好抓地力，特别是牵引力方面。此外，横向切口的连续性避免了具有能够卡住石块的角过渡部分。

14、优选地，任何人字形横向切口的中线的每个分支相对于轴向方向的平均角度至少为25°。该平均角度越大，与地面接触的同一周向排的块状部的前缘边缘的入口之间的偏移越显著，道路噪声降低得越多。

15、还优选地，任何人字形横向切口的中线的每个分支相对于轴向方向的平均角度至多为40°。该平均角度越小，接地表面中的块状部的边缘的累加长度越大，因此牵引力方面的抓地力越好。

16、有利地，任何人字形横向切口的中线的每个分支具有凹曲线形状，使得分支的任何点处的曲率中心在轮胎的行驶方向上位于分支的前部。这种凹形本质上具有美学目的。

17、根据上述凹形人字形分支的优选变体，曲线凹分支的任何点处的曲率半径r至少等于胎面的宽度w。这种曲率半径避免了横向切口的中线的倾角在胎面的边缘处过小(通常小于15°)，或者在胎面的中心处过大(通常大于55°)。

18、有利地，任何人字形横向切口具有最大深度d2和平均宽度w2，使得比值w2/d2至少为20％，优选地至少为30％。最大深度d2为行驶表面和切口的径向最内点之间的径向距离。平均宽度w2定义为切口的整个深度上的宽度的平均值，所述切口通常具有与径向方向形成一定角度(其被称为间隙角)的壁。至少20％的比值w2/d2表征了沟槽类型的切口，并且具有降低噪声方面的优点，当胎面进入与地面的接地表面时，沟槽类型的切口的壁可以发生变形，而不会彼此接触。至少30％的比值w2/d2表征了宽沟槽，当在软质地面上行驶时，所述宽沟槽相对于水和污泥的排出是有效的，因此相对于抓地力(特别是软质地面上的抓地力)是有效的。

19、还有利地，任何人字形横向切口具有最大深度d2和平均宽度w2，使得比值w2/d2至多为150％。超过150％时，横向切口的总体积变得不利于轮胎的磨损极限，因为其相关地导致待磨损材料的体积显著减少。

20、还有利地，任何人字形横向切口包括在切口的底部处在人字形形状的顶端的区域中的突出部。在横向切口的底部存在突出部保护切口的底部不受嵌在切口中的石块的任何侵蚀作用。该突出部设置在人字形的顶端处是特别有效的，因为该成角度部分特别容易卡住石块。

21、有利地，任何周向切口d1具有最大深度d1和平均宽度w1，使得比值w1/d1至少为20％。如前所述，至少20％的比值w1/d1表征了沟槽类型的切口，并且具有降低噪声方面的优点，当胎面进入与地面的接地表面时，沟槽类型的切口的壁可以发生变形，而不会彼此接触。

22、然而，对于周向切口，也可以设想小于20％的比值w1/d1，其为刀槽的特征，所述刀槽的壁能够接触。这是因为，周向刀槽的存在有利于磨损方面的使用寿命(其通过更大体积的待磨损材料和变形较小的块状部促进)和行驶阻力(其通过变形较小的块状部促进)之间的折衷。

23、还以有利的方式，任何周向切口具有最大深度d1和平均宽度w1，使得比值w1/d1至多为150％。超过150％时，周向切口的总体积变得不利于轮胎的磨损寿命，因为其相关地导致待磨损材料的体积显著减少。

24、优选地，包括人字形块状部排的各个顶端的周向平面为非正中周向平面，并且沿轴向相对于中心周向平面(其垂直于轮胎的旋转轴线，并延伸通过胎面的中心)的轴向距离yp至多为胎面的宽度w的20％，优选地至多为胎面的宽度w的10％。胎面的不对称性能够在胎面的右侧部分和左侧部分之间获得对地面的冲击的去同步性，这有助于降低噪声。然而，必须限制这种不对称性，以在轮胎的磨损、抓地力和行为方面保持胎面的平衡操作。

25、根据特定的实施方案，胎面的至少一部分块状部包括刀槽类型的切口，所述刀槽类型的切口的比值w3/d3小于20％，w3和d3分别为刀槽的平均宽度和深度。优选地，这些刀槽是横向的，即其中线与轴向方向形成至多45°的平均角度。还优选地，只有胎面的中心部分(其相对于中心平面对称，并且轴向宽度至多为胎面的宽度w的75％)中包括的块状部包括刀槽。中心部分旨在理解为未接触胎面边缘并介于各自接触胎面边缘的两个侧向部分之间的胎面部分。