包括不连续沟槽的胎面

摘要

本发明公开一种用于重型货物车辆的轮胎的胎面(1)，其具有滚动表面(10)，该胎面(1)在其每个边缘(11)附近包括在崭新时的滚动表面上的多个开口井部(2)，具有深度Pmax的这些开口井部(2)沿周向以两个相邻的开口井部之间的平均距离D布置；每个开口井部(2)由两个面对的主表面(21、22)界定，该胎面为使得每个开口井部(2)连接至在胎面内形成的至少一个隐藏腔体(32)，该隐藏腔体(32)通向所述井部的主表面(21、22)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于重型车辆轮胎的胎面，更具体地涉及这些胎面设有的空隙的布置，归功于所述布置，在雨天中排出路面上存在的水的能力方面的性能更持久，并且行驶性能得到改善。

定义

切口意指特别是通过在轮胎的胎面中模制而产生的任何腔体或空隙，切口在胎面的深度和主方向(其为在雨天中行驶时切口中水流动的方向)上均延伸。该主方向对应于胎面表面上切口的最大尺寸。

开口沟槽意指通向胎面中与路面接触的胎面表面的切口，该沟槽由面对的壁界定，这些壁之间的平均距离适于使这些壁在轮胎的正常使用条件下不相互接触。

刀槽花纹意指平均宽度小的薄切口，该平均宽度对应于将面对的壁(这些壁界定薄切口)分隔开的平均距离，并且使得在轮胎的正常使用条件下，这些壁可以在进入接触斑块(在所述接触斑块中轮胎与路面接触)时至少部分地相互接触。

隐藏腔体意指在胎面的崭新状态下在胎面表面下方形成的腔体，该腔体能够旨在形成新的沟槽，所述新的沟槽通向在预定量的部分磨损之后产生的新的胎面表面。隐藏腔体由两个面对的主壁界定，这两个主壁通过形成底部的下部和沿径向向外延续这些主壁的上部而相互连接。刀槽花纹可以通向该上部以将隐藏腔体连接至崭新状态下的胎面表面。从横截面来看，隐藏腔体可以采用任何几何形状，例如：圆形、矩形、三角形。

会磨损的胎面材料的厚度意指该胎面材料在达到法定胎面磨损极限之前在行驶过程中可以磨损的厚度，该极限能够通过特别是在沟槽中形成的胎面磨损指示器来识别。当达到该极限时，必须进行干预以在轮胎的胎面上重新形成新的空隙设计、安装新的胎面或更换轮胎。

在本说明书中，术语径向或沿径向用于表示这样的方向，即在轮胎上考虑时其为垂直于轮胎旋转轴线的方向，而仅在胎面上考虑时其对应于所述胎面的厚度方向。

此外，术语周向用于表示与以下所述的方向相对应的方向，所述方向与以轮胎的旋转轴线为中心的任何圆相切。当胎面在被引入新轮胎的制造或磨损轮胎的翻新之前制成扁平条带的形式时，该周向方向对应于胎面的纵向方向。

术语横向是指与轮胎旋转轴线的方向平行的方向。该方向垂直于径向方向和周向方向。当一个方向与胎面上的周向或纵向方向形成大于零的角度时，该方向被称为是倾斜的。

背景技术

众所周知，雨天驾驶条件要求尽可能快速地除去每个轮胎的胎面与路面之间的水，以确保胎面的材料与路面接触。没有被推到轮胎的前面或侧面的水有一部分进入切口(其在胎面中形成)并在其中流动，这些切口采用腔体的形式，所述腔体在崭新时通向胎面的胎面表面。这些腔体可以沿着以下方向定向：周向方向或横向方向，或者在前两个方向之间的某一倾斜方向，或者这些方向的组合。腔体的定向意指其在胎面表面上的最长尺寸与例如轮胎上的周向方向所形成的角度。

无论轮胎的类别如何，该轮胎的胎面都需要提供始终超过最低性能水平(其被称为安全性能水平)的排水性能。因此，考虑到胎面逐渐磨损以及沟槽的横截面积和这些沟槽排出给定量液体的能力逐渐减小，通常会制备通向崭新状态的胎面表面的沟槽，并且在胎面的厚度中向下延续到至少与取下胎面所需的法定磨损极限相对应的水平。

然而，胎面中形成这样的通向胎面表面的多个沟槽的缺点在于，它减少了给定宽度的胎面的材料量，从而显著降低了胎面的刚度，这对胎面的磨损性能有影响。因此，为了解决行驶过程中胎面所承受的负荷，本领域技术人员需要通过他们掌握的任何手段来补偿刚度的这些降低，特别是通过调整轮胎的内部结构来进行补偿，当然，这对轮胎本身的制造成本也不是没有影响。刚度的这些降低也会对磨损率、该磨损的均匀性以及行驶过程中一些预期的性能方面产生不利影响。

此外，观察到滚动阻力增加，亦即随着车轮每转一圈，能量耗散增加，这种耗散与形成胎面的弹性体材料所经历的更大变形有关，这本身就表明了装配有此类轮胎的车辆的油耗显著增加。

为了至少部分地解决这样的问题，文献EP 2323858-B1提出形成两个沟槽以及完全在崭新状态的胎面的胎面表面下方的隐藏腔体，每个隐藏腔体(其形成通道)通过刀槽花纹朝向崭新状态的胎面的胎面表面延续，所述刀槽花纹具有适当的几何形状，用于促使刚度更大。通过这种类型的轮胎，在胎面达到预定的磨损水平时，可以更新沟槽的初始排水体积的更大或更小比例。

还已知的实践是在胎面的厚度中形成所谓的波浪形沟槽(EP2483087 B1)，这些沟槽具有通向崭新时的胎面表面的部分和隐藏在胎面的厚度中的部分，这些部分通过中间部分相互连接。为了便于模制和脱模，形成有刀槽花纹以将隐藏部分和中间部分连接至崭新时的胎面表面。从限制与胎面中存在空隙相关的刚度降低的角度来看，这种沟槽布置当然是有利的。然而，超过一定程度的部分磨损，中间部分以及然后是隐藏部分单独不连续地通向胎面表面，这可能需要存在从部分磨损情况开始变得有效的附加沟槽。这些附加沟槽可以是完全在胎面内形成的通道转换的结果。

特别是在文献EP 2379352 B1中，还已经提出隐藏腔体通过以下所述多个腔体延伸，所述多个腔体不仅通向隐藏腔体而且通向崭新状态的胎面的胎面表面。

尽管从平衡性能方面的角度来看这些设置是有利的，但已经发现某些行驶性能方面需要进一步改善。重型车辆轮胎的胎面边缘的机械强度就是这种情况。具体而言，在胎面的边缘附近存在完全通向胎面表面的沟槽会使得在某些使用条件下在沟槽的底部产生显著的机械应力。

发明内容

本发明涉及通过在胎面的边缘附近的切口的机械强度结合车轮每转一圈在胎面中减小的能量损失来解决该问题。

为此，本发明的一个主题为一种用于重型车辆轮胎的胎面，其总厚度E对应于行驶过程中会磨损的材料的总厚度。该胎面具有在崭新状态的胎面表面，所述胎面表面旨在在设有该胎面的轮胎行驶时与路面接触。该胎面表面随着在路面上行驶造成的磨损而逐渐更新。

该胎面包括沿轴向界定胎面宽度的侧边缘。

该胎面在其每个侧边缘附近包括：

-多个开口井部，其通向崭新时的胎面表面，具有深度Pmax的这些开口井部沿周向以两个相邻的开口井部之间的平均距离D布置；每个开口井部由两个主表面界定，两个主表面通过底部相互连接，该底部限定井部的深度，每个井部具有在周向方向测量的开口最大长度Lc和测量主表面之间的距离的横向宽度La，该宽度La小于开口最大长度Lc，

-该胎面的特征在于，每个开口井部连接至在胎面内形成的至少一个隐藏腔体，该隐藏腔体通向所述井部的主表面。

借助于这种布置，可以在边缘附近没有周向连续沟槽，从而在崭新胎面时保持相对高的胎面刚度水平，同时受益于适当的排水体积，所述排水体积可以经由开口井部和隐藏腔体各自的体积来调节。当然，在使得这些腔体出现在胎面表面上的预定磨损水平之后，隐藏腔体可以形成额外的横向或倾斜沟槽，并因此进一步形成与路面接触的有效边缘拐角。

有利地，开口井部在胎面表面上具有细长形状的开口，开口最大长度Lc至少等于最小宽度尺寸La的两倍，与开口最大长度Lc垂直地测量最小宽度尺寸。

为了从胎肩的排水效果中获得最大的益处，合理的是设计在崭新时的胎面表面上永久存在至少两个开口井部，所述胎面表面在接触斑块中与路面接触，该接触斑块是针对设有根据本发明的胎面的轮胎的使用条件而言获得的。

为了将在覆盖有积水的路面上行驶的性能持续到直至胎面完全磨损，井部的深度Pmax大于会磨损的胎面材料的厚度E。

在简化胎面制造的实施方案中，通向崭新时的胎面表面的刀槽花纹延伸直至开口井部的隐藏腔体，并且还通向所述井部。

在本发明的一个实施方案中，至少某些隐藏腔体不通向胎面的外侧，并且在该情况中所述腔体各自的体积被设计为在雨天覆盖有积水的路面上行驶时足以将路面上存在的水收集到轮胎边缘的区域中。与在边缘附近模制的井部连接的腔体的集合体积被选择为周向连续沟槽的体积与这些井部的体积总和之差的百分比。该百分比至少等于0.25且至多等于0.50。

在一实施方案中，可以设置多于一个的通向同一井部的隐藏腔体以具备良好的排水能力。根据本发明为了实现胎面的边缘的最佳刚度，每个隐藏腔体形成为尽可能地靠近其所通向的井部的底部。

有利地，每个隐藏腔体具有从开口井部开始的细长形状，并且以与周向方向形成至少等于30度的角度的方式定向，所述周向方向与多个开口井部在胎面的边缘上的布局相对应。

仍然有利地，每个隐藏腔体连接至通向崭新时的胎面表面的开口井部，并且通向胎面的侧表面，以使得去除收集在该隐藏腔体所连接的开口井部内的液体。胎面的侧表面对应于从行驶表面侧向延伸的两个表面之一。

在后一种情况下，有利的是通向外侧的两个隐藏腔体以通向同一井部的侧表面的方式形成，这些隐藏腔体以不同的方式定向，以使得这些隐藏腔体的操作对轮胎的旋转方向不敏感。

在一个优选的实施方案中，相对于沿轴向靠近胎面的同一侧边缘形成的多个井部，所有隐藏腔体均在同一侧形成。

在一个实施方案中，胎面适合于将优选的旋转方向赋予设有该胎面的轮胎。例如，该优选方向通常在胎面或轮胎上由可视元件或标记(例如箭头)来指示。在该特定实施方案中，连接至井部的一个或多个隐藏腔体被定向成促使路面上存在的水流向胎面的外侧。具体地，这些隐藏腔体以如下方式定向：从在胎面表面上的投影来看，每个隐藏腔体的通向井部的部分首先与路面接触。因此在井部中的流动将以与周向方向成小于45度的浅角转到腔体中。

结合本发明中描述的任何一种布置，可以设置在沿轴向靠近胎面的同一侧边缘的开口井部之间存在刀槽花纹，这些刀槽花纹在胎面的部分深度上延伸或者延伸直至所述井部的深度Pmax。

本发明还涉及一种设有胎面的轮胎，所述胎面在其每个侧边缘包括多个开口井部，在胎面内形成的隐藏腔体通向所述开口井部，这些隐藏腔体通向外侧或不通向外侧，如刚刚描述的。该轮胎的胎面可以组合地包括常规沟槽和/或隐藏通道，它们旨在在达到预定程度的部分磨损时形成额外的沟槽。在这样的情况中，可以设想使连接至开口井部的隐藏腔体通向这些隐藏沟槽或隐藏通道。

本发明的其它特征和优点将通过以下参考附图给出的描述而变得显而易见，所述附图通过非限制性示例示出了本发明主题名称的实施方案。

附图说明

[图1]图1示出开口井部在胎面表面上的布置的第一变体形式，这些开口井部形成在胎面的侧边缘附近；

[图2]图2示出图1所示的变体形式在崭新状态下的横截面(在II-II上)；

[图3]图3示出在胎面的侧边缘附近形成的开口井部的布置的第二变体形式，所述胎面具有暗示在装配至轮胎时的优选使用方向的特征。

具体实施方式

为了使附图更易于理解，相同的附图标记用于描述本发明的变体形式，其中这些附图标记指代相同种类(无论是在结构方面还是功能方面)的元件。

图1示出开口井部在胎面表面上的布置的第一变体形式，这些开口井部形成在胎面的侧边缘附近。

该图1示出用于重型车辆的轮胎的胎面1的局部视图，所述胎面1具有崭新时的胎面表面10，所述胎面表面10旨在在行驶过程中与路面接触。图1的局部视图示出该胎面的侧边缘11。

在该侧边缘11附近形成有多个开口井部2，这些开口井部通向崭新时的胎面表面10。这些开口井部2沿周向方向布置，其中两个井部之间的距离为D。这些开口井部2中的每一个具有通向胎面表面的开口20，该开口20在所述实施例中具有开口最大长度为Lc且宽度为La的矩形形状。对于尺寸为315/70R22.5的示例轮胎，长度Lc为25mm，宽度La为10mm，距离D为30mm。将开口最大长度Lc和两个井部之间的距离D这些尺寸确定为使得在接触斑块(其在使用条件下与路面接触)中永久存在至少两个开口井部2。

每个开口井部2在胎面1的厚度上由主表面21、22界定，这些主表面包括端部表面23、24。主表面通过底部25相互连接。该底部25在距崭新时的胎面表面10的距离Pmax处，在该特定情况中，该距离Pmax大于在行驶过程中会磨损的材料的厚度T，以保持直到胎面完全磨损仍存在空隙。

此外，在胎面内且在每个开口井部2的每个端部表面23、24附近形成有隐藏腔体32，所述隐藏腔体32通向界定该井部2的主表面21、22之一。在这些隐藏腔体32的每一个隐藏腔体上形成有刀槽花纹31，所述刀槽花纹31不仅通向胎面表面10而且通向界定开口井部2的主表面21、22之一。

这些隐藏腔体32不通向胎面的外侧，特别是不通向胎面的侧部，如在图2(其示出图1所示的变体形式在崭新时的横截面)中清楚可见。

在该图2中，可以看出隐藏腔体32通向井部2，尽可能地靠近所述井部的底部25，以产生使开口井部的排水体积增加的附加排水体积，从而补偿以下事实：胎面在其侧边缘附近没有周向的连续开口沟槽。

该附加体积比沟槽在初始状态下的缺失体积小：这是因为本领域技术人员知晓，在沟槽的情况下，由于必须考虑胎面的磨损和沟槽中可用体积的逐渐减少，所以在崭新时必须设有比所需更大的体积。通过本发明，可以更好地定制总空隙体积(包括开口井部的体积和连接至井部的隐藏腔体的体积)。

此外，当胎面部分磨损时，每个隐藏腔体32产生新的横向沟槽，该横向沟槽在胎面的最后磨损阶段是有用的。

图3示出在胎面的侧边缘附近形成的开口井部2的形状和布局的第二变体形式，所述胎面具有暗示在装配至轮胎时的优选使用方向(该方向在图中由箭头R标识)的固有特征。作为一般规则，在轮胎上由用户可见的特定标志来指示该优选方向。

在这种情况下，有利的是以使得可充分利用该优选旋转方向的方式来对隐藏腔体32定向。所述的方案示出：在崭新时的胎面表面10上，开口井部2具有椭圆形的开口20，其中在周向方向上测量尺寸中的较长尺寸，表示为Lc。在每个开口井部2的底部25附近，隐藏腔体32在其一端经由开口321通向井部2，该隐藏腔体32在其另一端经由开口320通向胎面的侧表面12之一(每个侧表面12与胎面表面10相交以形成胎面的边缘11)。该开口320的存在意味着每个隐藏腔体的体积可以甚至进一步减小到完成排放和去除以下所述的水所需的最低限度，所述水为与覆盖有水的路面接触时存在于胎面的边缘上的水。

每个隐藏腔体32与周向方向形成平均角度A，在该情况中与周向方向形成等于30度的平均角度A。在胎面表面与隐藏腔体之间形成的刀槽花纹31总体上以相同的角度A定向。在所示的方案中，这些刀槽花纹在胎面的表面处和深度内均具有波浪形几何形状。

每个隐藏腔体的角度A适合于促使路面上存在的水流向胎面的外侧。具体地，隐藏腔体32以如下方式定向：从在胎面表面上的投影来看，每个隐藏腔体的开口321的突出到井部中的部分首先与路面接触。这种布局在胎面磨损达到使得隐藏腔体产生新沟槽的程度时是有利的。

隐藏腔体的主方向对应于隐藏腔体的长度方向，当在覆盖有水的路面上行驶时沿着该长度方向形成水流。

周向沟槽4在图3的右侧示出，在该情况中位于开口井部和隐藏腔体所在的胎肩肋部的内侧。如在前一变体形式中那样，在该变体形式中可以看出沿轴向在胎面的边缘与所述井部之间没有周向的连续沟槽。

当然，根据所需的目的，所描述的不同变体形式可以相互组合。

本发明并不限于所述两个实施例，在不脱离如在权利要求中限定的范围的情况下，可以对其进行各种变型。特别地，具有合适几何形状的刀槽花纹可以设置为从一个开口井部延伸至另一个开口井部，该刀槽花纹通向胎面表面。