CN103974838B - 具有可变倒角的胎面 - Google Patents

Abstract

胎面，其包括沿周向总体方向延伸并限定多个***元件(4)的花纹沟(2)，该胎面还包括多个呈横向延伸的花纹沟和/或狭槽形式的切口(3)，每个***元件(4)包括预定用于接触路面的接触面(40)和沿着在行驶期间预定用于接触路面的边缘与该接触面相交的侧面，该胎面至少在***元件(4)的多个横向边缘上具有倒角(410、420)，该胎面在直线行驶中具有总接触表面S，其包括其中所有横向边缘均具有倒角的部分Sc和其中所有横向边缘均没有倒角的部分Snc，该胎面在与0.3g(其中g为重力加速度)的横向加速度对应的转弯操作中具有接触印痕，其具有由其***元件的所有横向边缘上均包括倒角的部分Sc*和没有任何倒角的部分Snc*形成的总印痕表面S*，该胎面使得比值Snc/Sc最多等于2％且比值Snc*/Sc*至少等于0％。

Description

具有可变倒角的胎面

技术领域

本发明涉及车辆的轮胎胎面，特别是涉及设置在所述胎面中的花纹沟和狭槽的几何形状。

背景技术

存在使得在预定用于安装在车辆上的轮胎的胎面上设有多个周向和横向定向花纹沟的已知方法，所述花纹沟限定形成胎面花纹的多个区块。该胎面包括适于当轮胎行驶时接触道路的滚动表面。每个区块包括形成胎面的滚动表面的一部分的接触面和限定花纹沟的侧面。所述侧面在边缘处分割接触面(与接触面相交)。

在某些用途或者应用中，存在通过为至少一些区块设置狭槽来提高所述胎面的附着力的已知方法，所述狭槽的深度可以与花纹沟深度基本相同，或者在某些应用中，可以选用小于花纹沟深度的深度。因此，胎面包括多个材料边缘，所述边缘由花纹沟和狭槽与胎面的滚动表面的交线形成。因为存在狭槽，所以可以在不过分降低胎面的刚度和不过分增大该胎面中的孔隙体积的情况下增加边缘的数量。

还存在一种在EP1074405和WO2002102611中描述的已知方法，该方法在胎面的区块的接触面附近在限定横向定向的花纹沟和狭槽的壁上形成倒角部分。在本申请中，术语“倒角”表示延伸至接触面的相对于侧面倾斜的平坦部分以及可切向地连接至接触面和侧面中的一个或另一个或者连接至接触面和侧面的弯曲(曲面)部分。倒角由在侧面上测得的高度和在接触面上测得的宽度定义或限定。所述倒角可以改变由花纹沟和狭槽形成的边缘。

所述倒角在以下方面是有用的，其至少在崭新状态下改善了每个区块与道路、特别是在雨天被水覆盖的道路上的接触力学。倒角改变了在沿直线行驶期间胎面花纹的区块的接触面的边缘接触道路的方式。虽然所述倒角在胎面磨损期间不会作为永久特征保持，但是已经发现，当轮胎是新的时，也就是说，当轮胎尚未被用于行驶时，其是特别有用的。还发现，所述倒角可以自维持或甚至自再生，特别是在紧急制动时。

已经在设有具有倒角的胎面的轮胎中发现了制动性能的显著提高。

所述倒角配置提供了沿直线行驶的高性能，因为在印痕或压痕(footprint)的形状方面存在小的变化，并且该形状在胎面的所有区块上具有基本上相同的作用，与其位于胎面的中央部分、边缘或者中间部分无关。

然而，在使用中，已经发现，当行驶时，特别是当胎面在转弯配置中受压时，形成于胎面的横向边缘上的倒角可能产生噪音。

众所周知，当车辆沿直线行驶时，安装在车辆上的轮胎具有基本上以其赤道平面的迹线为中心的印痕。然而，在转弯操作期间，众所周知，存在向着位于拐角的外侧的车辆一侧的轮胎的负载传递转移。更确切地说，负载转移至所述轮胎的轴向外侧部分。该负载转移通过轮胎印痕的形状的变化显现出来。

然而，在转弯期间仍然发现发出噪音的同时，在横向定向的切口上具有倒角的胎面花纹的良好性能可能带来需要适当解决方案的问题。

定义：

如欧洲ETRTO标准所定义，轮胎在其安装轮辋上的基准条件(换句话说，标称条件)规定了与由轮胎的负载指数及其速度代码指示的轮胎的容许负载能力对应的充气压力。然而，轮胎在车辆上使用的条件与基准或标称条件的不同在于，所承载的负载为由基准条件规定的最大容许负载的大约80％。

轮胎的道路接触印痕由在使用条件下固定并安装在其安装轮辋上的轮胎确定。轮胎在直线行驶条件下的总接触表面表示为S，该表面等于由轮胎在其标称条件下的印痕的外部轮廓限定的表面；该表面包括孔隙区域。轮胎在与0.3g的横向加速度对应的转弯条件下的总接触表面表示为S*，其中g表示重力加速度。在所述转弯条件下，轮胎被充气至相同压力并承受相同的负载。该表面S*等于由印痕的外部轮廓限定的总表面。

胎面花纹的单位表面的孔隙比例等于由***元件(区块和肋条)限定的孔隙(基本上由花纹沟形成)的表面与总表面(***元件的接触表面和孔隙的表面)之间的比值。单位表面的低孔隙比例表示胎面的大接触表面和***元件之间的小孔隙表面。

区块是形成于胎面上的***元件，该元件由孔隙或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道路。

肋条是形成在胎面上的***元件，该元件由两个花纹沟限定。肋条包括两个侧壁和接触面，接触面预定用于接触道路。

术语“径向方向”表示垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面的厚度的方向)。

术语“轴向方向”表示平行于轮胎的旋转轴线的方向。

术语“周向方向”表示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两者。

“切口”表示花纹沟或狭槽，并且对应于由相互面对并以可能为零的平均距离间隔的材料壁限定的空间。该距离区分狭槽和花纹沟：在狭槽的情况下，该距离适合允许在通过道路接触区域期间相对的壁的至少一部分发生接触。通常，对于预定用于客车轮胎的狭槽，该距离在崭新状态的轮胎中最多等于2毫米(2mm)。在花纹沟的情况下，该花纹沟的壁在使用条件下的行驶期间不能相互接触。

发明内容

本发明旨在改善崭新状态的轮胎在转弯时的噪音特性，该轮胎在其胎面上设有横向定向切口。

为此，本发明提出了一种轮胎胎面，该胎面包括限定多个***元件(区块和/或肋条)的多个大致周向定向花纹沟，该胎面还包括在***元件上形成边缘的多个横向定向切口(花纹沟和/或狭槽)，所述边缘预定用于在行驶期间接触道路，每个***元件包括预定用于接触道路的接触面和在边缘处分割该接触面的侧面，成组的***元件的接触面形成胎面的滚动表面。

该胎面在称为赤道平面的中平面的两侧轴向延伸至胎面的边缘，该中平面穿过胎面的径向最外面的点并且将胎面分成相同宽度的两部分，胎面的所述边缘被定义为轮胎在其沿直线行驶的使用条件下的印痕的轴向边界(界限)。

该胎面包括多个***元件，至少在所述***元件的多个横向边缘上具有倒角，每个倒角由与相对于无倒角的相同区块几何形状移除的材料体积对应的平均体积定义(随着倒角变大，缺失的材料体积增大)。

在直线行驶中，该胎面具有总接触表面S，该总接触表面S包括其中***元件的所有横向边缘具有倒角的部分Sc和其中没有一个***元件具有倒角的部分Snc。

在与0.3g的横向加速度(其中g为重力加速度)等效的转弯应力下，该胎面具有印痕，该印痕具有总表面S*，该总表面S*由与其横向边缘上具有倒角的***元件的总表面对应的部分Sc*和与没有任何倒角的***元件的总表面对应的部分Snc*组成。

该胎面的特征在于，比值Snc/Sc最多等于2％，并且比值Snc*/Sc*至少等于10％。

不论轮胎沿直线行驶或者在与转弯条件等效的条件下行驶，各个表面Snc、Sc、Snc*和Sc*的测量未将周向或纵向花纹沟的表面考虑在内。

在该情况下，术语“横向”在更广泛的意义上被解释为包括任何倾斜方向，也就是说，与轮胎的旋转轴线的方向形成最多等于60度的角度的方向。

因此，当根据本发明的轮胎在转弯操作中受压(受到应力)时，具有较小体积的倒角的区块和朝向拐角的外侧的胎面的侧部中没有倒角的区块在轮胎与道路的接触中进一步受压。应当注意，按通常方式，当存在从直线行驶到转弯的变化时，印痕被改变，呈现出在几何形状上朝向拐角的外侧偏移的梯形形状，所述拐角为胎面中没有倒角或者具有比中央部分和中间部分的区块的倒角小的平均体积的倒角的部分的区块的位置。

优选地，沿横向边缘相对于赤道平面形成于胎面的至少一侧上的倒角具有逐渐减小的尺寸；也就是说，平均倒角体积从赤道中平面朝向胎面的边缘中的至少一个减小。

有利地，本发明可以应用于轮胎的单侧：仅需要简单地识别，在轮胎或胎面上，将被定位为更靠近其上安装轮胎的车辆的外侧。可以通过轮胎或其胎面上的特定标记提供该识别，该标记例如指示将被置于更靠近车辆外侧的一侧。可以与所使用的轮胎是定向轮胎或非定向轮胎(定向轮胎例如包括要求特定的旋转方向并因而要求特定的行驶方向的胎面)无关地使用该配置。因此，在位于赤道平面与外侧之间的部分上，外侧边缘上及其附近的***元件没有任何倒角，而赤道平面与内侧之间的所有***元件具有倒角。

有利地，使得其中区块具有倒角的部分与其中区块没有倒角的部分之间的边界通过周向狭槽、也就是说可在经过道路接触区域期间至少部分地闭合的切口的形成来标识是有用的。

有利地，倒角在将位于车辆内侧的胎面的边缘和将位于车辆外侧的边缘之间连续或基本上(实质上)连续地变化。

本发明的其他特征和优点将通过以下参照作为非限制性实例示出本发明提出的变型实施例的附图的说明变得清晰。

附图说明

图1示出了根据本发明的胎面的一部分的平面图；

图2示出了穿过根据图1的胎面的区块的横截面；

图3示出了根据本发明的胎面的一部分的平面图，其中仅预定置于车辆外侧的一侧受到倒角变化的影响；

图4示出了根据本发明的胎面的区块上的倒角的分布；

图5示出了根据本发明的胎面的区块上的倒角的另一分布；

图6示出了根据本发明的胎面的另一变型。

具体实施方式

在本说明书的附图中，可以使用相同的附图标记描述本发明的变型，其中所述附图标记表示就其结构或功能而言相同种类的元件。

图1示出了根据本发明的胎面1的一部分的平面图。该胎面1包括限定多个区块4的多个周向花纹沟2和横向花纹沟3。每个区块4包括形成预定用于在行驶期间接触道路的滚动表面10的一部分的接触面40。每个区块4还包括在边缘41、42、43、44处分割接触面的四个侧面。附图中绘出的方向XX'指示装配有该轮胎的车辆的运动方向；该线XX'还对应于赤道平面在印痕中的投影。在轮胎的使用条件(就压力和负载而言)中，轮胎在直线行驶条件下的印痕的轮廓C1以叠置在其胎面形状上的实线示出。

直线行驶条件下印痕的轴向宽度表示为W。在转弯条件下将该胎面的最大可能接触边界分开的轴向距离表示为W*。本发明使得在宽度W的任一侧的胎面部分上的***元件完全没有倒角。

总印痕表面S的该轮廓C1包括四排R1、R2、R3、R4分布在赤道中平面的每侧的区块4。在全部所述四排区块上，平行于旋转轴线的区块的边缘41、42(在该情况中由垂直于轴线XX'的轴线YY'表示)具有与所涉及区块无关的相同倒角410、420。从图2中可看出，所述倒角在形状上是平坦的，图2示出了沿图1中的剖面线II-II截取的通过区块4的剖面。图2示出了分别沿平行于区块的接触表面40的方向和沿平行于同一区块的侧面的方向的边a和b上的倒角的尺寸。

在直线行驶中，该胎面具有总印痕表面S，该总印痕表面S包括对应于其横向边缘具有倒角的所有区块的接触表面的部分Sc和对应于其横向边缘没有倒角的区块的印痕中的接触表面的部分Snc。上述两个表面Sc和Snc在不考虑周向花纹沟2的等效表面但考虑横向花纹沟3的印痕中的等效表面的情况下测得。为了图解估算表面Sc的方法，在图1中已经利用倾斜的阴影线标出了所述表面。

此处，比值Snc/Sc等于零，因为在该情况下，在直线行驶中通过印痕的所有区块在其横向边缘(对应于在行驶期间首先发生接触的被称为前缘的边缘和最后移动离开接触的被称为后缘的边缘)上均具有倒角。

图1还以虚线示出了轮廓C2，轮廓C2指示在相同的压力及负载条件(对应于使用条件)下和在与横向加速度等于重力加速度(表示为“g”)的0.3倍的转弯配置等效的配置中相同轮胎的印痕的轮廓。

在该0.3g的加速度下，轮胎以轮廓C2扩大了印痕，轮廓C2相对于中央轴线XX'轴向向外偏移；在该横向应力下，更少的中央部分的区块在接触中受压，而位于胎面中轴向更靠近拐角的外侧的边缘上的区块进入接触区域。根据本发明，仅当轮胎转弯时处于印痕中的所述边缘排的区块在其横向边缘上没有任何倒角。

另外，在等效条件下，该胎面具有总印痕表面S*，该总印痕表面S*包括对应于其横向边缘具有倒角的所有区块的表面的部分Sc*和对应于其横向边缘没有倒角的所有区块的表面的部分Snc*。上述两个表面Sc*和Snc*在不考虑周向花纹沟的等效表面但考虑横向花纹沟的印痕中的等效表面的情况下测得。为了图解估算表面Snc*的方法，在图1中已经利用竖直阴影线标出了所述表面Snc*。

在该情况下，比值Snc*/Sc*等于20％。

图3示出了根据本发明的轮胎的胎面的一部分的平面图，其中仅位于预定置于车辆外侧的一侧的边缘上的区块没有倒角。

在图3中，类似于图1的胎面，胎面1包括由周向花纹沟2和横向花纹沟3限定的多个区块4。

已经将直线行驶条件下的轮胎印痕的轮廓C1(以实线示出)和在与在0.3倍的重力加速度g下右转弯的条件等效的条件下的轮胎印痕的轮廓C2叠加在图3上。

具有该胎面的轮胎例如在侧壁之一上由适当标记指示安装方向，该标记例如指示当轮胎安装到车辆的一个车轴上时哪个侧壁将被定位为更靠近车辆的外侧(通过字母“EXT”标示将位于外侧的一侧，而通过字母“INT”标示另一侧)。

在该变型中，赤道平面XX'与胎面的轴向最里面的边缘(INT)之间的所有区块均具有几何形状相同的倒角410、420，而赤道平面XX'与“(EXT)”侧的另一边缘之间的仅仅一些区块具有倒角，轴向最外面的区块没有倒角。

上述两个表面Sc和Snc在不考虑周向花纹沟2的等效表面但考虑横向花纹沟3的印痕中的等效表面的情况下测得。为了图解估算所述表面的方法，在图3中已经利用倾斜阴影线标出了表面Sc，并且已经利用竖直阴影线标出了表面Snc。

在该变型中，比值Snc/Sc等于5％。

图3还以虚线示出了在与0.3g的横向加速度下转弯的条件等效的条件下的印痕的轮廓C2。在所述条件下，该胎面1具有总印痕表面S*，该总印痕表面S*由对应于其横向边缘具有倒角的所有区块的表面的部分Sc*和对应于其横向边缘没有倒角的所有区块的表面的部分Snc*组成。在该情况下，比值Snc*/Sc*等于10％。

图4示出了在根据本发明的胎面的轴向排区块4上的倒角410的变型分布。在该变型中，胎面具有优选的安装和旋转方向。在图3的胎面的情况下，其包括将定位在车辆外侧(标记为EXT)的轴向边缘和将定位在内侧(INT)的边缘。根据该变型的胎面在其区块4上包括位于前缘41(行驶期间区块4中首先与道路发生接触的边缘)处的单一倒角410。旋转方向在附图中通过箭头R表示。因此，该胎面预定置于车辆轮轴的前部右侧位置。该倒角从一个区块至下一区块、从INT边缘至EXT边缘以小的程度变化。所述倒角中最大倒角位于INT边缘上。在EXT边缘上的区块上，没有倒角(前缘和后缘被称为“尖锐的”)。

因此，通过使倒角的体积从胎面的INT边缘至EXT边缘减小，可以进一步减小在转弯期间接触的倒角的重量，并且还可以减小当胎面处于横向负载下时的行驶噪音。

图5示出了非常类似于参照图4所描绘的内容的变型。在该变型中，胎面还包括预定相对于车辆置于外侧(EXT)的轴向边缘和内边缘(INT)。内侧的成组的区块4在横向边缘上(分别在前缘和后缘上)具有倒角410、420，所述倒角在每个区块中变化，以使得其从INT边缘至EXT边缘逐渐减小，直到其在最外面的一排的边缘之前的倒数第二排区块的中央处达到零。

图6示出了具有尺寸255/55R18的轮胎的胎面的一部分。具有不对称定向的几何形状的该胎面包括在胎面的中央部分限定三个周向肋条91、92、93的四个周向主花纹沟21、22、23、24和轴向外部边缘排71、72。每个肋条具有其深度小于周向主花纹沟的深度的小周向定向花纹沟511、521、531。

位于中央部分的轴向外侧的两个肋条中的一个具有贯穿整个该肋条93的倾斜狭槽51。

另外两个肋条91、92具有仅在一侧通向周向主花纹沟的狭槽52、53。

所有这些狭槽51、52、53在胎面的滚动表面上形成具有尺寸为1.5mm乘以1.5mm的倒角510、520、530(对应于形成以45°倾斜的平面)的边缘。这些狭槽被定向为赋予胎面优选的行驶方向。

该胎面还在其每个轴向边缘上包括分别由多个横向花纹沟61、62沿周向限定的区块排71、72。边缘排71、72的区块的前缘和后缘仅部分地设有与中间肋条中的狭槽的倒角具有相同尺寸的倒角710、720。边缘区块上的倒角710、720在每个区块中可变，并且在给定轴向宽度处和给定轴向宽度之外消失。

图6示出了与胎面上其内部所有横向边缘或倾斜边缘均具有倒角的宽度对应的宽度W和在转弯行驶条件下胎面的最大道路接触区域的宽度W*。在轴向超出宽度W的点处，区块的边缘没有任何倒角。该轮胎的宽度W等于206mm，而转弯中的最大接触宽度等于228mm。

在直线行驶中印痕的宽度等于220mm，并且在以下根据如由ETRTO标准给出的该轮胎的基准条件所定义的使用条件下在平坦地面上测得：

安装轮辋：8J18

压力：2.3巴

负载：由ETRTO标准定义的“负载指数105”的80％，即740kg

对于这些条件下的该轮胎，测得以下印痕表面(根据参照图和图3的上述方法)：

Sc＝339.2mm²

Snc＝2.7mm²。该表面在当前情况下不为零，因为一些印痕部分地覆盖胎面中轴向地位于倒角的端部外的边缘上的区块。此处，在直线行驶条件下印痕的宽度等于214mm(略微大于宽度W，该宽度W等于206mm)。

在该情况中，比值Snc/Sc等于0.7％。

在对应于0.3g的横向加速度的转弯条件下，对于100km/h的速度、2.3巴的压力和740kg的负载，发现：

Sc*＝233.8mm²

Snc*＝32.64mm²

在当前情况中，比值Snc*/Sc*等于14％。

在驾驶员以100km/h的恒定速度沿着正弦曲线路径改变方向期间，对车辆进行测试。在该测试期间，记录轮胎在道路上的接触噪音。装配有根据本发明的轮胎的车辆与装配有相同但在印痕的整个宽度上存在倒角的轮胎的相同车辆之间的对比显示出根据本发明的轮胎使得在通过弯道时能够显著减小行驶噪音。

虽然已经概括地描述了本发明，应当理解，本发明不受本说明书和所描述的变型的限制。显而易见，在不脱离本发明的总体范围的情况下可以进行各种改进。特别是，可以改进图6中所示的变型，以使得其中区块具有倒角的部分与其中区块没有倒角的部分之间的边界通过周向狭槽、也就是说可在经过道路接触区域期间至少部分地闭合的切口的出现清楚地标识。

Claims (5)

1.客车轮胎的胎面，该胎面包括限定多个区块(4)的多个大致周向定向花纹沟(2)，该胎面还包括多个呈横向定向花纹沟和/或狭槽形式的切口，每个区块(4)包括预定用于接触道路的接触面(40)和沿着在行驶期间预定用于接触道路的边缘分割该接触面的侧面，成组的所述区块的接触面形成所述胎面的滚动表面，该胎面在将所述胎面分成相同宽度的两部分的称为赤道平面XX'的中平面的两侧轴向延伸至所述胎面的边缘，所述胎面的边缘被定义为在轮胎沿直线行驶的使用条件下轮胎的印痕的轴向边界，该胎面至少在所述区块(4)的多个横向边缘上具有倒角(410、420)，每个倒角(410、420)由与相对于没有倒角的相同区块几何形状被移除的材料的体积对应的平均倒角体积定义，该胎面在直线行驶中具有包括其中所有横向边缘均具有倒角的部分Sc和其中所有横向边缘均没有倒角的部分Snc的总接触表面S，上述两个表面Sc和Snc在未考虑周向花纹沟(2)的等效表面但考虑所述印痕中的横向花纹沟(3)的等效表面的情况下测得，该胎面在与0.3g(其中g为重力加速度)的横向加速度对应的转弯操作中具有由其区块的所有横向边缘上包括倒角的部分Sc*和没有任何倒角的部分Snc*形成的总印痕表面S*，上述两个表面Sc*和Snc*在未考虑周向花纹沟(2)的等效表面但考虑印痕中的横向花纹沟(3)的等效表面的情况下测得，该胎面的特征在于，比值Snc/Sc最多等于2％，并且比值Snc*/Sc*至少等于10％。

2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，沿横向边缘相对于所述赤道平面形成于所述胎面的至少一侧上的所述倒角(410、420)具有逐渐减小的尺寸；也就是说，所述平均倒角体积从所述赤道中平面朝向所述胎面的边缘中的至少一个减小。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的胎面，其特征在于，其中区块(4)具有倒角的部分与其中区块(4)没有倒角的部分之间的边界通过周向狭槽、也就是说可在经过道路接触区域期间至少部分地闭合的切口的形成来标识。

4.根据权利要求1或2所述的胎面，其特征在于，该胎面具有通过标记指示的安装方向，所述标记指示与具有所述胎面的轮胎预定安装于其上的车辆的外侧对应的外侧，并且在位于所述赤道平面与所述外侧之间的部分上，所述外部边缘上和其附近的区块没有任何倒角。

5.根据权利要求4所述的胎面，其特征在于，所述倒角在预定位于车辆内侧的边缘与预定位于车辆外侧的边缘之间连续或基本上连续地变化。