CN108473002A

CN108473002A - 车辆充气轮胎

Info

Publication number: CN108473002A
Application number: CN201680074152.3A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·布兰道; 简·施利滕哈德
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-08-31
Also published as: EP3390112A1; EP3390112B1; DE102015225224A1; WO2017102115A1

Abstract

提出了一种车辆充气轮胎(1)，该车辆充气轮胎具有成型的滚动面(2)，多个钉(3)被嵌入该滚动面中，其中，每个钉(3)由具有钉脚(5)的钉主体(4)和从该车辆充气轮胎(1)的该滚动面(2)伸出的钉销(6)构成。在此，本发明在于：在该滚动面(2)的横向方向(Q)或圆周方向(U)上或在相对于该车辆充气轮胎(1)的该滚动面(2)的竖直方向上观察，该钉(3)被设计为不对称的。

Description

车辆充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的车辆充气轮胎。

背景技术

具有钉的车辆充气轮胎仅仅用作冬季轮胎，以便尽可能最佳地将力传递到雪地和冰地上。这样的车辆充气轮胎具有成型的滚动面，大量的钉嵌入到该滚动面中，其中，每个钉由具有钉脚的钉主体和从车辆充气轮胎的滚动面伸出的钉销构成。但是对于没有雪和冰的道路而言，钉具有如下缺点：由于钉销通常由硬金属制成，钉会导致道路损坏。在此已知的是，如果减轻钉的重量，则可以减少对道路表面的损坏。

出于这个原因，例如RU 2 148 498 C1描述了一种具有钉的车辆充气轮胎，其中，钉销除了从滚动面突出的自由端部之外完全被容纳在聚合物主体中且由该聚合物主体包围，由此得到钉重量的显著减轻。

钉的钉主体的目的是，容纳钉销并确保将钉可靠地固定在车辆充气轮胎中。目前，具有圆形的或非圆形的钉主体形状的钉被使用于对称的、非定向的或对称的、定向的或还有不对称的车辆充气轮胎中。非圆形的钉主体形状在此在大多数情况下具有两个对称平面，其中，一个对称平面在车辆充气轮胎的圆周方向上指向且另一对称平面在车辆充气轮胎的横向方向上指向。但是还存在这样的实施方式，其中，钉主体只具有一个对称平面。在这种情况下，对称平面迄今为止仅在车辆充气轮胎的圆周方向上指向。

这样的对称实施的钉例如从DE 103 54 331 A1、EP 2 540 527 A1、DE-OS 1 228158、DE 10 2011 000 563 A1或欧盟外观设计法000900139-001中得出。

此外还已知并使用钉主体和由此钉销在车辆充气轮胎中的已经取向的定位。作为这种钉的实例在此参照US 2004/0163746 A1、WO 2009/068744 A1或EP 1 199 193 B1。

钉主体的实施方式或者设计此外十分显著地影响在与冰地接合时钉的底座刚性和由此的倾斜行为。这种倾斜行为进而强烈影响钉和配备有钉的车辆充气轮胎冰地性能。

目前已知的钉仅针对最大可传递的纵向力(牵引/制动)而设计和优化，其中，完全忽略了钉底座在车辆充气轮胎的横向方向上的特殊要求，尽管这些要求同样显著地影响配备有钉的车辆充气轮胎的性能。

发明内容

本发明的基本目的在于，改进尤其不对称的、配备有钉的车辆充气轮胎的行驶性能。

本发明通过专利权利要求1的标志性的特征来实现所提出的目的。

本发明的其他构型是紧接着的从属权利要求的主题。

一种车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎具有成型的滚动面，多个钉被嵌入该滚动面中，其中，每个钉由具有钉脚的钉主体和从车辆充气轮胎的滚动面伸出的钉销构成，根据本发明如下地改进该车辆充气轮胎：即，在车辆充气轮胎的横向方向或圆周方向上观察，这些钉被设计为不对称的。

不对称的设计以有利的方式影响钉的底座刚性，这尤其在使用防抱死***(ABS)和/或防滑控制***(ASR)时是有利的，因为在传递牵引力(即，驱动力)时与在传递制动力时相比允许更大的滑动系数。这种打滑相关性实现了可以使用不同的底座刚性来传递牵引力或制动力。因此更确切地说，在牵引力的情况下优选软的底座以便缓冲高频激励并防止“冰面提早裂开”，这意味着钉与冰面更好地机械啮合。相反地，在制动时只允许小幅度的打滑，从而必须避免钉的倾斜或倾转。在钉主体中的不对称的材料厚度分布可以用于在包围钉的橡胶基质中产生不同的张紧并由此用于在不同方向上变换的底座刚性。

所提及的设计原理此外还具有实现减轻钉的重量的潜力，该潜力(如开篇已经提及地)直接在减小道路磨损方面起作用。

总的来说，由于在车辆充气轮胎的横向方向上钉的不对称设计或者钉的不对称安排，在牵引力/制动力保持不变时可以针对性地影响横向底座刚性并因此可提高钉在车辆充气轮胎中的侧向引导。由此，在降低道路磨损时实现更好的冰地接合(冰地抓地)。

如果此***绕竖轴线(即，在相对于车辆充气轮胎的滚动面的竖直方向上)提供不对称的钉主体设计，则可以例如在车辆充气轮胎的圆周方向上附加地影响底座刚性，这同样实现制动力和牵引力的优化。

根据本发明的第一构型提出：钉脚在相对于横向方向于车辆充气轮胎的圆周方向或切向于圆周方向延伸的、几何的水平面成锐角的情况下被嵌入车辆充气轮胎的滚动面中。

通过钉脚的安排和由此钉在车辆充气轮胎的滚动面内的取向，可以在钉脚朝向圆周方向倾斜时尤其实现在车辆充气轮胎的牵引行为和制动行为方面的优化。

在不对称的车辆充气轮胎中，通过以横向方向于圆周方向的角度来安排钉脚尤其优化了横向力，该横向力从车辆充气轮胎的不对称的设计中得出。

此外根据本发明进一步的建议在于：该钉脚具有平坦的区段，该区段与切向于车辆充气轮胎的圆周方向延伸的、几何的水平面围成锐角。通过该解决方案可以实现，钉的底座刚性在如下区域中更高：即，钉脚的平坦的区段位于该区域中。其原因在于，与在钉脚的其他区域中相比，在钉脚下方的这个区域中安排有更多的橡胶材料。简而言之，在钉脚的平坦的区段的区域中比在包围该区段的区域中基座更硬。

替代于此，改进根据本发明的车辆充气轮胎的接合或抓地的另一种可能性在于：给钉脚配备彼此对置的、平坦的两个区段，这两个区段各自与切向于车辆充气轮胎的圆周方向延伸的、几何的水平面围成锐角。在钉的这样的实施方式中，该钉在彼此对置的两侧具有由橡胶材料形成的加强的区域，使得底座刚性在彼此相反的方向上更大。因此，在与此成直角的方向上，底座刚性更小且钉可在这些方向上更容易地偏移。

当钉脚具有至少一个加强区域时，也可以在底座刚性方面得到类似的结果。这样的加强区域实现了：与在加强区域的区段中相比，在钉脚的与加强区域相反的一侧具有更多橡胶材料且因此底座刚性更大。

根据本发明的车辆充气轮胎的非常特别的实施变体，此外可以看到，钉脚具有蘑菇头的形状。钉的钉主体也可以具有蘑菇样式的形状，从而钉整体上在其侧视图中或者在纵向截面中如蘑菇一样地设计。以这种方式还可以在制造技术方面简单地制造钉。

此外，通过本发明的改进措施(其中，钉主体和/或钉脚和/或钉销至少在一侧具有平整部或者平坦的区段)，可以实现针对性地影响钉的底座刚性。因此更确切地说，钉在平整部的区域中不太倾向于在外部力作用到钉上时沉入车辆充气轮胎的基础材料中，而是钉在与平整部相反的一侧在更大程度上倾向于更有力地穿入车辆充气轮胎的基础材料中。

当钉主体和/或钉脚和/或钉销具有近似楔形的几何形状时，上文提及的措施还可以被强化。当然，楔形的几何形状以加强的程度倾向于更容易沉入车辆充气轮胎的基础材料中，因为该基础材料可以以更小的阻力抵抗钉。因此在该方向上钉出现更确切地说软的行为。

这个特征可以单独地或与之前已经提及的平整部结合地使用。

在钉的设计中，在平整部或楔形形状方面存在完全不同的实施变体。因为钉主体、钉脚以及钉销可具有至少单侧的楔形形状，因此首先存在这样的可行性：楔形形状的逐渐变尖的几何形状以彼此相同的取向来提供。换言之，钉主体、钉脚和钉销的楔形形状的尖端在相同方向上指向。

替代于此，钉的每个单独的元件还可以具有其楔形形状在与其他元件中的一个或多个元件相反的方向上的取向。因此本发明的一种构型在于，钉主体和/或钉脚和/或钉销的楔形形状在相互变化的方向上取向。

附图说明

下面借助于附图对本发明进行详细解释。所示出的实施例在此不表示限制于所示出的变体，而是仅仅用于解释本发明的原理。

相同的或相似的构件始终用同一附图标记来指代。为了能够展示根据本发明的工作方式，在图中仅仅示出了大幅简化的原理图，其中省去了对于本发明不重要的构件。但是这不意味着，这样的构件在根据本发明的解决方案中不存在。

在附图中：

图1：示出了适用于冬季运行的具有钉的车辆充气轮胎，

图2：局部地示出了在第一实施变体中被整合到车辆充气轮胎的滚动面中的钉，

图3：局部地示出了在第二实施变体中被整合到车辆充气轮胎的滚动面中的钉，

图4：示出了在给定的牵引的情况下对在车辆充气轮胎内的钉的力作用，

图5：示出了在制动过程中对在车辆充气轮胎内的钉的力作用，

图6：示出了具有在钉脚处在一侧设计的一个平坦的区段的钉，

图7：示出了具有在钉脚处在彼此对置的侧边处设计的两个平坦的区段的钉，

图8：示出了呈蘑菇形状的钉，

图9：示出了在特定的实施变体中在朝向车辆充气轮胎的滚动面的方向上朝向钉的视角，

图10:示出了在于图9中的图示不同的实施变体中在朝向车辆充气轮胎的滚动面的方向上朝向钉的视角，

图11:示出了在另一个实施变体中在朝向车辆充气轮胎的滚动面的方向上朝向钉的视角，

图12:示出了在具有楔形形状的实施变体中在朝向车辆充气轮胎的滚动面的方向上朝向钉的视角，

并且

图13:示出了在具有其他楔形形状的实施变体中在朝向车辆充气轮胎的滚动面的方向上朝向钉的视角。

具体实施方式

图1示出了适用于冬季运行的车辆充气轮胎1，该车辆充气轮胎具有被安排成分布在其滚动面2的圆周上的多个钉3。在车辆充气轮胎1的滚动面2的侧边，滚动面2过渡到侧壁9中。在该图示中，车辆充气轮胎1的圆周方向U以及横向方向于圆周方向Q的方向由双箭头来表示。钉3在车辆充气轮胎1制造期间以本身已知的方式被整合到滚动面2中，这可以例如在硫化工艺期间进行。这些钉一般适用于改进车辆充气轮胎1在由雪或冰形成的地面上的附着或抓地。为此，钉3具有从滚动面2伸出的钉销6，该钉销由硬金属制造。但是，车辆充气轮胎1在结冰的或积雪的地面上的附着的有利改进本身带来了缺点：钉3在无雪或无冰的道路上会导致损坏道路，应尽可能避免这种损坏。为此存在各种不同的解决方案。

在例如图2和图3中展示的钉3的实施方式中，在此遵循不对称地实施钉3的构思，换言之这说意味着：钉3不是以迄今常见的、竖直安排被引入车辆充气轮胎1的滚动面2中，而是具有至少区段式的斜置。这样的钉3以本身已知的方式也由钉主体4构成，该钉主体在与钉销6对置的一侧过渡到钉脚5中。如可以从图2和图3中看出的，钉脚5在此情况下具有平坦的区段5.1，该区段在与贴靠车辆充气轮胎1的滚动面2的圆周方向U的切线H成角度α的情况下取向。通过这种措施可以实现，底座刚性(即，钉3在车辆充气轮胎1中的支撑)在彼此相反的方向上是不同的。参照在图2和3中的图示，这意味着，在钉脚5的平坦的区段5.1的下方，与在钉脚5的其余区段处相比存在更多基础材料，即橡胶。因此，钉3在橡胶材料的材料集聚方向上比在车辆充气轮胎1的存在更少橡胶材料的一侧承受更硬的底座。关于图2和图3可以注意到，所示的钉3的实施方式仅仅在钉脚5的几何设计方面不同。因此更确切地说，图2中的钉脚5具有矩形的横截面，而图3中的钉脚具有被圆整的横截面几何形状。

图4示出了作用到车辆充气轮胎1内的钉3上的牵引力作用F_T，而图5示出了在制动过程中作用到车辆充气轮胎1内的钉3上的力作用F_B。通过相对于圆周方向U的切线H以角度α斜置钉3，在钉脚5的斜面下方存在车辆充气轮胎1的更多的橡胶材料，这使得在该区段中的底座刚性提高。由此在牵引时，即在将驱动力施加到配备有车辆充气轮胎1的车辆车轮上时，在钉3处近似不引起偏转。由此这在图4中可以看出：钉主体4的朝向滚动面2的一侧实际上不经受偏转。通过这样的实施方式可以在无冰或者无雪的道路的情况下显著地减小由钉销6引起的道路磨损。此外可以在制动时传递大的力。

不同于此，图5展示了车辆制动时的状态。在此施加制动力F_B，该制动力使得钉3在限定的方向上倾转，因为钉脚5的底座刚性在此方向上被实施成更软。换言之，在此在钉脚5下方存在更少的橡胶材料，从而通过橡胶材料抵抗钉3的阻力减小。

在图6至13中仅仅示例性地示出用于根据本发明的车辆充气轮胎1的钉3的不同的实施变体和设计可能性。

因此，图6首先示出具有在钉脚5处在一侧设计的、平坦的区段5.1的钉3。平坦的区段5.1在相对于车辆充气轮胎1的圆周方向U的水平切线H成倾角α的情况下取向。在钉3的该变体中被视为特别之处的是，钉脚5在此附加地具有加强区域7。在滚动面2的方向上观察，加强区域7被设计在与钉脚5的平坦的区段5.1相反的一侧且通过材料聚集由此附加地加强了钉3的单侧的倾斜倾向。通过这种措施尤其可以改进在转弯行驶时车辆充气轮胎1的抓地。

不同于此，图7示出了这样的钉3，其中，钉脚5在彼此对置的两侧各具有一个平坦的区段5.1或5.2。平坦的区段5.1在此在相对于车辆充气轮胎1的圆周方向U的切线H成角度α的情况下取向，而平坦的区段5.2在与之成角度β的情况下取向。总的来说，在图6至8中，钉3在侧视图中或在纵向截面图中各自具有近似蘑菇状的几何形状。在此，也改进了在转弯行驶时车辆充气轮胎1的抓地。

图9至11各自展示了在不同的实施变体中在朝向车辆充气轮胎1的滚动面2的方向上朝向钉3的视角。在这些图中，在此车辆充气轮胎1的圆周方向U和相对于圆周方向U的横向方向Q分别由双箭头来表示。

在图9中的实施方式中，在车辆充气轮胎1的圆周方向U上观察，钉脚5具有平整部8。钉主体4在此在横截面中被设计为圆形至椭圆形的且钉销6具正圆形的横截面几何形状。

在图10中的实施方式中，钉销6也设有正圆形的横截面，其中，在此可以看到特别之处在于：钉脚5和钉主体4各自具有平整部8以及与该平整部相反地具有楔形的横截面几何形状，其定向是相同定向的，也就是说，由钉脚5和钉主体4形成的楔的逐渐变尖的几何形状在相同的方向上指向。

图11中的钉3的实施方式类似于图10中的实施方式。仅仅如下定向、即在图11中的钉3(即，楔尖端)在车辆充气轮胎1的滚动面2内的定向在与图10中相反的方向上延伸。因此，例如可能的是：在车辆充气轮胎1的滚动面2内交替地安排根据图10和图11的钉或在滚动面2内仅还提供根据所示的实施方式之一的钉。

替代于钉3的前述实施变体，图12展示了在具有钉脚5、钉主体4、钉销6的楔形形状的实施变体中在朝向车辆充气轮胎1的滚动面2的方向上朝向钉3的视角。在此重要的是，在图12中的解决方案中，钉脚5的楔的尖端在与钉主体4和钉销6的尖端的定向相反的方向上指向。此外，钉脚5沿着圆周方向U具有平整部8。这样的钉3在车辆充气轮胎1的圆周方向U上被实施成刚性地防倾转的。相反地，在楔的尖端的方向上，该楔“软地”(即，更确切地说柔软地)作出反应且因此更容易“沉入”车辆充气轮胎1的橡胶材料中。不对称的几何形状在此显而易见地(如还在根据图13的以下实施方式中)涉及钉销6、钉主体4和钉脚5。

在图13中展示了钉3的另一个变体。在此，特别别之处在于：钉脚5单侧地沿着圆周方向U具有平整部8且钉销6具有楔形的横截面几何形状，其具有在平整部8的方向上指向的尖端。在此，钉主体4具有椭圆形的横截面几何形状或者该钉主体还可以具有楔形的横截面几何形状并且于是与钉脚5的楔形的横截面几何形状的定向相同地定向。

附图标记说明

1 车辆充气轮胎

2 滚动面

3 钉

4 钉主体

5 钉脚

5.1 区段

5.2 区段

6 钉销

7 加强区域

8 平整部

9 侧壁

U 圆周方向

H 水平面

Q 横向方向

F 力

α 角

β 角

F_T 牵引力

F_B 制动力

Claims

1.一种车辆充气轮胎(1)，该车辆充气轮胎具有成型的滚动面(2)，多个钉(3)被嵌入该滚动面中，其中，每个钉(3)由具有钉脚(5)的钉主体(4)和从该车辆充气轮胎(1)的该滚动面(2)伸出的钉销(6)构成，

其特征在于，

在该滚动面(2)的横向方向(Q)或圆周方向(U)上或在相对于该车辆充气轮胎(1)的该滚动面(2)的竖直方向上观察，该钉(3)被设计为不对称的。

2.根据权利要求1所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉脚(5)在相对于横向于该车辆充气轮胎(1)的圆周方向(U)或切向于该圆周方向(U)延伸的、几何的水平面(H)成锐角(α)的情况下被嵌入该车辆充气轮胎(1)的该滚动面(2)中。

3.根据权利要求1所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉脚(5)具有平坦的区段(5.1)，该区段与切向于该车辆充气轮胎(1)的圆周方向(U)延伸的、几何的水平面(H)围成锐角(α)。

4.根据权利要求1所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉脚(5)具有两个彼此对置的、平坦的区段(5.1、5.2)，这两个区段各自与切向于该车辆充气轮胎(1)的圆周方向(U)延伸的、几何的水平面(H)围成锐角(α和β)。

5.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉脚(5)具有至少一个加强区域(7)。

6.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉脚(5)具有蘑菇头的形状。

7.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉主体(4)和/或该钉脚(5)和/或该钉销(6)至少在一侧具有平整部(8)或平坦的区段。

8.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉主体(4)和/或该钉脚(5)和/或该钉销(6)具有近似楔形的几何形状。

9.根据权利要求8所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉主体(4)、该钉脚(5)和该钉销(6)的楔形形状以相同的取向相互取向。

10.根据权利要求8所述的车辆充气轮胎，

其特征在于，

该钉主体(4)和/或该钉脚(5)和/或该钉销(6)的楔形形状在相互变化的方向上取向。