[发明专利]重型车辆的胎面和轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎胎面领域，更具体地说，涉及重型货车类车辆的轮胎的胎面，所述胎面具有其几何形状随着磨损而变化的胎面表面。

背景技术

轮胎的胎面对应于轮胎的在径向上位于外侧并且沿周向方向延伸以提供轮胎与道路之间的接触并传递力的部分。轮胎胎面与道路之间的接触形成接触区段(接触印痕)。胎面的用途是为轮胎提供足够的抓地力，以防止轮胎打滑，所述打滑可能在加速、制动或者转弯时出现。轮胎胎面包括限定出例如花纹条或花纹块的隆起元件的花纹沟形式的空隙。此外，这些隆起元件可设有例如由材料壁限定的切口类型的刀槽花纹，这些壁以足够小的距离彼此间隔，以使得当这些壁进入接触区段时使其至少彼此部分地接触。这些刀槽花纹具有形成附加边角的用途，其有利之处特别是在于切入可能存在于道路上的液体层中，同时维持大量的橡胶(类)材料。这些刀槽花纹在限定其的壁上包括用于限制所述壁的相对运动的构件。花纹沟和刀槽花纹的集合在胎面表面上构成具有初始几何形状的边角的集合，该初始几何形状可能在无论轮胎的磨损程度如何的情况下保持不变或者随着磨损而变化，以便作为残余材料厚度的函数优化胎面的行驶。

轮胎制造商面对的一个问题是在轮胎的整个使用期间维持轮胎的性能，即，与胎面的磨损程度无关。为了所述目的，已经提出使胎面的边角的几何形状随着磨损而改变：文件WO 2010072523-A1描述了一种呈现出这种随着磨损而变化的胎面。

在所述专利申请中，描述了一种轮胎胎面，在部分磨损之后，其在不因此不利地影响轮胎的性能的情况下部分地更新花纹沟的体积。为了实现这一点，胎面包括形成于崭新状态下的胎面表面下的至少一个通道，每个通道预定用于在轮胎被部分磨损之后显现出来，以便形成对在雨天排水有用的新花纹沟。

由于该类型的胎面设计，可以通过使新花纹沟在胎面已经被部分磨损之后显现出来而减小崭新状态下的花纹沟的深度。这于是明显地限制了胎面的可压缩性并且因此减小了崭新状态下的胎面的能量耗散，其就燃料消耗而言是有益的。

同一专利文件WO 2010072523-A1提出了存在与通道具有相同定向的刀槽花纹的可能，该刀槽花纹位于通道与胎面表面之间。该刀槽花纹使得模制和脱模更容易。

同一文件还提出了存在与在顶部覆盖通道的刀槽花纹相交的多个刀槽花纹，即，这些刀槽花纹具有与在顶部覆盖通道的刀槽花纹的方向不同的方向。

为了改善放置到用于模制这些刀槽花纹的模具中的模制元件的机械完整性，已知作法是允许存在增强部分，每个增强部分在胎面中模制通向崭新状态下的胎面表面和通道的空腔。虽然这些空腔在行驶期间通过在通道中产生通风而有助于从胎面中除热，例如石子的异物可能进入其中。一旦这些异物已经进入空腔中，已经发现，其能够朝向通道迁移，并且保留在该处，直到看得见新沟槽形成的足够磨损程度。同时，这些异物可能侵袭限定通道的壁，并且可能侵袭轮胎的在径向上位于胎面下面的部分、即胎冠增强层。

文件WO 2010/030276 A1公开了这种实施例。在该实例中，特别是图4示出了两个表面相交，这些表面之一限定出几何形状不随深度变化的圆柱形井部。

定义：

胎面花纹的空隙比等于由花纹块限定的空隙(花纹沟)的表面积与总表面积(花纹块的接触表面积和空隙的表面积)之间的比值。低空隙比表明花纹块的大接触表面积和花纹块之间的空隙的小表面积。

胎面花纹的空隙表面比等于由隆起元件(花纹块、花纹条)限定的空隙(基本上由花纹沟形成)的表面积与总表面积(隆起元件的接触表面积和空隙的表面积)之间的比值。低空隙比表明胎面的大接触表面积和隆起元件之间的空隙的小表面积。

崭新状态下的胎面的胎面花纹的空隙体积比等于由隆起元件(花纹块、花纹条)限定的空隙(特别是由花纹沟和空腔形成)的体积与包括由将被磨耗的材料的体积和空隙的体积的胎面的总体积之间的比值。低空隙体积比表明相对于胎面体积的小空隙体积。对于每种磨损程度，空隙体积也可以被限定(定义)。

赤道中央平面是垂直于旋转轴线并且穿过轮胎上径向距离所述轴线最远的那些点的平面。

花纹块是形成于胎面上的隆起元件，所述元件由空隙或花纹沟限定并且包括侧壁和预定用于接触道路的接触面。该接触面具有定义为接触面的质心或者重心的几何中心。

花纹条是形成于胎面上的隆起元件，该元件沿周向方向延伸并且形成轮胎的一整圈。花纹条包括两个侧壁和接触面，接触面预定用于在行驶期间接触道路。

径向方向在本文件中是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面的厚度方向)。