包括设有包含宽部分和窄部分的刀槽花纹的胎面的轮胎

摘要

本发明涉及一种轮胎，其包括滚动表面，该滚动表面具有刀槽花纹（20），该刀槽花纹（20）具有基本上横向的定向、通向所述滚动表面、具有深度P且在崭新状态下的轮胎的滚动表面上形成两个边缘（21、22），所述边缘（21、22）限定具有小于或等于2mm的平均宽度LE的所述刀槽花纹的至少一个窄部分（30）和具有大于2mm的平均宽度LL的所述刀槽花纹的至少一个宽部分（40），所述宽部分和所述窄部分交替地设置，并在所述刀槽花纹（20）的整个深度P上延伸。每个宽部分（40）的体积的大部分位于切口的深度P的一半和所述深度P之间。所述轮胎的特征在于LE的总和、胎面的厚度和其他值之间的关系。

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎的胎面，特别是涉及预定用于覆雪地面的轮胎的胎面。 本发明还涉及用于装备有所述胎面的旅行车辆的的轮胎。

背景技术

特别是为了排出在雨天存在于路面与胎面之间的水提供设有包括多个 不同尺寸的切口的刻纹设计（图案）的轮胎胎面是已知的。因此，从安全 观点来看令人满意的是，可以确保轮胎对所述路面的抓地力。“切口”指由 形成胎面的橡胶混合物或者任何其他材料的壁限定的胎面的中空空间，这 些壁相互面对并且通向胎面，在此处其形成面对的边缘。

根据这些切口的宽度，在花纹沟（至少2mm宽）和刀槽花纹（小于2 mm宽）之间产生差别；由于该小宽度，刀槽花纹在接触路面时提供至少部 分地闭合、即至少部分的限定这些刀槽花纹的面对壁彼此接触的优点。所 有切口在胎面的表面上形成边缘，该表面（称为“滚动表面”）与路面接触； 这些边缘对于提高滚动性能、特别是提高在覆雪路面或雨天的潮湿路面上 的滚动性能非常重要。

在覆雪路面上滚动的冬季轮胎可能呈现出以下缺点：形成刻纹设计的 切口由雪填充并且从一个接触的切口到下一个切口保持雪。如果雪填满切 口，则不再存在确定轮胎特性的橡胶-雪附着力，而是存在雪-雪附着力。显 然，雪将趋向于更快地填充窄切口。

为了克服该缺点，已经建议使每个刀槽花纹设有相对于该刀槽花纹的 宽度加宽的区域，以便增大刀槽花纹的储存容量。文件EP0847878试图改 善用于覆雪地面的轮胎的牵引力，并且为此提出一种包括通向滚动表面并 具有小于胎面厚度的深度的切口的轮胎胎面，该切口在崭新轮胎的滚动表 面上形成两个面对边缘，所述边缘限定多个窄部分和至少一个宽部分，这 些宽部分和窄部分交替地设置并且在切口的整个深度上延伸。宽部分具有 朝向胎面内部逐渐减小的宽度。

文件EP1190871描述了一种使得可以确保当轮胎经受加速或者制动时 切口不闭合的方案。该方案在于通过形成某种突起而局部地减小每个刀槽 花纹的宽度。所述文件描述了一种包括通向滚动表面并具有小于胎面厚度 的深度的至少一个切口的胎面，该切口在轮胎的滚动表面上形成两个面对 边缘，所述边缘限定多个窄部分和多个宽部分，所述宽部分和所述窄部分 交替地设置，窄部分在切口的整个深度上延伸，宽部分延伸到胎面的厚度 中至少切口深度的30%处。在突起之间形成宽部分，并且在突起的位置处 形成窄部分。

所引用的现有技术中提出的刻纹设计具有多个缺陷。特别是，切口的 底部的结构导致产生裂纹的风险并且从而影响轮胎的耐久性。

文件JP-7276923描述了一种包括设有切口的区块的胎面，所述切口包 括交替地设置的窄部分和宽部分。

定义：

区块是形成在胎面上的直立元件，其由凹槽或者花纹沟限定并且包括 侧壁和预定用于接触路面的接触面。

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

轴向方向指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

周向或者纵向方向指垂直于轴向方向和径向方向两者的方向。

发明内容

本发明提出一种预定在冬季条件下使用并提供轮胎对雪的良好附着力 以及在任何滚动状况下限制能量损失的轮胎的胎面。

该目的通过一种轮胎胎面实现，该轮胎胎面具有与在必须更换轮胎或 者至少修补轮胎之前可能因滚动磨耗掉的材料厚度对应的厚度E。该胎面包 括：

–当轮胎在路面上滚动时预定用于接触路面的滚动表面，该滚动表面 由所有的刻纹元件的接触面形成；

–至少一个横向或者基本上横向定向的具有变化宽度的刀槽花纹，其 通向滚动表面并具有深度P。

该深度P优选最多等于胎面的厚度E。

该横向或者基本上横向的刀槽花纹具有变化的宽度并且在崭新胎面的 滚动表面形成两个面对的边缘，所述两个面对边缘限定至少一个窄部分 （即，具有小于或等于2mm的平均宽度LE的部分）和至少一个宽部分（即， 具有大于2mm的平均宽度LL的部分）。宽部分和窄部分的宽度垂直于限 定刀槽花纹的壁测得。

这些宽刀槽花纹部分和窄刀槽花纹部分交替地设置，每个窄部分在刀 槽花纹的整个深度P上延伸，并且每个宽部分在刀槽花纹的整个深度P上 延伸。

根据本发明的胎面使得每个宽刀槽花纹部分具有大部分位于切口的厚 度P的一半和厚度P之间的体积（或容积）：这意味着位于厚度P的50%和 厚度P之间的每个宽刀槽花纹的体积大于位于崭新滚动表面和该刀槽花纹 的厚度P的50%之间的同一宽部分的体积。

此外，为了减少与构成胎面的材料的滞后现象有关并由当滚动时所述 材料接触道路时的变形产生的损失，同一周向排的直立元件的所有横向刀 槽花纹的窄部分的宽度LE的总和（LE的总和）满足以下条件：

0.90×E/R＜（LE的总和）/Pr＜1.10×E/R，其中：

–（LE的总和）为以轮胎的旋转轴线为中心的圆上的分隔同一排的直 立元件的所有刀槽花纹的窄部分的平均宽度LE的总和，

–R为崭新的所涉及排的滚动表面上的以旋转轴线为中心的圆的平均 半径，并且Pr为同一圆的平均周长，

–E为所涉及的排的高度上的胎面的平均厚度。

满足该条件确保当接触时刀槽花纹的窄部分的闭合，该闭合仅与胎面 的弯曲度（曲率）的变动有关而与材料的变形无关。因此，这尽最大可能 地限制了横向变形和沿胎面的厚度方向的压缩变形。这种对与道路接触的 变形的限制导致与材料的滞后现象和其变形有关的损失的明显减小。

当然，根据本发明的胎面可进一步包括可为花纹沟或刀槽花纹或者花 纹沟与刀槽花纹的组合的多个切口。

在优选实施例中，每个宽刀槽花纹部分包括位于崭新胎面的滚动表面 和至少等于刀槽花纹的深度P的一半的深度之间的具有恒定宽度的第一部 分（该部分具有至少等于2mm的宽度），该第一部分通过具有大于第一部 分的宽度的宽度的第二部分延伸。第一部分与第二部分之间的通道的深度 优选至少等于刀槽花纹的深度P的50%，并且优选最多等于同一深度的 75%。

根据该实施例的一变型，刀槽花纹的窄部分可设有局部加宽的部分， 以减小如现有技术中那样的刀槽花纹的底部处的材料中的应力。

根据另一优选实施例，每个宽刀槽花纹部分具有从滚动表面至刀槽花 纹的深度P有规律地增大的宽度。

根据另一优选实施例，每个宽刀槽花纹部分具有恒定的或者准恒定的 宽度，但是沿与由刀槽花纹在滚动表面上形成的边缘的方向平行的方向测 得的其长度随着深度增大。

可以在每个宽部分与每个窄部分之间提供突变部。然而，宽部分优选 地包括适于逐渐地将其连接至窄部分的连接区域。

每个宽刀槽花纹部分的大于同一刀槽花纹的每个窄部分的平均宽度的 平均宽度LL优选至少等于1.5mm，并且更优选大于2mm，以便当与路面 接触时保持敞开。

可以按要求适应性地改变沿刀槽花纹的长度的方向测得的窄部分和宽 部分的长度：它们可相等，或者窄部分可比宽部分长。这些长度特别是可 以如此确定，以使得窄部分和宽部分中的每一个的滚动表面上的开口面积 基本上相同。开口面积指崭新滚动表面上的空腔面积。刀槽花纹的长度对 应于崭新滚动表面上的所述刀槽花纹的边缘的端点之间的距离。

每个宽部分的最大体积-在刀槽花纹的一半深度和底部之间测得的体积 -有利地至少等于在滚动表面和一半深度之间测得的所述宽部分的体积的 1.10倍。

所述最大体积更有利地至少等于同一宽部分的最小体积的1.20倍。

根据按照本发明的胎面的一变型，每个宽部分具有恒定宽度LL和随着 深度增大的长度DL，该长度DL沿刀槽花纹的方向在滚动表面上测得。滚 动表面上的刀槽花纹的方向对应于在该滚动表面上连接刀槽花纹的端点的 直线段的方向。

根据本发明的一变型，每个宽刀槽花纹部分具有在崭新滚动表面和刀 槽花纹的底部之间有规律地增大的宽度。

根据本发明的另一变型，每个宽刀槽花纹部分在崭新滚动表面和大于 刀槽花纹的深度P的一半的深度P1之间具有恒定宽度，具有恒定宽度的该 部分通过具有大于具有恒定宽度的部分的宽度的宽度的一部分延伸至所述 深度P处。

本发明当然涉及设有如刚才描述的根据本发明的胎面的轮胎，且更特 别地涉及用于旅行车辆的轮胎。

本发明的其他特征和优点从以下参考作为非限制性实例示出本发明的 主题的实施例的附图所给出的说明中显现出来。

附图说明

本发明由于附图的说明将能够被更好地理解，其中：

图1示出了包括两排各自设有根据本发明的刀槽花纹的元件的胎面；

图2图解性地描绘了根据本发明的第一变型的刀槽花纹；

图3图解性地描绘了根据本发明的第二变型的刀槽花纹；

图4图解性地描绘了根据本发明的第三变型的刀槽花纹；

图5图解性地描绘了根据本发明的第四变型的刀槽花纹；

图6图解性地描绘了根据本发明的第五变型的刀槽花纹。

具体实施方式

为了便于阅读附图，在附图标记涉及相同结构或功能种类的元件的情 况下，对于本发明的变型的说明可以使用相同的附图标记。

图1示出了包括两个周向排1的直立元件2的轮胎的实施例，这些排1 通过周向花纹沟3相互分隔。这些排1形成设有多个根据本发明的刀槽花 纹20的周向肋条；这些刀槽花纹20具有基本上横向的定向，即，其相对 于轮胎的旋转轴线的方向倾斜等于15°的平均角度。这些刀槽花纹20与周 向花纹沟一起限定多个直立元件11。每个刀槽花纹20包括交替的具有宽度 LE的窄部分30和具有大于宽度LE的宽度的宽部分40。每个刀槽花纹20 相对于横向方向（由图4中的方向YY’指示）倾斜等于15度的平均角度A。

每个基本上横向定向的刀槽花纹（20）通向滚动表面（12）并且具有 最多等于在所涉及的排的高度上测得的胎面的厚度E的深度P。每个刀槽 花纹（20）在崭新轮胎的滚动表面上形成两个面对的边缘（21、22），这些 边缘（21、22）限定刀槽花纹的至少一个窄部分（30），即，具有小于或等 于2mm的平均宽度LE的部分，以及刀槽花纹的至少一个宽部分（40）， 即，具有大于2mm的平均宽度LL的部分。这些宽部分和窄部分交替地设 置，窄部分后面跟随宽部分。每个窄部分（30）在刀槽花纹（20）的整个 深度P上延伸并且具有在刀槽花纹的总深度P上均匀分布的体积。每个宽 部分（40）在刀槽花纹（20）的整个深度P上延伸并且具有非均匀分布且 大部分位于切口的深度P的一半和深度P之间的体积。

为了限制当滚动时与道路接触的直立元件11的变形，作为以轮胎的旋 转轴线为中心并且与每个肋条的外表面相切的圆（通过直线段D表示该圆 的迹线）的周长Pr的函数确定每排1的刀槽花纹20的数量和宽度。该周长 优选在每排1的中间部分上并且在崭新轮胎（即，在任何滚动和磨损之前） 的滚动表面上测得。

在当前情况中–对应于205/55R16型轮胎–同一肋条的切口的窄部分的 宽度LE的总和满足以下条件：

0.90×E/R＜（LE的总和）/Pr＜1.10×E/R，其中：

–R为崭新的所涉及排的滚动表面上的、以旋转轴线为中心的圆的平均 半径–在当前情况中，R=316mm；

–Pr等于该同一圆的周长-在当前情况中，Pr=1985mm；

–E为所涉及排的高度上的胎面的平均厚度-在当前情况中，E=10mm；

–（LE的总和）为在以轮胎的旋转轴线为中心的圆上的分隔同一排直 立元件的所有刀槽花纹的窄部分的平均宽度LE的总和–在当前情况中，LE =0.6mm，并且（LE的总和）=60mm。

每排包括以等于8mm的间距设置的一百个刀槽花纹。

图2示出了根据本发明的刀槽花纹的一种变型。图2仅示出了滚动表 面的一部分，即，位于直立元件11上的部分。该直立元件11包括根据本 发明的切口或刀槽花纹20，该刀槽花纹通向滚动表面12并且具有略微小于 胎面的厚度E的深度P。“切口”指由形成胎面的橡胶混合物或者任何其他 材料的壁限定并且通向滚动表面的胎面的中空空间，其在滚动表面处形成 两个面对的边缘。在当前情况中，刀槽花纹20由第一壁201和第二壁202 限定；第一壁201是平面，而第二壁202由多个平面部分221、222形成， 这些平面部分221中的一些平行于刀槽花纹的第一壁201并且其他部分222 垂直于第一壁201。

所示刀槽花纹20在崭新轮胎的滚动表面12上形成两个面对的边缘21 和22。边缘21具有直线迹线–确定刀槽花纹20的长度–而另一边缘22具有 由直线边缘区段形成的迹线，一些区段平行于边缘21并且其他区段垂直于 同一边缘21。LE为分隔平行于边缘21的边缘22的区段的最小平均距离。

这些边缘21、22在所示情况中限定刀槽花纹20的五个窄部分30，即， 具有小于或等于2mm的平均宽度LE的部分，以及刀槽花纹20的四个宽 部分40，即，具有大于2mm的平均宽度LL的部分，这些宽部分和窄部分 交替地设置，每个窄部分30和每个宽部分40在切口20的整个深度P上延 伸。

此外，可以看到，在崭新滚动表面以及小于窄部分30和宽部分40的 深度P的深度P1之间未发生几何形状的改变，而从该深度P1开始直到宽 部分40的深度P处具有大于崭新滚动表面和深度P1之间的宽部分的宽度 LL的宽度LL’。本文中，宽度LL’大约比宽度LL大30%。

在当前情况中，深度P1基本上表示深度P的三分之二。

通过这种方式，每个宽部分40具有大部分位于切口的深度P的一半和 深度P之间的体积。换句话说，每个宽部分的超过50%的有效体积位于切 口的深度P1和深度P之间。

对于205/55R16型轮胎的值的实例：

厚度E=10mm

切口深度P=8mm

深度P1=5mm

窄部分的宽度LE=0.6mm

（在滚动表面和深度P1之间的）宽部分的宽度LL=2mm

（在深度P1和总深度P之间的）宽部分的宽度LL’=3mm

在图3中所示的本发明的第二变型中，更改了切口20的宽部分40的 几何形状。实际上，每个宽部分在刀槽花纹20的总深度P上保持相同的宽 度LL，但是每个宽部分具有平行于直线边缘21（即，平行于刀槽花纹20 的长度）测得的宽度，该宽度作为深度的函数变化（根据深度变化），并且 在当前情况中随着深度有规律地增大，以使得每个宽部分的体积大部分位 于刀槽花纹20的深度P的一半和深度P之间。通过改变宽部分的几何形状， 易于在深度P的50%和所述深度P之间具有每个宽部分的体积的更大或者 更小部分。为了限制应力集中，刀槽花纹的底部可以在其整个长度上设有 如现有技术的圆形截面通道形式的附加部分。附加部分的该体积不被考虑 来评估刀槽花纹的宽部分的体积。

在如图4中所示的本发明的第三变型中，相对于图2和3中所示的刀 槽花纹的每个宽部分，更改了切口20的每个宽部分的几何形状。这里，每 个宽部分40保持平行于直线边缘21测得的相同长度DL，并且具有垂直于 直线边缘21测得的宽度LL。该宽度LL随着深度的增大而有规律地变化， 以便使得每个宽部分的体积大部分位于切口20的深度P的一半和深度P之 间。

图5示出了根据本发明的第四变型的刀槽花纹20，该变型在限定刀槽 花纹20的每个壁201、202上再现了图2中所示的刀槽花纹的壁的非平面 几何形状。在该第四变型中，刀槽花纹20由多个宽部分40和窄部分30形 成，并且宽部分的体积的大部分位于刀槽花纹的总深度的50%和100%之 间。另一变型（这里未示出）可按与第一变型相同的方式采用图2中所示 的刀槽花纹的非平面壁或者如图4中所示的刀槽花纹的非平面壁的几何形 状。

图6描绘了根据本发明的第五变型的刀槽花纹20，其相对接近于图3 中所示的刀槽花纹，并且在一些宽部分40中的刀槽花纹的底部200处设置 柱块5，以保护所述底部。如该变型中所示，刀槽花纹20在其两个端部20’、 20”处包括通向花纹沟的宽部分40，并且可能不必要在端部处的花纹沟底部 在这些宽部分上设置柱块；如该附图中所示，被引入到这些宽部分中的一 个或另一个中的任何异物可以朝向侧花纹沟迁移，并且因而不会保持在原 位。当然，必须补偿因存在所述柱块5而引起的体积的减小，以便满足宽 部分的体积的大部分在刀槽花纹20的深度P的50%以下的必要条件。

所描述的实例涉及其中每个窄部分和每个宽部分的长度基本上相等的 刀槽花纹；当然，按照需要、特别是就性能而言适应性地改变窄部分和宽 部分的尺寸也在本领域的技术人员的能力范围内。

类似地，本文中示出和描述的变型可以根据预定目的结合到同一轮胎 中。

最后，本发明不限于所描述和示出的实例，并且在不脱离由权利要求 书所限定的范围的情况下可以进行各种变动。