專利名稱：具有切口的輪胎胎面的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝配在車輛驅動軸上的輪胎的胎面，特別是重載車輛。
這樣的輪胎通常提供有胎面花紋，該胎面花紋由環向和/或橫向的溝槽在橫向和/或環向上彼此分隔開的凸紋部件構成，如隆起和/或凸塊，根據該輪胎所安裝的軸，其胎面提供有具有在環向排列的多個隆起或多個凸塊的花紋，在驅動軸，即傳輸驅動和制動力矩的軸的情況下，習慣上制造的花紋具有由環向和橫向溝槽分隔的一系列凸塊。這種花紋的輪胎的主要缺點是該胎面的柔韌性增大(經過接觸區域的凸紋部件表面切向的力作用下的剪切強度被減小)，和由于增加開槽數量(溝槽面積和胎面總面積之間的比率)而導致行使中發出噪聲。
另一種可能包括形成在大致環向排列的隆起構成的花紋(即，可以在該方向的兩邊曲折往返)，并給這些隆起提供一系列切口，所述切口寬度小于該溝槽的寬度(通常所述切口的平均寬度最大為2mm)；這些切口可以相對該輪胎的橫向傾斜或不傾斜，并可以延伸過該胎面使用厚度的部分或全部(確切地說，該使用厚度對應使用者可以使用并符合法規的胎面厚度)。盡管由于許多邊緣形成隆起的滾動面，這些切口有利于抓地，但增加其數量也減小了剛性，這對該輪胎的其它特性有害，剛性的降低與該相對的橡膠側壁的穩定相關，它限定了在經過與道路接觸區域時每個切口相對另一個切口的滑動。
EP 768958給出了一種解決方案，其描述了一種新的切口形式，減小了在相對側壁之間的滑動，并由此每個側壁具有一個由在表面兩邊的突起和凹陷形成的凸紋表面，一個突起完全由凹陷包圍，反之亦然，使得該側壁表面相互協助阻擋該側壁之間的相對移動。
通常這些切口設置得形成基本在橫向排列的橡膠棱，當直線行駛時具有在驅動或制動力矩下輪胎抓緊作用。已經發現，在提供有這種切口的隆起接觸表面的切向力作用下，盡管能保證該側壁阻擋相對的側壁，但是這個阻擋不會立即生效。在重載車輛上的噪音測量中，給該驅動軸施加一個驅動力矩，申請人發現EP 768958描述的切口的數量越多，車輛經過時的噪音越明顯。實際上，在側壁之間存在不能阻擋的方向。
需要一種輪胎胎面花紋，其上提供有一系列寬度小于2mm切口的環形隆起，所述切口造成了大量的和大長度的隆起，所說的切口限定了一系列橡膠部件，其相對的側壁迅速(即在明顯減小或為零的時間內)相互阻擋。
為此，本發明的目的在于提供一種輪胎胎面，它具有由至少兩個基本環向排列的溝槽形成的花紋，這些溝槽限定了至少兩個隆起，每個隆起具有一個與地面接觸的接觸面和兩個側表面，該側表面與該接觸面橫切，形成平均寬度為L的至少一個隆起的邊緣，它具有一系列通向該接觸面和該隆起的兩個側表面的切口，使得每個切口在該接觸面上的軌跡在與該隆起的邊緣橫切的點A和B之間，并且該線段AB的方向與該胎面橫向構成最大等于40°的夾角α，所說的胎面的特征在于-每個切口，平均寬度為E，在該隆起的一個側表面和它的另一個側表面之間，具有連續切口部分，這些切口部分的一部分，至少在等于所述切口最大深度Hi的一半的高度He之上，且對于在該新狀態中在高度He之上的任何平行于該接觸面的表面，這一部分切口的軌跡相對該胎面的縱向構成最大等于15°的平均夾角β；以及在縱向的投影上，所說的部分具有的總長度Lt至少等于該隆起寬度L五分之一；以及-所述切口部分，其軌跡構成平均夾角β，在相對側壁上提供有幅度K的在經過路面接觸區域時共同工作的凸紋部件，來阻擋所述切口的一個側壁與在胎面厚度方向和縱向上相對側壁之間的相對移動，該凸紋部件的幅度K在所述切口平均寬度E的4至10倍之間。
該總長度Lt等于在所述切口部分的縱向Y投影的長度的總和，所述切口部分與縱向Y構成最大為15°的平均夾角。一個截面的這個長度Lt可以不同于另一截面的，它在滾動面上從一個截面到另一個截面所述切口的軌跡逐漸變化。
所述切口的平均寬度E被定義為相對側壁隔開的平均距離。
為了得到所述結果，重要的是實現所述切口部分的足夠長度和凸紋部件組合所述切口部分與該胎面縱向(當該胎面是該輪胎的一部分時對應該環向)構成一個小的夾角，而該凸紋部件實現了該部件表面上所有方向的部件側壁的阻擋，并且至少一個總高度He等于所述切口最大高度Hi的至少三分之二。當然，這個高度He可以是多個不連接部分的高度的總和，它滿足本發明的上述條件，即角度和長度條件。
這樣，由于所述切口的相對側壁至少局部地彼此阻擋，防止在平行于該側壁的方向(即除了垂直于這些側壁)上的任何相對移動，當經過該地面接觸區域時，提供有根據本發明的切口的隆起可以象機械連續的隆起(即沒有切口)。
最好是-該總長度Lt至少等于該隆起寬度L的三分之一；-每個切口部分，構成最大等于15°的平均角度β，在該胎面的縱向投影具有兩個切口間平均距離的四分之一到一半之間的長度；-為了進一步改善阻擋，每個切口部分，構成最大等于15°的平均角度β，在該胎面的縱向投影具有至少等于該隆起寬度的五分之一的長度；-構成最大等于15°的平均角度β的該側壁上提供有凸紋部件，具有在這種條件下從該滾動表面到所述切口最大深度的至少50％的深度；優選的是，這些凸紋部件(凹陷或突起)沿著至少三個與滾動表面大致平行的線分布；-最大等于5°的平均角度β，更有效地阻止了在所述切口側壁縱向方向上的移動；-所有的切口部分在其側壁上提供了凸紋部件，這些凸紋部件用于在其間彼此配合來阻擋沿該側壁平行方向的所有移動。
根據本發明的胎面與提供有隆起形成的花紋的胎面作用幾乎相同，同時在該接觸區域具有許多很長的棱，該接觸區域給該胎面提供了非常高的抓地性能。實際上，除了移動部分外，一側壁相對于相對側壁的所有移動被明顯減小，甚至完全避免，無論提供有這種切口的凸筋承受的力是在接觸區域的切向縱向(環向)還是橫向，或是二者的組合。
此外，已經發現本發明的胎面花紋不會受到額外的磨損，特別是不會受到不規則的磨損(即該隆起的整個接觸面均勻磨損)。
該凸紋部件(突起和凹陷)可以具有任何幾何形狀，但最好這些形狀是相似的，使其允許有效地配合。當然可以在限定只在一個切口的側壁上構成突起，只在一個相對的側壁上構成與該突起互補的凹陷。
為了更好地阻擋，最好是在該隆起的整個寬度上分布最大等于5°的平均角度β的切口部分，為此，設定-Le將最靠近每個隆起側表面且具有凸紋部件的切口部分隔開的最大距離，以及-Li將最靠近每個隆起中間部分且具有凸紋部件的切口部分隔開的最大距離，最好是這些距離滿足下述關系式1/3≤Le/L≤2/31/4≤Li/L本發明的其他特征和優點在下面結合附圖的描述中說明，所示的實施例是非限定的實施例。
在附圖中
圖1描述了一個第一變換，是根據本發明的輪胎胎面上一個隆起的平面視圖；圖2顯示了在圖1中沿II-II線的該隆起的截面視圖；圖3顯示了在根據本發明的第二變換中一個胎面隆起的平面視圖；圖4顯示了在圖3中沿IV-IV線的一個該隆起一部分的截面視圖；圖5顯示了在圖3中沿V-V線的一個該隆起一部分的截面視圖；圖6顯示了用于模制根據本發明的一個切口的一個部件的視圖；圖7顯示了根據本發明的一個切口的另一種變換。
圖1顯示了用于315/80 R22.5尺寸的重載車輛輪胎上的胎面隆起1的局部視圖，該胎面具有由平均深度為15mm的溝槽限定的共八個隆起，排列在該胎面的環形方向(在圖1中由方向Y標示)上。
該隆起1具有一個在滾動中與地面接觸的接觸表面2，和兩個沿著兩個邊緣5和6與該接觸表面2橫切的側表面3和4。該隆起1提供有一系列開向每個側表面的切口7；在該狀態下的滾動表面看，每個切口7沿著一個位于隆起的邊緣5和6上的點A和B之間延伸的線與該表面2橫切。在滾動表面上所述切口軌跡的平均角度相應于該線段AB和胎面橫向(在附圖中方向X標示)之間的夾角α；在所示情況中這個角度等于7°。在給定的隆起上的每個切口具有0.6mm的平均寬度E，和在其長度(在點A和B之間)上恒定的深度，該深度等于該隆起1限定的該溝槽的深度。
每個切口7在該隆起1的側表面5和另一側表面6之間延伸，并由一連串與圖1中所見的滾動表面橫切的直的切口部分70、71、72、73、74構成。
所述切口7的兩個部分71、72在該滾動面上具有軌跡，分別與該胎面縱向(在附圖中方向Y標示)構成β1和β2的夾角，在這個情況中都等于7°。這兩個切口部分71和72具有都等于5mm的長度L1和L2，這些突出于該縱向Y的長度的總和Lt在這個情況中等于該隆起寬度L的三分之一。
該兩個切口部分71和72還在限定它們的側壁上提供了一系列的突起和凹陷凸紋部件，它們類似于在US5,783,002中描述的。圖2，是圖1中沿II-II線的截面，顯示了平均寬度E和深度Hi的切口71。所述切口71的每個側壁具有凹陷和突起的凸紋部件，在所示情況中該凸紋部件具有等于3.3mm的最大幅度K。此外，所述切口71的側壁具有在整個高度He范圍上的凹陷和突起的凸紋部件，在所示情況中等于Hi。所述凸紋部件分布在該滾動面和所述切口底部之間的多個高度上實際上，在所述切口深度Hi方向上看，最好有至少三排凸紋部件。
在所示實施例中，所述切口的部分70、73和74也是直的，并且沿著構成等于7°的夾角α的直軌跡與該滾動面橫切。此外，這些部分也具有類似于部分71和72上設置的一系列凸紋部件。
在所述實施例中，旋轉方向是圖1中方向Y的相反方向。
總之，所述切口1在該情況中垂直于該滾動面，即每個部分70、71、72、73、74均垂直于該面。
作為一種變換，每個切口可以傾斜一個角度，其絕對值最大等于15°(相對于該滾動面的垂向)；在一個給定的隆起上的所述切口可以以一個正角度和一個負角度交替傾斜。
下面的表I給出了具有隆起(實例1到實例4)的不同花紋的比較-沒有切口(實例1)；-具有在滾動面上直軌跡的平切口(實例2)；-具有如US5,783,002所描述的一系列凸紋部件的平切口(實例3)；-具有根據本發明的切口(實例4)。
在最后的實例4中，該輪胎具有八個隆起，每個隆起提供有一系列圖1所示的切口。由于該胎肩的隆起較寬，在該胎肩的隆起的切口與其它隆起的切口不同，所述切口提供有較大幅度附加波動。
比較這些胎面花紋(表I)，每個花紋在縱向剪切上的剛性(沿圖1中方向Y)被計算，它等于地面施加給每個花紋的縱向力和該花紋剪切變形之間的比率。柔韌性也被計算，它確定為縱向剪切上的剛性和橡膠剪切模量與地面接觸花紋面積乘積之間的比率。
每個胎面花紋的溝槽比例是在一個隆起上的切口面積總和與該隆起總面積之間的比率。
表I-計算值
很清楚，具有本發明(實例4)的花紋，該溝槽比例和棱長度可以增加，同時也增加了縱向剪切剛性，與具有非本發明切口的花紋相比較，另一方面沒有產生過大的柔韌性。
還在提供有相同的花紋(實例2、3和4)和一個具有被跨接、即相對側壁由橡膠梁連接的直切口的隆起的花紋(實例5)的輪胎上測量。這些測量列在下面的表II中。
表II-在輪胎上測量
很清楚，具有本發明切口(實例4)的胎面花紋保持的剛性(以每百分之變形的daN表示)比具有橡膠梁的切口的花紋的高，同時提供了很高的溝槽比例而不考慮磨損水平。
圖3顯示了根據本發明的具有一系列切口700的胎面隆起10的另一個變換。在滾動面20上看，每個切口具有一個軌跡，它在與該隆起的每個邊緣橫切的兩個點A和B之間延伸，這個切口從A到B具有多個連續的切口部分，即AC、CD、DE、EF、FG、GH、HI、IJ、JB。所述切口部分AC、DE、FG、HI排列在橫向X上，并且在限定它們的側壁上沒有凸紋部件。
該部分CD、EF、GH、IJ各相對于縱向Y構成絕對值是5°的夾角β(該夾角是在每個所述切口部分端部連接點的線段)，所有切口部分提供有貫穿其深度的一系列的凸紋部件(由在滾動面上的波折線8表示，如圖3所示)。
為了改善較長的切口部分側壁的阻擋，該凸紋部件的最大幅度K位于朝向每個這樣的切口的中間區域(在所實施實例中，該凸紋部件的幅度從每個端部向中間區域逐漸增加，如點劃線所示)。
最好是所述切口部分以相對于該胎面縱向小于15°的角度β傾斜，并且這些切口部分以所述切口的相對側壁的阻擋盡可能均勻分布到該隆起的整個寬度上的方式，分布在該隆起的寬度上。在這種情況下，具有凸紋部件并位于最靠近每個隆起的邊緣側表面的所述切口部分所隔開的最大寬度Le(相應于該部分CD和IJ，特別是該點C和J之間的距離)，等于該隆起10寬度L的2/3，同時位于最靠近該隆起的中間部分的具有凸紋部件的切口部分所隔開的最大寬度Li，等于該寬度L的1/3。
最好是，沒有凸紋部件的切口部分相對垂直于滾動面并經過該點A的中平面以一個正角度和一個負角傾斜，這個傾斜最大等于15°。
在這個情況下，沒有凸紋部件的切口部分DE和HI相對于這種狀況中的胎面滾動面的垂直面傾斜，如圖4所示。圖4是沿圖3中IV-IV線的截面，顯示了所述切口部分HI的軌跡，相對經過有該表面的部分的橫切點的該胎面滾動面的垂直面，以一個角度γ1傾斜。另一方面，切口部分FG相對部分DE和HI位于該線段AB的另一邊，以與角度γ1數值相同但符號相反的角度γ2傾斜，如圖5所示，圖5是沿所述切口部分FG的V-V線的截面。
如果L’和L”標示各切口點與經過點A和B的想象線之間在縱向上的最遠的距離，且各切口點位于該想象線兩邊，可以有多種變換。在所述實施例中，L’和L”彼此相等，并等于該隆起的寬度L的四分之一。
為了更好地平衡該胎面并更好地阻擋所述切口側壁，最好是該長度L’和L”根據在縱向上排列的切口部分被加權在該情況中，最好是L”大致等于L’長度的兩倍。
圖1和3顯示了提供有根據本發明的切口的隆起，所述切口在該隆起上最佳地排列當然，在每個隆起上制造一系列切口的胎面花紋可以獲得相同的效果，每個切口的軌跡相對于連接所述切口橫切點和隆起的邊緣的線大致是對稱的。
該凸紋部件可以是彼此配合的溝槽和隆起形式的，一旦提供有這種部件的切口側壁彼此接觸，保證阻擋任何移動。形成于沿著垂直于或不垂直于滾動面的方向的相對側壁上的溝槽和隆起不需要是直的。
圖6給出了一個薄片形式的模制部件101的一種變換，該薄片固定在一個模具中，用于在輪胎胎面上模制根據本發明的切口。該薄片101具有兩個傾斜部分102(即相對垂直于滾動面的方向形成不為零的角度的切口部分的模具部分)，并設有徑向部分103(即垂直于滾動面的切口部分的模具部分)。該薄片的所有這些部分具有相同的平均厚度，該薄片的總高度被表示為Hi。該薄片的所有這些部分具有交替設置的凹陷104和突起105，其幅度在該薄片平均厚度的4至10倍之間。
一些徑向部件106被設計來模制相對該胎面的縱向方向構成零度角的切口部分(在這個情況中其它部件垂直該方向)。
所述薄片101被設計來模制與滾動面橫切的鋸齒形切口，該鋸齒的幅度隨深度(并由此在該胎面磨損時)逐漸增加。在一個確定的深度下，并且在一個在至少等于總深度Hi一半的剩余深度He上，用于模制相對縱向為零度角的切口部分的徑向部件106，從該方向的投影上看，具有至少等于該薄片長度L五分之一的總長度Lt(總長度指的是在各徑向部件的縱向上該長度的總和)。
這種薄片的另一種變換由圖7簡要示出。圖7描繪了一個胎面的橡膠部件，它提供有用類似上述的薄片模制的切口202。
所述切口202的總高度是Hi，其特點是在滾動面上它形成了一個幾何軌跡203，當繼續磨損時，從具有相對連接所述切口端部A和B的線段在第一邊上的鋸齒的一個鋸齒形狀，變化成具有相對該線段在另一邊上的鋸齒的另一個鋸齒形狀，它經過基本是直的該幾何軌跡的中點(在所述情況中約在所述切口的一半)。該幾何軌跡的形狀只在深度He1之后開始變化，并且直至相應于離所述切口底部的一個距離He2的平面的深度持續不變。
至少所述切口部分204相對的側壁與該橡膠部件的縱向對齊，該橡膠部件具有凹陷和突起(沒有示出)，使得在該部分的縱向和該高度He上的投影的長度總和等于高度He1和He2的總和，且該總和至少等于該橡膠部件201寬度L的五分之一。在此，該高度He等于所述切口的總高度Hi的一半。
本發明不限于所描述的實施例，并且在其范圍內可以得到許多變化。特別是，也可以是客車輪胎，以及重載車輛的非驅動軸輪胎。
權利要求
1.一種輪胎胎面，它具有由至少兩個基本環向排列的溝槽形成的胎面花紋，這些溝槽限定了至少兩個隆起(1)，每個隆起具有一個與地面接觸的接觸面(2)和兩個側表面，該側表面與該接觸面橫切以形成邊緣(5、6)，平均寬度為L的至少一個隆起的邊緣具有一系列最大深度為Hi的切口(7)，所述切口通向該接觸面和該隆起的兩個側表面，每個切口在該接觸面上的軌跡在與該隆起的邊緣橫切的點A和B之間延伸，該線段AB與該胎面橫向構成最大等于40°的夾角α，所說的胎面的特征在于-平均寬度為E的每個切口(7)，在該隆起的一個側表面和它的另一個側表面之間，具有連續切口部分(70、71、72、73、74)，這些切口部分的一部分，至少在等于所述切口最大深度Hi的一半的高度He之上，且對于在該新狀態中在高度He之上的任何平行于該接觸面的表面，這一部分切口的軌跡相對該胎面的縱向構成最大等于15°的平均夾角β；而且在縱向的投影看，所說的部分具有的總長度Lt至少等于該隆起的寬度L的五分之一；以及-所述切口部分，其軌跡構成平均夾角β，在相對側壁上提供有幅度為K的在經過路面接觸區域時彼此配合的凸紋部件，來阻擋所述切口的一個側壁與在胎面厚度方向和縱向上相對側壁之間的相對移動，該凸紋部件的幅度K在所述切口平均寬度E的4至10倍之間。
2.根據權利要求1的輪胎胎面，其中該總長度Lt等于所述切口部分的長度在縱向Y投影的長度的總和，所述切口部分與縱向Y構成最大為15°的平均夾角，該總長度Lt至少等于該隆起的寬度L的三分之一。
3.根據權利要求1或2的輪胎胎面，其中限定所述切口部分的側壁與該環向構成最大等于15°的一個角度β，該側壁具有從該滾動表面向下到所述切口最大深度Hi的至少50％的一個深度的凸紋部件。
4.根據權利要求1至3之一的輪胎胎面，其中該平均角度β最大等于5°。
5.根據權利要求1至4之一的輪胎胎面，其中所述切口的至少一部分相對于與該滾動面垂直且經過點A的平面傾斜一個不為0°的角度。
6.根據權利要求5的輪胎胎面，其中所述切口相對于與該滾動面垂直并過該點A的平面都傾斜一個絕對值最大等于15°的相同的平均角度，所述切口以正角度和負角度交替地傾斜。
7.根據權利要求1至4之一的輪胎胎面，其中至少兩個切口部分以小于15°的平均斜度傾斜，所述部分的傾斜方向相反。
8.根據權利要求1至7之一的輪胎胎面，其特征在于，1/3≤Le/L≤2/31/4≤Li/L在此-Le將最靠近每個隆起側表面且具有凸紋部件的切口部分隔開的最大距離，以及-Li將最靠近每個隆起中間部分且具有凸紋部件的切口部分隔開的最大距離。
全文摘要
一種輪胎胎面，它具有兩個平均寬度L的隆起，該隆起具有一系列切口，其軌跡在兩個橫切點A和B之間延伸，該線段AB與該胎面橫向構成最大等于40°的夾角，所說的胎面的特征在于每個切口，平均寬度為E，具有一個連續切口部分，切口部分的一部分，對于在新狀態中任何平行于該接觸面的表面，并位于該表面和所述切口最大深度三分之二之間，所述切口的軌跡相對該胎面的縱向構成最大等于15°的平均夾角β，所說的部分具有至少等于該隆起寬度L五分之一的總長度Lt；所述切口部分，其軌跡構成平均夾角β，在相對側壁上提供有幅度K的凸紋部件，用于彼此配合，來阻擋所述切口的一個側壁與相對側壁之間的相對移動，該凸紋部件的幅度K在所述切口平均寬度E的4至10倍之間。
文檔編號B60C11/13GK1524041SQ02813691
公開日2004年8月25日 申請日期2002年6月25日 優先權日2001年7月9日
發明者J·梅斯熱, J 梅斯熱 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司