[发明专利]包括至少一个波状花纹沟的胎面和生产该胎面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及装配到重型货车上的轮胎的胎面，且更特别地涉及所述胎面的胎面花纹。

背景技术

在雨天驾驶要求尽可能快地移除各个轮胎与路面之间的接触区域中的水，以确保制造胎面的材料与路面之间的接触。为此，在胎面上形成花纹沟，所述花纹沟由于其尺寸（深度和宽度）而在用于与路面接触的接触块中保持敞开，从而允许未被向前和围绕轮胎的侧面推移的水流走。

在横截面中观察以及就其沿着胎面表面遵循的路线而言，花纹沟可以具有任何形状，并可以沿任何方向定向。花纹沟沿着胎面表面遵循的路线为形成于所述表面上的角边遵循的几何平均路线。

在预定用于重型货车的转向或承载轴的轮胎的情况下，通常的实践是，所述轮胎的胎面设有深度等于或基本上等于胎面的总厚度（不包括可能已经被提供以允许通过再开槽操作局部翻新花纹沟的胎面的任何厚度）的纵向花纹沟。通常，在所述轴上的该深度在13mm和18mm之间。对于用于传动轴的轮胎，花纹沟深度更大并且可能达到24mm。此处，“胎面的总厚度”指在必须更换或通过翻新修复轮胎之前可以被磨耗的材料的总厚度。

在现有技术的所述轮胎的情况下，总空隙比通常在预定用于在行驶期间被磨耗的胎面体积的15%和25%之间。据发现，这些轮胎在接触块中具有可用空隙体积，其在崭新状态下相对高；在接触块中通向胎面表面的该空隙体积例如对于尺寸为315/70R22.5的轮胎平均约为100cm³。对于所讨论的轮胎，该值在由特别ETRTO标准设定的其标称充气压力和静力载荷条件下获得。

此外，为了提高轮胎与路面之间的抓地力，已知的实践是在胎面表面上形成橡胶的边角（棱角）。为了形成所述边角，设置刀槽花纹，所述刀槽花纹是具有一定平均宽度的窄的细槽花纹，其设计为使得在正常载荷条件下，限定各刀槽花纹的材料的壁在经过轮胎与路面接触的接触块时可以至少部分地彼此接触，以限制与刀槽花纹的存在有关的刚度的损失。这些刀槽花纹可具有等于待磨耗胎面的厚度或者小于该厚度的深度。

虽然花纹沟或者更笼统地说空腔对于排水是必不可少的，但是导致的材料的表面积的减小可能对于胎面的磨损速度性能具有明显的影响，并且由此因为磨损速度的增大而缩短了轮胎的使用寿命。还可能影响轮胎的其他性能，特别是其运行状态、路面噪音和滚动阻力。还发现，形成为具有等于待磨耗的胎面的高度的工作深度的这些花纹沟可能引起耐久性问题。在某些行驶条件下，例如石头的异物可能卡入于这些花纹沟中并侵袭这些花纹沟的底部，并且导致在橡胶中出现裂纹。还观察到，包括爬上和爬下各种障碍物的操纵可能在某些花纹沟、特别是位于胎面的侧边缘附近的花纹沟的底部产生裂纹。

已知在胎面上存在花纹沟导致该胎面的压缩刚度和剪切刚度的减小，因为这些花纹沟限定与由其壁可以彼此接触的刀槽花纹限定的部分更容易变形的材料部分。在存在花纹沟的情况下，该刚度的减小导致变形的增大并且导致胎面磨损性能的降低：对于设定的行驶距离观察到更大的磨损（其对应于胎面磨损速度的增大）。此外，注意到，滚动阻力增大并且因而装配有所述轮胎的车辆的燃料消耗量增大，这是与制造胎面的材料的变形周期有关的滞后损失增大的结果。

基于胎面必须具有的厚度，在重型货车上使用的常用轮胎在胎面边缘区域附近具有的工作温度决定了胎面中使用的橡胶材料的选择并且特别是要求使用滞后性能受限制的组分。

文件WO03/097384A1公开了一种重型货车的轮胎，其具有胎面，所述胎面包括通向胎面表面的花纹沟和位于崭新状态下的胎面表面下面的下方空腔，所述空腔中的每个具有遵循波状轮廓的顶部母线。

定义：

在本说明书中，胎面的胎面花纹指预定用于接触路面的胎面部分的几何形状，该胎面花纹由通过切口（花纹沟、刀槽花纹、井、空腔）彼此限定的隆起元件形成。

胎面的总体积等于在必须移除轮胎以通过翻新更新其胎面或者替换为新轮胎之前在行驶期间可以被磨耗的材料的总体积。

胎面的总空隙（或空腔）体积等于通向或不通向崭新状态下的胎面表面的所有空隙体积的总和。空隙指花纹沟、井或者任何种类的空腔，所述空腔预定用于通向与路面接触的接触块并且不时地参与接触块的排水。

区块是形成于胎面上的隆起元件，并且其由空隙或花纹沟限定并具有侧壁和预定用于在行驶期间接触路面的接触面。

赤道中央面是垂直于轮胎的旋转轴线并经过轮胎上径向距离所述旋转轴线最远的所有点的平面。该赤道面大体上将轮胎分成两个大致相等的半体。