胎面保护元件.pdf

一种胎面(1)包括一种由凸出元件(3，31)形成的胎面花纹，这些凸出元件(3，31)由凹槽(2)分隔，这些凹槽中至少一个位于胎面纵向且深度为H。所述胎面包括，在其至少一侧的轴向外部，至少一个凸出元件(4)，称为保护元件，其具有相对于凸出元件(3)接触面(30)向胎面内侧偏移的接触面(41)，且其保护凸起元件(3)不产生不规则磨损。凸出元件(4)通过连接所述元件侧面(42，32)的橡胶连接梁(6)与受保护元件(3)相连。

权利要求书
1.  一种胎面(1)，其包括一个具有两个边缘的行驶面，该行驶面在轴向由侧面限制，且该行驶面位于两个侧面中间，该行驶面用于与地面接触；该胎面在其行驶面上包括，由凹槽(2)限定出的凸出元件(3，31)所形成的胎面花纹，至少一个所述凹槽位于胎面的纵向且深度为H；该胎面在其至少一个边缘轴向外侧，包括至少一个凸出元件(4)，称为“保护元件”，“保护元件”具有相对于受其保护不产生不规则磨损的凸出元件(3)的接触面(30)向胎面径向内侧偏移的接触面(41)，偏移使得在地面上接触产生的力为制动力；该保护元件(4)和受保护的凸出元件(3)具有两个轴向相对的外侧面(42，32)，并形成深度与深度H大致相同的切口(5)，该胎面的特征在于保护元件(4)通过至少一个连接所述元件相对侧面(42，32)的橡胶连接梁(6)与受保护的元件(3)相连。

2.  如权利要求1所述的胎面，其特征在于每一保护元件(4)通过一些在胎面纵向规则分布的橡胶连接梁(6)与受保护元件(3)相连。

3.  如权利要求1或2所述的胎面，其特征在于橡胶连接梁(6)在保护元件(4)和受保护元件(3)之间的切口(5)的深度方向上延伸超过至少40％。

4.  如权利要求1或3所述的胎面，其特征在于橡胶连接梁(6)从保护元件(4)的接触面延伸到分隔保护元件(4)和受保护元件(3)的切口(5)底部，所述梁之间的间隔形成平均长度为D、平均宽度为d的凹陷(51)，长度D在胎面纵向测量，宽度d在胎面轴向或横向测量，每一凹陷具有处于1mm2至10mm2之间的截面积。

5.  如权利要求4所述的胎面，其特征在于每个凹陷(51)之间在圆周方向上的距离L是长度D的1至6倍，且在这种情况下，在轴向测量的凹陷宽度d小于长度D。

6.  如权利要求4或5所述的胎面，其特征在于凹陷(51)在胎面厚度上的平均方向，从子午线截面看，也就是说包括轮胎旋转轴线的平面，相对于垂直于保护元件接触面的直线形成一个平均倾斜角度，其小于或等于25°。

7.  如权利要求4至6中任意一项所述的胎面，其特征在于每一凹陷(51)在径向内端或外端中的至少一个上包括加宽部分(5′，5″)。

8.  如权利要求4至7中任意一项所述的胎面，其特征在于凹陷(51)在底部开始于一个形成纵向槽(5a)的第一部分，纵向槽(5a)通向牺牲元件(4)的接触面(41)且没有连接梁。

9.  如权利要求1至8中任意一项所述的胎面，其特征在于还具有一些横向通道(7)位于至少一个保护元件(4)内部，并通向所述元件的一个外侧面。

10.  如权利要求9所述的胎面，其特征在于横向通道(7)与位于保护元件(4)中的凹陷(51)相连。

说明书胎面保护元件
技术领域
本发明的目标是改进重型车辆轮胎的胎面；它尤其是涉及具有一种胎面花纹的胎面，这种胎面花纹由基本上呈条状胎纹(rib)或块状胎纹(block)和条状胎纹结合的胎面花纹元件组成。
本发明尤其试图用于重型车辆非传动轴的子午线胎体(radial-carcass)轮胎。
背景技术
这种轮胎通常包括一个突出在胎冠带径向外侧的胎体加强件，而胎冠带本身突出在具有胎面花纹的胎面上，这种胎面花纹基本上由通常为圆周方向的条状胎纹组成。此外，已知(US 4,480,671)在这种胎面的每一侧面区域上具有位于胎面轴向外侧的侧条状胎纹，且侧条状胎纹的子午线轮廓基本上平行于形成胎面主要中间区域几何包络线的几何轮廓的子午线轮廓，并位于其径向内侧。
“径向内部”可以理解为表示当轮胎是新的时候，包括一个径向外侧面的侧条状胎纹相对偏移于轮胎的行驶面。当开始与路面接触时，在支撑负载的作用下，构成胎面的材料受压，这使得侧条状胎纹与路面接触。初始偏移必须足以在该侧条状胎纹上产生接触压力，同时促进相对于路面的滑动，从而优先在该条状胎纹上产生磨损，进而避免胎面的边缘条状胎纹产生不规则的磨损。应该注意到，在胎面的整个使用周期内维持该偏移。采用的平均偏移至少等于1mm，最大等于6mm。当轮胎是新的时候，当然应该根据构成胎面的材料(橡胶混合物)的性质和这些材料在受压时的机械特性采用这种初始偏移量。
由于这种布置，能够在胎面边缘保持锐边(sharp edge)(也就是说没有倒圆)，形成在每一所述边缘径向外侧的条状胎纹用作所谓的“牺牲”条状胎纹，也就是说为了降低相邻边缘条状胎纹的磨损，加大了“牺牲”条状胎纹的磨损。这种牺牲条状胎纹与胎面轴向最外侧的条状胎纹之间轴向间隔一个周向窄槽，该周向窄槽的深度基本上与形成所述胎面条状胎纹的胎面凹槽深度相等。
这种结构在使用中已经充分证明有效；但是，应该注意到，在当前使用条件下，当胎面，更具体地是这些胎面的轴向外缘，在行驶过程中承受冲击时，可能会导致间隔边缘条状胎纹与牺牲条状胎纹的周向窄槽底部的橡胶混合物破裂。为了降低破裂的风险，已知限制这些槽的深度，但是在这种情况下，牺牲条状胎纹的技术效果无法在胎面的整个使用周期内持续。
发明内容
本发明的目的是提供一种胎面，其结构特征在于能够维持牺牲条状胎纹效果，以防止胎面轴向外侧边缘上产生不规则磨损，这种胎面本身具有胎面花纹，这种胎面花纹由一些通常是周向的主凹槽形成凸出(in relief)元件(条状胎纹、块状胎纹)而组成。此外，在使用中，该胎面承受外部冲击并可以防止凹槽的底部产生破裂。
根据本发明的胎面包括一个具有两个边缘的行驶面，该行驶面在轴向由两个侧面限制，且该行驶面位于两个侧面中间，该行驶面与地面接触，该胎面在其行驶面上包括，由凹槽限定出的凸出元件(条状胎纹、块状胎纹)形成的胎面花纹，至少一个所述凹槽位于胎面的纵向且深度为H。该胎面在其至少一个边缘轴向外侧，包括至少一个凸出元件，称为“保护元件”或作为选择地称为“牺牲元件”，其具有相对于凸出元件的接触面向胎面径向内侧偏移的接触面，其中保护元件防止凸出元件产生不规则磨损；该保护元件和其保护的凸出元件具有两个轴向相对的侧面，这两个侧面形成深度为V的切口，深度V与深度H大致相等。该胎面的特征在于保护元件通过一些橡胶连接梁(connecting bridge)与受保护的胎面花纹元件相连，这些梁连接受保护元件和保护元件的相对侧面。
为了保持胎面边缘元件的保护性条状胎纹效果，同时降低分隔所述保护条状胎纹和所述边缘部件的切口底部对冲击的敏感性，作为所讨论胎面尺寸和其所含材料的函数，本领域的技术人员将可以选择，连接梁和这些梁所影响表面的数目。
此外，凸出的保护元件在胎面的纵向(也就是说，一旦将所述胎面装到轮胎上时，在圆周方向)可以是连续或不连续的。为了保护轮胎边缘元件的整个圆周，该连续保护元件或一串该不连续保护元件必须在轮胎全部圆周上延伸。
保护元件外表面的径向偏移值选择成在使用安装具有保护元件的胎面的轮胎的情况下，允许地面和该表面之间接触。优选地，当轮胎是新地时候，这种偏移不为0且大于1mm。如美国专利US 4,480,671中所述，两个元件(边缘和偏移)之间在滚动长度上的差异导致在偏移元件上产生制动力，从而将磨损集中在该元件上，防止边缘部件产生不规则磨损。“制动力”可以理解为表示地面对胎面花纹元件施加的力，所述力与轮胎前进方向相反。
在胎面至少一个边缘上的凸出元件为条状胎纹的情况下，建议保护元件也采用条状胎纹，且条状胎纹通过一些连接梁与边缘条状胎纹相连。这些梁规则地分布在胎面纵向不同深度上，以在部分磨损后不同时出现在行驶面上。
优选地，连接梁在切口的深度方向上延伸超过所讨论切口深度V的40％。
在胎面包括一些周向布置在胎面至少一个边缘上的块的情况下，可以具有连续条状胎纹或多个块状胎纹，后者可以与其它连接梁互相连接。在所有的情况下，保护元件和受保护元件外接触面之间的初始偏移选择成，使得只要具有根据本发明胎面花纹的新轮胎开始旋转，或者甚至在与胎面因为磨损而更换前的总使用时间相比相对短的初始使用时间内，则这两个面在行驶过程中与地面接触。
桥接(bridging)表面，也就是说连接梁与保护元件相交的全部表面，确定成保持足够的灵活性，以使所述保护元件在行驶过程中接触地面。
在保护元件和边缘的被保护元件之间使用连接梁可以提供宽度更大的切口，同时仍然可以受益于支撑在第二元件上的第一元件(为了在行驶和转向过程中获得这种支撑，切口的宽度通常受限制)。
为了产生这种胎面花纹，可以使用公知的技术，包括用具有能承受胎面模制和硫化力的基本特征的片状材料，模制分隔保护元件与其保护的胎面边缘的窄槽，为了形成连接牺牲元件和胎面边缘的连接元件，这种片具有多个孔，以允许橡胶混合物在所述模制过程中穿过。
另一种生产方法包括，如以传统方式模制具有轻微偏移的接触面，同时模制在胎面厚度方向上延伸，并在纵向规律地间隔分布的凹陷(wells)或开孔(cavities)。这些凹陷之间的间隔在胎面模制过程中用橡胶混合物填充，以形成从接触保护元件的外表面延伸的连接梁。
优选地，在胎面纵向测量具有平均长度D，以及在胎面横向测量具有平均宽度d的每个凹陷，具有处于1mm2至10mm2之间的截面积。
优选地，每个凹陷的长度D在长度方向上测量处于2.5mm至15mm之间。更优选地宽度d小于长度D。
如果“L”表示每个凹陷之间在圆周方向上的距离，则为了使保护元件和被保护元件之间具有足够的连接刚度，该距离优选地为尺寸D的1至6倍。更优选地，每个凹陷之间的距离L是凹陷平均长度D的2至4倍。
凹陷可以具有任何截面几何形状，尤其是圆形、椭圆、矩形、三角形或半圆形、半椭圆形，或半矩形。为了在使用过程中尽可能地避免在某些点应力集中，优选地使用这样的凹陷几何形状，其轮廓中没有角点(angular point)(特别地，圆形优于矩形)。
在凹陷具有圆形或椭圆形截面的情况下，凹陷的平均方向(也就是说凹陷母线(generatrix)的方向)可以是，从子午线截面看，也就是说包括轮胎旋转轴线的平面，在初始状态垂直于凸出元件外表面或作为选择，相对于这样的垂直线具有一个倾角。在后一种情况中，倾角优选地小于或等于25°。更优选地，角度处于0°至15°之间。
附图说明
参考附图，根据下文给出的说明，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，图中通过非限制性的例子，表示本发明目标的实施例。
图1表示通过根据本发明轮胎胎面边缘的截面图，截面沿着图2中的直线I-I。
图2表示根据本发明胎面的部分正视图。
图3，4和5表示根据本发明的不同布置。
图6表示一种实施例，还包括开在偏移条状径向外部侧面上的通道(channel)。
图7表示另一种实施例，包括两个分隔保护元件和被保护元件的切口。
具体实施方式
在图1中，可以看到根据本发明的胎面1的部分视图。该部分截面图表示用一个深度为H的纵向凹槽2分隔胎面1边缘条状胎纹3和胎面花纹的另一个条状胎纹3′。
为了防止该边缘条状胎纹3的外表面30产生不规则磨损，更具体地防止其轴向外部锐边31被磨圆，一个称为“保护”条状胎纹4布置在轴向外侧。该保护条状胎纹4具有外部接触面41，其用于在行驶过程中与路面接触，相对于该保护条状胎纹4和边缘条状胎纹3旋转轴线测量的滚动半径差异导致增大保护条状胎纹4上的滑动，从而在该条状胎纹上导致明显的磨损，相应地降低边缘条状胎纹3上的不规则磨损。
该保护条状胎纹4在胎面厚度方向上偏移量为f，且通过由相对凹陷42，32(分别是保护条状胎纹4和边缘条状胎纹3的凹陷)形成的深度为V(相对于保护条状胎纹4的外表面41测量)的窄切口5分隔边缘条状胎纹3；如图2中所示，这些凹陷42，32通过一些橡胶混合物制成的连接梁6相连，图2表示相同胎面相同部分的正视图。
“窄切口”在这里理解为表示宽度小于3mm的切口。
图2表示分隔保护条状胎纹4和边缘条状胎纹3的宽度为d的窄切口5，该窄切口5包括一些从保护条状胎纹4的接触面41延伸到切口5底部的橡胶连接梁6。如果切口5由尺寸为d和D(后面的尺寸在胎面纵向测量)的连续凹陷51形成，则任何事情都可能发生。这些凹陷51从保护条状胎纹4的接触面41延伸到切口底部。
每一切口或凹陷的深度V可以与主凹槽2的深度H相同或不同。
有利地，保护条状胎纹4径向外表面41的偏移f不为0且设置成，在与具有这种胎面的轮胎额定负载相等的负载下，所述外表面41与轮胎行驶的路面相接触。在与路面接触后，在整个使用周期内，保护条状胎纹4的偏移通过自动磨损维持，保护条状胎纹4和边缘条状胎纹3之间的连接梁6提供足够的机械连接，以防止切口5底部破裂。
为了制造这种胎面，多个凹陷可以模制成具有合适的形状和尺寸的模制元件，这些模制元件布置成凸出于胎面模具的模制面。
在另一个实施例中，可以在胎面的模制和硫化前，在边缘条状胎纹和牺牲条状胎纹之间布置一个嵌入物，所述嵌入物具有合适数目的孔，使橡胶混合物在胎面硫化操作过程中穿过这些孔，从而形成期望数目的连接梁和期望的布置。该嵌入物选择成用允许模制的材料制成，并可以在模制后整体或部分拆除，或在滚动过程中逐渐消除。
在一个用于尺寸为295/80 R 22.5的轮胎的胎面实施例中，选择的尺寸为：
d＝2mm
D＝3mm
L＝7mm(L是连接梁在圆周方向测量的长度)。
为了简化和清晰，在下图中，相同特征的元件用相同附图标记表示。
在图3中，表示了另一个根据本发明的胎面实施例。在该情况中，分隔保护元件4和边缘条状胎纹3的凹槽5包括一个第一部分5a，形成一个深度为h的纵向槽，延伸出一个第二部分5b。开在牺牲元件4接触面41上的第一部分5a不包括连接梁，而第二部分5b与图1和2所示实施例中的部分相似，且包括一些连接梁6。分隔凹槽5第一部分5a的宽度d′大于分隔凹槽第二部分的宽度d。
以这种方式，当胎面是新的时候，可以保持边缘条状胎纹更大的横向机动性，并可以保护分隔槽的底部。
在图4中，每一凹陷6的末端，靠近保护元件4的外表面41和位于切口5的底部，分别具有更大的截面5′和5″，以降低这些部分中的应力集中。优选地，这些具有更大截面5′和5″的部分的截面大约是切口5截面的2.5倍。
图5中的实施例表示保护元件4与边缘元件3通过切口5分隔，切口5实际上由位于子午面中的连续凹陷51形成，也就是说穿过轮胎旋转轴线的凹陷，且从垂直于牺牲元件4接触面41的直线平均倾斜α角。优选地，该平均角α大致等于15°。
后面的布置使得可以更好地控制接触区域中的力。
图6中的实施例表示图3中所示的实施例结合了开向保护条状胎纹4轴向外部侧面43的通道7。这种结合提供了下列优点，即使得保护条状胎纹4和胎面边缘中的操作温度非常显著地降低。在该实施例中，每一通道7具有基本圆形的截面并与至少一个凹陷6相连。此外，每一通道7延伸到边缘条状胎纹3轴向内侧的圆周槽2中。保护元件4接触面41的偏移f优选地选择成当轮胎是新的时候或如果需要在初始磨损后，使得该表面与地面接触。
有利地，通道的平均截面为圆形，且直径处于1.5mm至3mm之间。
为了制造这种胎面，上述一种或另一种方法可以通过与胎面成横向的指状物与通道的模制结合使用，例如专利WO 98/54009中所公开的。
本发明不局限于说明和显示的实施例，可以对其作出多种改进，而不会偏离本发明的范围。
特别地，在所述实施例中的纵向条状胎纹(也就是说，在轮胎上处于圆周方向的条状胎纹)是直线的，但它们也可以是锯齿形的。此外，当胎面边缘的胎面花纹元件是可以通过连接梁在圆周方向上互相连接的块时，可以获得相同的优点。保护部分也可以形成一些与胎面相邻元件分离的块，这些相邻元件由具有或不具有连接梁的切口保护。
在另一种形式的实施例中(如图7所示)，保护条状胎纹4通过两个凹陷6，6′的排列与边缘条状胎纹3分离，凹陷6，6′轴向彼此靠近，并靠近边缘条状胎纹，从而一串凹陷6′在圆周方向上偏移于另一串凹陷6。这种形式的实施例增加了负载灵活性，使得保护元件4可以与路面滑动接触。在这种形式的实施例中，可认为凹陷6和6′具有大致相同的深度或作为选择，具有不同的深度。
所述实施例的切口或凹陷可以具有不一致的宽度d并向所述切口底部增大。