胎面在雪地上的抓地力方面进行优化的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及一种具有胎面的轮胎，所述胎面包括至少两种胎面花纹单元(MA、MB)，所述胎面花纹单元(MA、MB)在周向方向上以节距(PA、PB)周期性地分布。每种胎面花纹单元均由三个部分(Z1、Z2、Z3)形成，每个部分限定体积元件，所述体积元件的前端边缘为滚动表面共同的前端边缘，并且首先进入轮胎与地面接触的接地面。由于每个前端边缘均具有倒角，因此在部分Z1和/或Z2和/或Z3中，具有各自节距(PA、PB)的胎面花纹单元半部分(MA、MB)的前端边缘倒角的宽度(LCA

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胎面在雪地上的抓地力方面进行优化的轮胎


[0001]本专利技术涉及一种用于机动车辆的称为“四季”轮胎的轮胎。本专利技术更具体地适用于旨在安装至乘用车辆或货车的子午线轮胎。

技术介绍

[0002]定义
[0003]在下文中，周向方向、轴向方向和径向方向分别表示与以轮胎的旋转轴线为圆心的任何圆相切的方向、平行于轮胎的旋转轴线的方向和垂直于轮胎的旋转轴线的方向。
[0004]按照惯例，在参考系(O、XX
’
、YY
’
、ZZ
’
)中，其原点O与轮胎的中心重合，周向方向XX
’
、轴向方向YY
’
和径向方向ZZ
’
分别表示在旋转的方向中与轮胎的胎面表面相切的方向、平行于轮胎的旋转轴线的方向和垂直于轮胎的旋转轴线的方向。
[0005]径向内侧和径向外侧分别意指更靠近轮胎的旋转轴线和更远离轮胎的旋转轴线。
[0006]轴向内侧和轴向外侧分别意指更靠近轮胎的赤道平面和更远离轮胎的赤道平面，轮胎的赤道平面为穿过轮胎胎面的中间并垂直于轮胎的旋转轴线的平面。
[0007]轮胎包括胎冠，所述胎冠旨在通过胎面与地面接触，所述胎面的两个轴向端部通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述胎圈提供轮胎和旨在安装所述轮胎的轮辋之间的机械连接。
[0008]通常，本领域技术人员主要借助以下设计特征来定义轮胎的胎面：胎面表面和胎面花纹，所述胎面表面能够限定胎面的总宽度，所述胎面花纹的特征在于体积空隙比。
[0009]胎面的“胎面表面”意指将轮胎在正常行驶条件下与地面接触的所有点集合在一起的表面。这些与地面接触的点属于块状部的接触面。对于轮胎，“正常行驶条件”为由ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)标准限定的使用条件。这些使用条件规定了对应于由轮胎负载指数和速度等级表示的轮胎承载能力的参考充气压力。这些使用条件也可以被称为“标称条件”或“工作条件”。
[0010]胎面的总宽度为胎面表面的轴向端部之间的轴向距离，这些轴向端部相对于轮胎的赤道平面对称。从实际角度来看，胎面表面的轴向端部不一定对应于明确限定的点。已知胎面的外部一方面由胎面表面界定，另一方面由胎面与两个胎侧相交的两个表面界定，所述胎侧将所述胎面连接至两个胎圈，所述胎圈旨在提供与安装轮辋的连接，因此，轴向端部在数学上可以定义为胎面表面在胎面表面的轴向端部区域中的切线与连接表面在连接表面的径向外端部区域中的切线之间的理论交点在胎面上的正交投影。当轮胎经受推荐的负载和压力条件时，胎面的总宽度基本上对应于接触表面的轴向宽度。
[0011]胎面通常由在周向方向上重复的被称为胎面花纹元件的凸起体积元件构成，所述胎面花纹元件通过切口彼此分隔。在本专利技术的上下文中更具体地考虑的胎面花纹元件被组织为至少两个圆周排，所述圆周排相对于穿过胎面的中心的赤道平面对称，然后通过一个排相对于另一个排围绕轮胎的旋转轴线的旋转而成角度地偏移。
[0012]因此，每个胎面花纹元件包括两个半元件，所述半元件相对于赤道平面对称，并在
周向方向上偏移约12mm至17mm的距离。每个胎面花纹半元件在轴向方向上以一定曲线在胎面的边缘和胎面的中心之间沿轴向延伸，其方向确定了轮胎的旋转方向。与该元件相关的是重复节距，其被称为元件节距。
[0013]胎面花纹元件的节距为围绕轮胎的圆周在该元件上的一个点和该点在紧随其后的元件上的平移图像之间测量的距离。
[0014]具有单一胎面花纹元件的胎面被称为单节距胎面。然而，通常，用于乘用车辆的轮胎的胎面通常由周向分布的两种或三种胎面花纹元件构成，所述胎面花纹元件的节距长度在20mm至40mm之间。
[0015]胎面的胎面花纹元件通过切口而形成缺口，所述切口可以为沟槽、刀槽或“V形沟槽”。
[0016]“沟槽”理解为如下的切口或空隙：其中界定所述沟槽的材料壁之间的距离大于2mm，且其深度小于或等于1mm。
[0017]“刀槽”理解为如下的切口或空隙：其中界定所述刀槽的材料壁之间的距离小于或等于2mm，且其深度大于或等于1mm。
[0018]刀槽密度SD对应于刀槽沿轴向方向(Y)的投影长度(lpyi)之和与胎面花纹元件的节距P和胎面的宽度(W)的乘积之间的比值乘以1000，使得其中n为胎面花纹元件中刀槽的数量，lpyi为第i个刀槽的投影长度。
[0019]对于本专利技术所考虑的“四季”轮胎，在全新状态下，每个胎面花纹元件中的刀槽密度SD至少等于10mm
‑1且至多等于70mm
‑1。
[0020]其它类型的切口(通常称为“V形沟槽”)为深度小于1mm的空隙。
[0021]胎面的体积空隙比定义为分隔凸起元件的沟槽的总体积与假定不含空隙的沿径向介于底表面和胎面表面之间的胎面的总体积之间的比值。底表面定义为从胎面表面沿径向向内平移一定径向距离的表面，所述径向距离对应于沟槽的最大径向深度，并被称为胎面的径向高度Hmax。因此，体积空隙比隐含地限定了制成胎面并旨在磨损的弹性体材料的体积。体积空隙比还直接影响胎面与地面接触的接地面，并因此直接影响与地面接触的接触压力，所述接地面和接触压力均影响轮胎磨损。
[0022]每个胎面花纹元件均为具有前端面的凸起体积元件，所述前端面为首先进入轮胎与地面接触的接地面的面。径向外部前端面的边缘转角在下文被称为前端边缘转角。每个元件还包括后端面，所述后端面为这样的面，所述面的径向外部边缘转角最后离开轮胎与地面接触的接地面，径向外部后端面的所述边缘转角在下文中称为后端边缘转角。
[0023]如果边缘转角包括倒角，则其被称为是倒角的，换言之，边缘转角的外观如同其被刨平以被矩形平坦表面替代，因此，所述矩形平坦表面位于胎面表面的接触面和所考虑的体积元件的一个相邻面之间。
[0024]因此，边缘转角倒角为连接表面，所述连接表面通常是平坦的，并且在轮胎行驶方向中的胎面花纹元件前面的空隙的方向上倾斜。
[0025]制成胎面的材料的选择是轮胎设计中至关重要的步骤。通常，其为弹性体材料，所述弹性体材料的特征在于其动态性质，例如其玻璃化转变温度和/或其复数动态剪切模量G*。
[0026]玻璃化转变温度为弹性体材料的常规物理特性，其对应于材料从橡胶态转变为刚性玻璃态的温度。
[0027]通常在测量弹性体配混物的动态性质的过程中在粘度分析仪(Metravib VA4000)上根据标准ASTM D 5992
‑
96测定弹性体配混物的玻璃化转变温度Tg。在硫化弹性体配混物样品(即已固化至至少90％的转化程度的弹性体配混物，所述样品具有圆柱形试样的形式，其厚度等于2mm且横截面积等于78.5mm2)上测量动态性质。记录弹性体配混物样品对峰至峰振幅等于0.7MPa且频率等于10Hz的简单交变正弦剪切应力的响应。以+1.5℃/min的恒定升温速率进行温度扫描。所使用的结果通常为复数动态剪切模量G*，其包括弹性部分G
’
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.具有胎面(10)的轮胎，所述胎面(10)旨在通过胎面表面(20)与地面接触：
‑
胎面(10)包括凸起元件，所述凸起元件被组织为胎面花纹元件(MA、MB)，并至少部分地通过沟槽(30)彼此分隔，且从底表面(40)沿径向向外延伸径向高度H直至胎面表面(20)，所述径向高度H至少等于6mm且至多等于胎面(10)的径向高度H
max
；
‑
每个胎面花纹元件(MA、MB)包括两个部分，所述两个部分被称为半元件(MA1、MA2)和(MB1、MB2)，所述半元件(MA1、MA2)和(MB1、MB2)相对于穿过胎面的中心(C)的赤道平面对称并在周向方向上彼此偏移距离D；
‑
每个半元件(MA1、MB1)及其各自对称的对应部分(MA2、MB2)在轴向方向(YY
’
)上从胎面的一个边缘(24G、24D)的轴向端部向胎面(10)的中心(C)弯曲以限定轮胎的优选行驶方向，并具有轴向宽度(L)；
‑
每个半元件(MA1、MB1；MA2、MB2)包括第一侧向部分(Z3)、第二中心部分(Z1)和第三中间部分(Z2)，所述第一侧向部分(Z3)从胎面边缘(24G、24D)的轴向端部延伸等于半元件的轴向宽度(L)的至多三分之一的轴向宽度，所述第二中心部分(Z1)具有与第一侧向部分(Z3)相同的轴向宽度，所述第三中间部分(Z2)与两个其它部分相连；
‑
每个半元件(MA1、MB1；MA2、MB2)的每个部分(Z1、Z2、Z3)为具有前端面的体积元件，所述前端面为径向外部边缘转角首先进入轮胎与地面接触的接地面的面，径向外部前端面的所述边缘转角在下文被称为前端边缘转角；
‑
每个半元件(MA1、MB1；MA2、MB2)的每个部分(Z1、Z2、Z3)具有后端面，所述后端面为径向外部边缘转角最后离开轮胎与地面接触的接地面的面，径向外部后端面的所述边缘转角在下文被称为后端边缘转角；
‑
每个部分(Z1、Z2、Z3)的前端边缘转角分别具有倒角轮廓(51、52、53)，对于第一元件的半元件(MA1、MA2)其具有各自的倒角宽度并且分别地，对于第二元件的半元件(MB1、MB2)其具有各自的倒角宽度
‑
部分(Z1、Z2、Z3)中的倒角宽度为所述部分的前端面和属于胎面表面的倒角的边缘转角之间的垂直距离；
‑
胎面通过在周向方向上周期性分布第一胎面花纹元件MA和第二胎面花纹元件MB而获得，所述第一胎面花纹元件MA由第一半元件MA1及其对称的对应部分MA2以节距PA形成，所述第二胎面花纹元件MB由第二半元件MB1及其对称的对应部分MB2以节距PB形成，其中PA<PB；
‑“
刀槽”为切口或空隙，其中界定所述刀槽的材料壁之间的距离小于或等于2mm，并且所述刀槽的深度大于或等于1mm，胎面花纹元件的刀槽密度SD对应于胎面花纹元件(MA、MB)的刀槽沿轴向方向(Y)的投影长度(lpyi)之和与胎面花纹元件的节距(PA、PB)和胎面的宽度(W)的乘积之间的比值乘以1000，使得且其中nay和nby为每个胎面花纹元件(MA、MB)的刀槽的数量，lpyi为所考虑的元件的第i个刀槽的投影长度，其特征在于，在部分Z1和/或Z2和/或Z3中，具有各自节距(PA、PB)的半元件(MA1、MA2)
和(MB1、MB2)的前端边缘转角的倒角宽度(i的范围为1至3)满足以下不等式中：a)对于部分Z1：b)对于部分Z2：c)对于部分Z3：并且每个胎面花纹元件的刀槽密度(SDA、SDB)至少等于10mm<...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：