技术领域
[0001] 本
发明涉及一种冬季轮胎，所述冬季轮胎配备有
胎面带，为了改进在干路床上轮胎的抓着
力同时又不对在湿路床或者积
雪覆盖路床或者结
冰路床上的抓着力特性产生消极的影响，在所述胎面带中特别地构造有轮胎沟槽。
背景技术
[0002] 已知的是，在干路面的条件下，具有设有光滑表面的胎面带的轮胎(光面轮胎)所提供的车辆行驶性能优于类似轮胎，所述类似轮胎在其它特征元件相同的情况下具有这样的胎面带，该胎面带上的表面配备有槽，这些槽限定了多个
块体，这些块体自身包括轮胎沟槽。这主要是由于具有光滑表面的胎面带提供了更大的与地面
接触的接触表面，并且当受到切
应力(或者“剪切”应力)时具有更大的
刚度。
[0003] 另一方面，在湿或者积雪覆盖的路床上，具有设有光滑表面的胎面带的轮胎所提供的性能大大地低于类似轮胎，在所述类似轮胎中胎面带具有配备有轮胎沟槽和槽的表面。实际上，这些轮胎沟槽和槽主要是用于允
许可能存在于路床上的
水流出，并且用于避免发生轮胎的提起(滑水)，同时由于轮胎沟槽能够将雪的多个部分保存在所述轮胎沟槽的内部，众所周知，雪的这些部分与存在于路床上的雪的
摩擦力大于胎面带自身提供的摩擦力，所以设置在胎面带的块体上的所述轮胎沟槽能够改进轮胎在积雪覆盖的路床上的车辆行驶性能。
[0004] 因此，适于在上述所有路面条件下行驶的轮胎需要平衡对立的构造要求，以便根据使用中所期望的要求，最优地在胎面带上设置槽，并且在由所述槽限定的块体上设置轮胎沟槽。
[0005] 造成具有槽的胎面带的轮胎的车辆行驶性能不足的原因之一可归于块体抵抗
剪切应力的性能较差，这导致所述块体过度
变形。这种不足在块体设置有轮胎沟槽时尤其明显。
[0006] 应当指出的是，在上下文中，术语“轮胎沟槽”旨在表示设置在块体中的小槽，所述小槽具有介于0.1毫米和1.5毫米之间的厚度，以及介于1毫米和15毫米之间的深度。
[0007] 此外，在上下文中指代块体的两个部分的术语“切向受约束凸/凹型联结部”旨在表示在所述两个部分之间的联结部，所述联结部以防止那些部分在任意方向上相互移位的方式构造，所述任意方向在块体处基本与形成轮胎的胎面表面的一部分的块体的径向外部表面相切。
[0008] 术语“受约束型的轮胎沟槽”旨在表示这样一种轮胎沟槽，所述轮胎沟槽构造成使得被所述轮胎构造限制的块体部分具有至少一个切向受约束的凸/凹型联结部。
[0009] 另一方面，术语“非受约束型的轮胎沟槽”旨在表示这样一种轮胎沟槽，所述轮胎沟槽构造成使得被所述轮胎沟槽限制的块体部分不具有切向受约束的凸/凹型联接件。
[0010] 此外，关于胎面表面在其一点处的术语“切向方向”旨在表示属于与胎面表面在那个点处相切的平面的任意方向。当涉及胎面带的块体时，作为一级近似(flrst approximation)，切面可以等同于当块体与路床相接触时轮胎在其上滚动的平面。
[0011] EP 1195271示出了一种轮胎，在所述轮胎中胎面带配备有沿着所述胎面带的圆周延展部依次延伸的多个块体，在每个块体上均设置有受约束型的多个第一轮胎沟槽，所述多个第一轮胎沟槽在轴向方向上延伸，并且与沿着圆周方向延伸的受约束型的多个第二轮胎沟槽相交，以便将每个块体都再分成一种拼图(jigsaw puzzle)。
[0012] JP 2000-25419示出了一种轮胎，在所述轮胎中胎面带配备有沿着所述胎面带的圆周延展部依次延伸的多个块体，在每个块体上均设置有在轴向方向上延伸的多个受约束型的轮胎沟槽。根据该文献的教导，每个受约束型的轮胎沟槽都被构造成在被所述轮胎沟槽分开的两个块体部分之间限定单个切向受约束的凸/凹型的联结部。
[0013] GB 742821在其中描述的不同
实施例中示出了一种轮胎，在所述轮胎的胎面带上设置有块体，每个块体都沿着胎面带的整个圆周延展部延伸，并且都包括单个轮胎沟槽，所述轮胎沟槽遵从块体的圆周
进程，并且被构造成在被轮胎沟槽分开的两个块体部分之间限定一连串的切向受约束的凸/凹型的联结部。
发明内容
[0014] 本
申请人首先证实，在块体上所存在的受约束型的轮胎沟槽增大所述块体在受到剪切应力时的刚度，从而改进了在
制动和牵引期间以及在转弯时在干路床上轮胎的性能。
[0015] 本申请人继而确定，对于块体上存在的给定数量的受约束型的轮胎沟槽，块体的刚度随着每个受约束型的轮胎沟槽在两个块体部分之间限定的切向受约束的凸/凹型的联结部的数量增加而增大。具体地，本申请人证实了，仅仅设置有一个切向受约束的凸/凹型联结部的受约束型的轮胎沟槽可能不是非常有效的，尤其当所述受约束型的轮胎沟槽设置在具有较大的表面面积的块体上时。
[0016] 本申请人还发现，被轮胎沟槽分开的块体部分之间在径向方向上相对移位的可能性为轮胎处在湿路床、或者积雪覆盖路床或者结冰路床条件时提供改进的性能。
[0017] 通过设计和测试具有受约束型的轮胎沟槽的不同构造的块体，本申请人确定，例如在EP 1195271所描述的类型的块体中，发生了其所限定的块体部分的相互
锁定的状态，其实际上阻碍了块体部分在径向方向上的任何可察觉的相对移位，从而降低了在湿路床、或者积雪覆盖路床或者结冰路床上轮胎的抓着性能。实际上，所述块体具有与设有无轮胎沟槽的块体的轮胎非常相似的性能。
[0018] 继而，本申请人认识到，为了适应于上述不同的要求，必须优化块体上的受约束型轮胎沟槽的构造和布置，以便尽可能有效地锁定被约束型轮胎沟槽分开的块体部分在与胎面表面相切的任意方向上的相对移位，但不阻碍那些块体部分之间在入射于(incident to)胎面表面的方向上相对移位的可能性。
[0019] 本申请人最终发现，通过在多个块体内设置轴向延伸的一个或者多个受约束型轮胎沟槽，其中所述每个轮胎沟槽都具有至少两个切向受约束的凸/凹型联结部，并且避免受约束型轮胎沟槽在块体内相互交叉，获得了一种这样的轮胎，该轮胎在湿路床或者积雪覆盖路床或者结冰路床以及干路床上提供最优抓着力性能。
[0020] 具体地，在本发明的第一方面，本发明涉及一种轮胎，所述轮胎包括：
[0021] -胎面带，在所述胎面带上限定了径向外部胎面表面；
[0022] -多个第一块体，所述多个第一块体设置在所述胎面带上；
[0023] -至少受约束型的第一轮胎沟槽，所述第一轮胎沟槽在所述多个第一块体中的至少一个块体上沿着限定在所述胎面带上的基本轴向方向延伸，
[0024] 所述第一轮胎沟槽构造成在被所述第一轮胎沟槽分开的第一块体部分和第二块体部分之间限定至少两个分开的且有区别的凸/凹型联结部，以便防止所述第一块体部分和所述第二块体部分沿着在所述块体处与所述胎面表面基本相切的任意方向相互移位，并且允许所述第一块体部分和所述第二块体部分在入射于所述胎面表面的方向上相互移位，所述第一轮胎沟槽在所述块体中不与任何其它受约束型轮胎沟槽相交。
[0025] 本申请人确定，以这种方式，被受约束型轮胎沟槽分开的块体部分被有效地相互限制，使得即使当块体在轴向方向上具有显著的长度时，也在块体受到剪切应力时为块体提供最优的刚度。然而，同时，通过避免受约束型轮胎沟槽之间相交，被受约束型轮胎沟槽分开的块体部分保持在径向方向上相对移位的充分能力。
[0026] 在上述方面中，本发明可以具有在下文中给出的优选特征中的至少一个。
[0027] 优选地，在所述多个第一块体中的所述至少一个块体上，设置有非受约束型的第二轮胎沟槽，所述第二轮胎沟槽构造成允许被所述第二轮胎沟槽分开的相应块体部分之间在与所述胎面表面基本相切的至少一个方向上相互移位。
[0028] 因此，规定受约束型轮胎沟槽和非受约束型轮胎沟槽两者均设置在同一个块体上。以这种方式，可以在同一个块体上设置确保在湿路床或者积雪覆盖路床或者结冰的路床上具有充分的车辆行驶性能所必需的所有轮胎沟槽，而不受限于仅仅使用受约束型轮胎沟槽，仅仅使用受约束型轮胎沟槽可能引起块体部分之间过度刚性的连接，从而导致实质性阻碍所述块体部分之间相对移位的可能性。
[0029] 与此相反，受约束型轮胎沟槽的数量和非受约束型轮胎沟槽的数量可以适当地保持平衡。
[0030] 优选地，在所述多个第一块体中的至少一个块体上设置有相互分开的至少两个受约束型第一轮胎沟槽，所述至少两个受约束型第一轮胎沟槽在所述基本轴向方向上延伸。
[0031] 更加优选地，至少一个非受约束型的第二轮胎沟槽在所述两个受约束型的第一轮胎沟槽之间延伸。
[0032] 已经证明，这种受约束型轮胎沟槽和非受约束型轮胎沟槽在同一个块体内的相隔一定距离的连续能够提供块体关于切向应力的刚性与同时块体部分在径向方向上的相对移位的
自由度的上述要求的最佳平衡。将注意到的是，由于这种特征，在两个相对的侧部上没有被两个受约束的轮胎沟槽所界定的块体部分。
[0033] 还优选的是，所述第二轮胎沟槽基本平行于所述受约束型的第一轮胎沟槽延伸。
[0034] 根据本发明的优选特征，所述至少两个受约束型的第一轮胎沟槽以介于3毫米和30毫米之间的尺寸相互分开。
[0035] 优选地，对于所述多个第一块体中的每一个块体，布置有最多三个受约束型的轮胎沟槽。
[0036] 以这种方式，避免受约束型轮胎沟槽过于靠近到一起而导致过度保持插置在所述受约束型轮胎沟槽之间的块体部分以及在径向方向上相对移位的自由度不充分的情况。
[0037] 根据优选特征，所述多个第一块体中的块体主要在所述轴向方向上延伸。
[0038] 根据另一个优选特征，所述多个第一块体中的块体主要沿着限定在所述胎面带上的圆周方向延伸。
[0039] 以这种方式，受约束型轮胎沟槽在主要轴向地延伸的块体中和在主要沿着圆周延伸的块体中均沿着轴向方向延伸，以便保持这样一种轮胎沟槽的构造，所述轮胎沟槽的构造在切向应力与圆周方向基本共面的情况(这是在
车轮平行于车辆运动时牵引和制动的典型情况)下有助于湿路床、或者积雪覆盖路床或者结冰的路床上的车辆行驶性能。
[0040] 根据优选特征，在所述胎面带上设置有多个第二块体，所述多个第二块体主要在相对于所述轴向方向并且相对于限定在所述胎面带上的圆周方向的倾斜方向上延伸，并且在所述多个第二块体中的至少一个块体中，至少一个受约束型的第一轮胎沟槽平基本上平行于所述倾斜方向延伸。
[0041] 根据另一个优选特征，在所述胎面带上设置有多个第二块体，所述多个第二块体主要在相对于所述轴向方向并且相对于限定在所述胎面带上的圆周方向的倾斜方向上延伸，并且在所述多个第二块体中的至少一个块体中，至少一个受约束型的第一轮胎沟槽基本垂直于所述倾斜方向延伸。
[0042] 以这种方式，当在倾斜方向上延伸的块体也被设置在胎面表面上时，获得了这样一种轮胎沟槽的构造，所述轮胎沟槽的构造在切向应力横向于圆周方向的情况(这是在车轮相对于车辆运动倾斜时牵引和制动的典型情况或者是转弯时的典型情况)下有助于在湿路床、积雪覆盖路床或者结冰的路床上的车辆行驶性能。
[0043] 优选地，对于每一个基本与所述胎面表面相切的方向，在所述凸/凹型联结部上形成有所述受约束型的第一轮胎沟槽的至少两个有区别的区段，所述至少两个有区别的区段在所述方向上的投影相互重叠在非点状区段(non-punctiform section)中。
[0044] 以这种方式，被受约束型轮胎沟槽分开的两个块体部分独立于甚至施加至块体部分中的仅一个块体部分的力的方向(假设它是切向的)而被相互限制。换言之，两个块体部分在受到剪切应力时作为单个主体起作用。
[0045] 优选地，受约束型的所述第一轮胎沟槽的构造由基本几何模块沿着受约束型的所述第一轮胎沟槽的长度的连续重复限定。
[0046] 以这种方式，当块体部分受到切向应力时，在它们的整个范围内获得这些块体部分基本一致的行为。
[0047] 在本发明的优选的形式中，所述至少两个凸/凹型联结部是燕尾型的。
[0048] 更加优选地，所述至少两个凸/凹型联结部以基本相同的方式构造。
[0049] 这种特征使得能够在受约束的轮胎沟槽内避免或者至少限制这样的区域，在所述区域中在两个块体部分之间的限制作用显著不同，从而在力的分布上缺乏均匀性。
[0050] 另外，这种特征有助于插入件的生产，在胎面带的模制阶段期间，需要所述插入件来获得受约束的轮胎沟槽。
[0051] 尤其优选地，在位于所述第一块体部分和所述第二块体部分之间的两个连续的凸/凹型联结部之间，限定有位于所述第二块体部分和所述第一块体部分之间的具有与所述两个连续的凸/凹型联结部的构造基本相同但方向相反的凸/凹型联结部。
[0052] 这种特征使得能够获得位于被受约束的轮胎沟槽分开的两个块体部分之间的联结部，所述联结部沿着受约束的轮胎沟槽的长度完全均匀。
[0053] 优选地，所述受约束型的第一轮胎沟槽在所述多个第一块体的所述块体内沿着基本垂直于所述胎面表面的方向延伸。
[0054] 以这种方式，在轮胎的生产阶段，有助于插入件的拔出步骤，在模制阶段中，需要所述插入件来获得受约束的轮胎沟槽。
附图说明
[0055] 本发明的特征和优势通过详细描述参照附图以非限制性示例的方式例示的本发明优选的示例性实施例而将变得更加清晰，其中：
[0056] 图1是根据本发明生产的轮胎的示意图；
[0057] 图2是图1中的轮胎的胎面带的一部分的放大比例的视图；
[0058] 图3是图2的胎面带的一部分的区域的以更大比例放大的视图。
具体实施方式
[0059] 参照附图，附图标记1整体指代依照本发明生产的轮胎。
[0060] 轮胎1包括：轮胎结构，所述轮胎结构本身是传统的并且在附图中未示出；和胎面带2，所述胎面带2布置在轮胎1上的径向外部
位置处，并且在所述胎面带2上限定有被称作所述胎面带2的径向外表面的胎面表面3，所述胎面表面3布置成与在图1中示意性示出的路床4相接触，轮胎1在所述路床4上滚动。
[0061] 在胎面带2上设置有多个槽，这些槽通常可以具有不同的尺寸和进程(course)，并且在本文描述和说明的优选示例中，所述槽包括：圆周槽5a，所述圆周槽5a基本平行于限定在胎面带2上的圆周方向Y延伸；轴向槽5b，所述轴向槽5b基本平行于限定在胎面带2上的轴向方向X延伸；以及倾斜槽5c，所述倾斜槽5c延伸成相对于圆周方向Y和轴向方向X两个方向均是倾斜的。
[0062] 槽5a-5c界定并且限定了对应的多个块体，所述多个块体沿着胎面带2的圆周延展部接连地布置。
[0063] 具体地，形成主要轴向地延伸或者主要圆周地延伸的多个第一块体，所述多个第一块体在图2中分别用6a和6b表示，并且主要在方向Z上延伸的多个第二块体7相对于轴向方向X以及圆周方向Y是倾斜的。
[0064] 多个第一块体中的每个块体6a、6b都包括受约束类型(of the restrained type)的第一轮胎沟槽10，所述第一轮胎沟槽10基本在轴向方向X上延伸通过块体的全部轴向延展部，以便将块体6a、6b分隔成分别用8和9表示的第一块体部分和第二块体部分。
[0065] 优选地，在每个块体6a、6b上设置有两个或者三个第一轮胎沟槽10，所有的第一轮胎沟槽10都轴向地延伸并且以介于3毫米和30毫米之间的尺寸相互分开。
[0066] 每个第一轮胎沟槽10都被构造成在块体部分8和块体部分9之间限定至少两个凸/凹型联结部11，所述至少两个凸/凹型联结部11是分开的并且是不同的，并且被切向地限制。换言之，联结部11防止块体部分8和块体部分9在任意方向A上相互移位，所述方向A在所述块体部分8和所述块体部分9所属的块体6a、6b处基本与胎面表面3相切(图1中表示了示例性的方向)。
[0067] 然而，每个第一轮胎沟槽10均基本垂直于胎面表面3朝向块体6a、6b的内部延伸，以便允许块体部分8、9在基本径向方向上相互移位。
[0068] 而且，在每个块体6a、6b上均最多设置有三个第一轮胎沟槽10，并且这些第一轮胎沟槽10中没有一个与另一个受约束型的轮胎沟槽相交。
[0069] 在本文描述的优选的示例中，凸/凹型联结部11是燕尾(dove-tail)型的，但是可以使用不同的构造，只要这些构造适于切向地限制如上述限定的那样被第一轮胎沟槽10分开的块体部分8、9。
[0070] 具体地，具有这样的构造的第一轮胎沟槽是适当的，在所述构造中，对于基本与胎面表面3相切的每个方向A，在凸-凹型联结部11处形成有第一轮胎沟槽10的至少两个分开的区段，所述两个分开的区段的在方向A上的投影以非点状(non-punctiform)的形式相互重叠。在图3中示出了示例性情况，其中，与和胎面表面3相切的方向A有关，在块体6a处形成有第一轮胎沟槽部分10的区段13a、13b和13c，所述区段13a、13b和13c的沿着方向A的投影在垂直于所述方向A的直线B上相互重叠在14处。
[0071] 每个第一轮胎沟槽10进一步构造成具有相同的基本几何模块的连续重复，从而形成燕尾联结部。以这种方式，凸/凹型联结部11基本彼此相同，并且，以在主要轴向地延伸的块体6a上尤其明显的方式，每个第一轮胎沟槽10都在块体部分8、9之间限定了一连串的凸/凹型联结部11。
[0072] 此外，应当注意的是，由于这种构造，在相互紧挨着的两个凸/凹型联结部11之间，限定有凸/凹型联结部12，以与凸/凹型联结部11基本相同的方式构造所述凸/凹型联结部12，但是所述凸/凹型联结部12与所述凸/凹型联结部11的方向相反。
[0073] 在每个块体6a、6b上，在插置在第一轮胎沟槽10且基本平行于所述第一轮胎沟槽10的位置处，进一步设置有非受约束型的第二轮胎沟槽20。
[0074] 依照先前给出的定义，第二轮胎沟槽20构造成允许被所述第二轮胎沟槽20分隔的相应的块体部分21、22之间在至少一个基本与胎面表面3相切的方向上相互移位。在本文描述的优选示例中，该块体部分21、22沿着圆周方向Y能够相互移位。
[0075] 主要轴向地延伸的块体6a可以具有减小的圆周尺寸(“短
节距”块体)或者具有较大的圆周尺寸(“长节距”块体)。“短节距”块体和“长节距”块体都设置有两个在块体6a的沿圆周相对的侧部处延伸的第一轮胎沟槽10，而插置在第一轮胎沟槽10之间的第二轮胎沟槽20的数量是变化的：在短节距块体的情况下，仅设置有一个第二轮胎沟槽20；而在长节距块体的情况下，设置有两个第二轮胎沟槽20。
[0076] 应当注意的是，沿着相应的轴向侧部，没有块体部分仅仅被第一轮胎沟槽10所限制。
[0077] 与块体6a、6b类似，同样在主要沿着方向Z延伸的块体7上设置有受约束型的第一轮胎沟槽30。第一轮胎沟槽30可以基本平行于倾斜方向Z延伸，或者，与此相反，所述第一轮胎沟槽30可以基本垂直于倾斜方向Z延伸。
[0078] 而且，同样在块体7上可以设置非受约束型第二轮胎沟槽31，所述非受约束型第二轮胎沟槽31与第一轮胎沟槽30相隔一定距离并且基本平行于所述第一轮胎沟槽30。
[0079] 本申请人对轮胎1进行抓着力测试，尤其是在制动期间的抓着力测试，以及不同路床(积雪覆盖、湿或者干的路床)上的行驶性能测试，并且将测试结果与在尺寸、构成和
胎面花纹方面非常相似但是具有设置有非受约束型轮胎沟槽的块体的轮胎进行比较。
[0080] 如表1中所示，所获得的测试结果表明在积雪覆盖的路床上两种轮胎的性能非常相似，而在湿或者干的道路条件下，根据本发明所生产的轮胎的性能被证明明显较为优越。
[0081]比较轮胎 本发明的轮胎
雪上的制动 100 100
雪上的牵引 100 100
雪上的行驶性能 100 105
湿表面上的制动 100 103
湿表面上的抓着力 100 105
湿表面上的行驶性能 100 100
干表面上的制动 100 105
干表面上的行驶性能 100 105
胎面的纵向刚度 100 100
[0082] 表1
