重型車輛的胎面和輪胎的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及輪胎胎面領域，更具體地說，涉及重型貨車類車輛的輪胎的胎面，所述胎面具有其幾何形狀隨著磨損而變化的胎面表面。
【背景技術】
[0002]輪胎的胎面對應于輪胎的在徑向上位于外側并且沿周向方向延伸以提供輪胎與道路之間的接觸并傳遞力的部分。輪胎胎面與道路之間的接觸形成接觸區段(接觸印痕)。胎面的用途是為輪胎提供足夠的抓地力，以防止輪胎打滑，所述打滑可能在加速、制動或者轉彎時出現。輪胎胎面包括限定出例如花紋條或花紋塊的隆起元件的花紋溝形式的空隙。此外，這些隆起元件可設有例如由材料壁限定的切口類型的刀槽花紋，這些壁以足夠小的距離彼此間隔，以使得當這些壁進入接觸區段時使其至少彼此部分地接觸。這些刀槽花紋具有形成附加邊角的用途，其有利之處特別是在于切入可能存在于道路上的液體層中，同時維持大量的橡膠(類)材料。這些刀槽花紋在限定其的壁上包括用于限制所述壁的相對運動的構件。花紋溝和刀槽花紋的集合在胎面表面上構成具有初始幾何形狀的邊角的集合，該初始幾何形狀可能在無論輪胎的磨損程度如何的情況下保持不變或者隨著磨損而變化，以便作為殘余材料厚度的函數優化胎面的行駛。
[0003]輪胎制造商面對的一個問題是在輪胎的整個使用期間維持輪胎的性能，S卩，與胎面的磨損程度無關。為了所述目的，已經提出使胎面的邊角的幾何形狀隨著磨損而改變:文件TO 2010072523-A1描述了一種呈現出這種隨著磨損而變化的胎面。
[0004]在所述專利申請中，描述了一種輪胎胎面，在部分磨損之后，其在不因此不利地影響輪胎的性能的情況下部分地更新花紋溝的體積。為了實現這一點，胎面包括形成于嶄新狀態下的胎面表面下的至少一個通道，每個通道預定用于在輪胎被部分磨損之后顯現出來，以便形成對在雨天排水有用的新花紋溝。
[0005]由于該類型的胎面設計，可以通過使新花紋溝在胎面已經被部分磨損之后顯現出來而減小嶄新狀態下的花紋溝的深度。這于是明顯地限制了胎面的可壓縮性并且因此減小了嶄新狀態下的胎面的能量耗散，其就燃料消耗而言是有益的。
[0006]同一專利文件WO 2010072523-A1提出了存在與通道具有相同定向的刀槽花紋的可能，該刀槽花紋位于通道與胎面表面之間。該刀槽花紋使得模制和脫模更容易。
[0007]同一文件還提出了存在與在頂部覆蓋通道的刀槽花紋相交的多個刀槽花紋，即，這些刀槽花紋具有與在頂部覆蓋通道的刀槽花紋的方向不同的方向。
[0008]為了改善放置到用于模制這些刀槽花紋的模具中的模制元件的機械完整性，已知作法是允許存在增強部分，每個增強部分在胎面中模制通向嶄新狀態下的胎面表面和通道的空腔。雖然這些空腔在行駛期間通過在通道中產生通風而有助于從胎面中除熱，例如石子的異物可能進入其中。一旦這些異物已經進入空腔中，已經發現，其能夠朝向通道迀移，并且保留在該處，直到看得見新溝槽形成的足夠磨損程度。同時，這些異物可能侵襲限定通道的壁，并且可能侵襲輪胎的在徑向上位于胎面下面的部分、即胎冠增強層。
[0009]文件WO 2010/030276 Al公開了這種實施例。在該實例中，特別是圖4示出了兩個表面相交，這些表面之一限定出幾何形狀不隨深度變化的圓柱形井部。
[0010]定義:
[0011]胎面花紋的空隙比等于由花紋塊限定的空隙(花紋溝)的表面積與總表面積(花紋塊的接觸表面積和空隙的表面積)之間的比值。低空隙比表明花紋塊的大接觸表面積和花紋塊之間的空隙的小表面積。
[0012]胎面花紋的空隙表面比等于由隆起元件(花紋塊、花紋條)限定的空隙(基本上由花紋溝形成)的表面積與總表面積(隆起元件的接觸表面積和空隙的表面積)之間的比值。低空隙比表明胎面的大接觸表面積和隆起元件之間的空隙的小表面積。
[0013]嶄新狀態下的胎面的胎面花紋的空隙體積比等于由隆起元件(花紋塊、花紋條)限定的空隙(特別是由花紋溝和空腔形成)的體積與包括由將被磨耗的材料的體積和空隙的體積的胎面的總體積之間的比值。低空隙體積比表明相對于胎面體積的小空隙體積。對于每種磨損程度，空隙體積也可以被限定(定義)。
[0014]赤道中央平面是垂直于旋轉軸線并且穿過輪胎上徑向距離所述軸線最遠的那些點的平面。
[0015]花紋塊是形成于胎面上的隆起元件，所述元件由空隙或花紋溝限定并且包括側壁和預定用于接觸道路的接觸面。該接觸面具有定義為接觸面的質心或者重心的幾何中心。
[0016]花紋條是形成于胎面上的隆起元件，該元件沿周向方向延伸并且形成輪胎的一整圈。花紋條包括兩個側壁和接觸面，接觸面預定用于在行駛期間接觸道路。
[0017]徑向方向在本文件中是指垂直于輪胎的旋轉軸線的方向(該方向對應于胎面的厚度方向)。
[0018]橫向或軸向方向是指平行于輪胎的旋轉軸線的方向。
[0019]周向方向是指與以旋轉軸線為中心的任一圓相切的方向。該方向垂直于軸向方向和徑向方向。
[0020]軸向朝外表示指向輪胎的內部空腔的外側的方向。
[0021]胎面的總厚度E在設有該胎面的輪胎的赤道面上并在胎面表面與嶄新狀態下的胎冠增強層的徑向最外面的部分之間測得。
[0022]胎面具有在行駛期間將被磨耗的材料的最大厚度PMU，該最大厚度PMU小于胎面的總厚度E。
[0023]輪胎行駛的通常狀況或者使用狀況為由ETRTO標準所定義的那些狀況:這些使用狀況規定了與由輪胎的載荷指數和額定速度所表示的輪胎的承載能力對應的基準充氣壓力。這些使用狀況也可被稱為“標稱狀況”或者“正常狀況”。
[0024]其中輪胎與道路接觸的接觸區段以靜態下的輪胎確定；由該接觸區段計算出周向方向中的接觸區段的長度的平均值。
[0025]切口一般地表示花紋溝或者刀槽花紋，并且對應于由彼此面對并彼此以非零距離(被稱為“切口寬度”)間隔的材料壁限定的空間。刀槽花紋與花紋溝的區別恰好在于該距離:在刀槽花紋的情況下，該距離適于允許限定所述刀槽花紋的對置的壁至少當刀槽花紋進入其中輪胎與道路接觸的接觸區段中時至少部分地接觸。在花紋溝的情況下，該花紋溝的壁在通常行駛狀況下不會相互接觸。
[0026]空腔或井部的橫截面的主尺寸在此處如果該空腔具有圓形橫截面則指其直徑，如果其橫截面是橢圓形的則指其短軸和長軸的長度，或者如果其是矩形橫斷面則指其寬度和長度。空腔或井部的主方向在此處指嶄新狀態下的胎面表面與形成于胎面中的通道之間的空腔或井部的平均直線方向，其中空腔或井部在其一端處通向嶄新狀態下的胎面表面，并且空腔或井部在其另一端處通向該通道。

【發明內容】

[0027]本發明意圖減小可能進入胎面中、特別是進入在形成于該胎面中的兩個刀槽花紋相交處形成的井部中的異物侵襲的風險。
[0028]為此，本發明的一個主題是一種重型車輛輪胎的胎面，該胎面具有預定用于接觸道路的胎面表面和在行駛期間將被磨耗的材料的總厚度PMU，該胎面包括通向嶄新狀態下的胎面表面的多個切口和位于所述胎面的內部的至少一個通道，該通道預定用于在胎面已經被部分磨耗之后形成新花紋溝。
[0029]此外，每個通道由與所述通道具有相同定向且具有寬度L4的刀槽花紋朝向胎面表面徑向延伸，并