CN107074033A - 轮胎磨损监测装置 - Google Patents

Abstract

用于监测胎面(1)的滚动磨损的装置(100)，所述胎面(1)包括至少一个内部空穴(3)，所述至少一个内部空穴(3)预定用于在所述胎面的预定部分磨损之后形成通向行驶表面(10)的凹部，所述胎面(1)包括对应于将被磨损的材料的最大厚度的磨损极限，所述装置(100)包括通向所述行驶表面(10)的测量井(101)，所述测量井(101)具有由第一部分(1011)和第二部分(1012)形成的底部，所述第一部分(1011)和所述第二部分(1012)在深度上相对于彼此偏移，所述底部的所述两个部分相对于崭新状态下的行驶表面位于不同的距离处。

Description

轮胎磨损监测装置

技术领域

本发明涉及轮胎胎面，并且更特别地涉及一种用于监测所述胎面的磨损程度的装置。

背景技术

重型车辆的轮胎设有包括由被切口限定的隆起元件的集合形成的胎面花纹的胎面。在这些切口之中，在特别地预定用于允许将雨天可能存在于道路上的任何积水有效地排出的花纹沟之间存在区别。

在行驶期间，胎面被磨损至磨损极限，所述磨损极限指示驾驶员需要以新的轮胎替换该轮胎或者对该轮胎重设胎面(也就是说在同一外胎上放置新的胎面)。该磨损极限一般由国家法规来确定，国家法规出于安全原因规定了胎面空隙的最小深度。

使用者需要磨损指示器或者警报器以简单的方式告知其：其轮胎是否已经达到该规定的磨损极限。

通常的做法是，给某些花纹沟的底部设置橡胶浮凸，这些浮凸相对于花纹沟的底部具有确定的高度以便精确地指示该磨损极限。这些浮凸(其形成小的平台)在模制轮胎胎面的操作期间模制。当所有花纹沟都通向崭新时的胎面表面时，这些磨损指示器从开始就是可见的。目前，这不再必然如此，因为预定用于装配至重型车辆的轮胎已经改变并采用与以往显著不同的胎面花纹设计。

特别地，胎面设有空穴，所述空穴预定用于直到胎面已经被部分磨损才通向胎面表面。如此，能够保持崭新胎面的刚度较高而同时具有足够的通向胎面表面以充当用于使可能存在于道路上的任何积水排出和流动的体积的花纹沟或者空隙。

申请WO 2010/030276 A1特别是已知的，所述申请描述了一种轮胎，其胎面包括所述在预定量的部分磨损之后通向胎面的胎面表面的内部空穴。申请WO 2011/039194 A1也是已知的，所述申请描述了一种在高水平和低水平(低将被理解成是指沿着胎面的厚度向下比高水平更深)之间起伏的新颖形式的花纹沟。该类花纹沟具有可以在其他部分之前通向胎面表面的部分，所述其他部分对使用者保持隐藏直至其在一定量的磨损之后通向胎面表面。

文件FR2971732公开了一种轮胎，其胎面包括处于胎面表面下方的空穴，所述空穴预定用于在部分磨损之后形成新的花纹沟。这些空穴设有其宽度小于空穴的宽度的连续肋条，这些肋条预定用于保护这些空穴的底部以避免遭受可能进入这些空穴的外部物体的可能侵袭。

对于这些类型的新的胎面花纹来说，需要一种能够满足要求检查和监测胎面磨损的器件存在的法规的装置，其中该胎面能够包括预定用于在所述胎面已经被部分磨损之后出现的内部空穴。

定义：

胎面花纹的空隙比等于由花纹块限定的空隙(花纹沟)的表面面积和总表面面积(花纹块的接触面积和空隙的表面面积)之间的比值。低空隙比表示大的花纹块接触面积和花纹块之间的空隙的小的表面面积。

胎面花纹的表面空隙比等于由隆起元件(花纹块、花纹条)限定的空隙(基本上由花纹沟形成)的表面面积和总表面面积(隆起元件的接触面积和空隙的表面面积)之间的比值。小的空隙比表示胎面的高接触面积和隆起元件之间的空隙的小表面面积。

崭新时的胎面的胎面花纹的体积空隙比等于由隆起元件(花纹块、花纹条)所限定的空隙(特别地由花纹沟、空穴形成)的体积和包括可磨损材料的体积以及空隙的体积在内的胎面的总体积之间的比值。低体积空隙比表示相对于胎面体积的空隙的小体积。还能够对各个磨损水平限定空隙体积。

赤道中平面：是垂直于旋转轴线并且穿过轮胎上的在径向上与所述轴线相距最远的那些点的平面。

花纹块是在胎面上形成的隆起元件，其由空隙或者花纹沟限定并且包括侧壁和预定用于接触道路的接触面。该接触面具有限定为所述面的重心或者质心的几何中心。

花纹条是在胎面上形成的隆起元件，该元件沿着周向方向延伸并且构成轮胎的环圈。花纹条包括两个侧壁和一接触面，所述接触面预定用于在行驶期间接触道路。

在本文中径向方向是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面厚度方向)。

横向方向或者轴向方向是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

周向方向是指与以旋转轴线为中心的任意圆相切的方向。该方向既垂直于轴向方向又垂直于径向方向。

胎面具有可以在其中模制各种空穴的最大厚度，所述各种空穴在一个时刻或另一时刻通向胎面的胎面表面。前述胎面具有可在行驶期间磨损掉的有限厚度的材料。可磨损材料的该有限厚度对应于超过其则建议轮胎不应再行驶(因为通向胎面表面的空隙体积已经达到不应被跨越的极限)的极限。于是，需要执行重设花纹沟的操作(凭此操作在残余厚度中制成新的花纹沟)或者更换轮胎或者至少对其重设胎面以便附连新的胎面。某些国家法规要求指示器存在以允许使用者知道该磨损极限的位置。

切口一般是指花纹沟或者刀槽花纹并对应于由彼此面对且以非零距离(被称为“切口的宽度”)彼此远离的两个材料壁所限定的空间。将刀槽花纹与花纹沟相区分的恰好是该距离：在刀槽花纹的情况中，该距离适合于允许限定所述刀槽花纹的相对的壁至少当所述刀槽花纹进入轮胎在其中接触道路的接触区块中时至少部分地接触。在花纹沟的情况中，该花纹沟的壁在通常行驶条件下不能彼此接触。

内部空穴或者崭新时的胎面表面下面的空穴在本文中是指在崭新时的胎面内形成的空隙体积，该空隙体积预定用于在预定量的部分磨损之后通向轮胎的胎面表面，以便形成新的花纹沟和新的边角。

空隙一般是指花纹沟或者内部空穴。

发明内容

本发明意在提供一种检查和监测轮胎胎面磨损的器件，这些胎面当崭新时包括内部空穴。

为此，本发明的一个主题是一种用于在行驶期间监测胎面磨损的装置，该胎面包括至少一个内部空穴，所述至少一个内部空穴预定用于在胎面预定的部分磨损之后形成通向胎面表面的花纹沟。

在该胎面上限定了磨损极限：该磨损极限对应于国家法规规定超过其则对轮胎重设花纹沟或者更换或者备选地重设胎面的可磨损材料的最大厚度。

对于该胎面限定了最大空隙深度：该最大深度对应于朝向胎面内部最远的花纹沟和/或内部空穴的底部的深度，该距离在崭新时在胎面表面和所述底部之间测得。该最大深度大于磨损极限以便维持足够的排水体积(这两个值相对于崭新时的胎面的胎面表面测得)。

本发明提出一种用于在行驶期间检查和监测胎面磨损的装置，该胎面包括至少一个空穴，所述至少一个空穴在预定量的部分磨损之后通向胎面表面。该装置包括永久地、也就是说从崭新时起通向所述胎面的胎面表面的测量井，该测量井具有由第一部分和第二部分形成的底部，所述第一部分和所述第二部分在深度上以及空穴的主方向上彼此偏移。形成所述底部的这两个部分相对于崭新时的胎面表面位于不同的距离处并且在所述空穴的主方向上彼此偏移。所述第一部分具有与所述空穴的宽度基本相等的宽度以及平的顶部表面，所述顶部表面位于以等于磨损极限的距离远离所述胎面表面的位置处。占据所述空穴的宽度的所述第二部分位于与所述内部空穴的最大深度相等的距离处。所述空穴的主方向对应于在行驶期间所述空穴中液体流动的主方向。

所述测量井的尺寸被设定成允许测量所述第一部分的深度和所述第二部分的深度而同时尽可能限制该井的存在所具有(产生)的在降低胎面刚度方面的影响。所述第一部分被精心(精确)地设定尺寸以使得所述第一部分仅仅占据所述第一部分形成于其中的空穴的非常短的长度。优选地，在所述空穴的主方向上测得的该部分的长度是崭新时的胎面表面上的测量井的开口的长度的最多50％。

由于本发明，使得能够具有一种轮胎，所述轮胎的胎面设有在崭新时的胎面表面上不可见但同时符合要求磨损指示器的存在的法规的空隙，所述磨损指示器允许检查该胎面并且在达到磨损极限时警告使用者。

有利地，该测量井在所述胎面表面上具有开口(具有通向所述胎面表面的开口)，所述开口的几何形状呈细长形并且适合于在接触道路时至少部分地闭合。该设置对于防止诸如石头的异物在行驶期间进入所述测量井来说是特别有利的。

在实施例的另一备选形式中，所述测量井具有截头圆锥形形状。圆锥形形状能够朝向井的底部变宽或者甚至变窄以便进一步限制异物进入测量井。截头圆锥形形状的一个优点是，使得更易于看到底部的两个部分并且从而确定磨损极限指示器的存在。

为了更易于识别各个磨损监测装置，能够为胎面设置指示各个装置的位置的标记。

使用根据本发明的装置进行监测以检查胎面磨损是容易的，因为在测量所述装置的井的两个底部部分的相应深度之后，数值的差值清楚地指示这是正被研究(检查)的磨损指示器。当测量井的底部部分之一与胎面表面齐平时，则需要通过更换轮胎或者通过对该轮胎重设胎面或者通过重设花纹沟(即，切割新的花纹沟以便恢复通向胎面表面的空隙的最小深度)来采取行动。

为了对胎面重设花纹沟，也就是说为了重新生成新的花纹沟，有利地提出，在测量井的底部的最靠近崭新时的胎面表面的部分(因此，表示磨损极限的部分)上存在被称为重设花纹沟井的井，其深度对应于重设花纹沟的最大深度。

为了更易于在崭新时的胎面上定位本发明的各个装置，有利的地提出，在崭新时的胎面的胎面表面上形成附加厚度并且所述装置的测量井通向该附加厚度。该附加厚度可以约为0.5mm至1.5mm(在0.5mm至1.5mm的量级)。

根据另一备选形式并且为了更易于在崭新时的胎面上定位各个装置，有利地提出，在崭新时的胎面的胎面表面上形成凹陷部分并且所述装置的测量井通向该凹陷部分。在该备选形式中，并且与先前的包括附加厚度的备选形式相反，对行驶方面的影响在崭新时接近零。

优选地，各个测量井朝向设有所述胎面的轮胎的旋转轴线径向地(也就是说与崭新时的胎面表面成直角地)定向。

在本发明的另一备选形式中，所述测量井通向胎面内部直至内部空穴中，该内部空穴具有位于以等于最大深度的距离远离崭新时的胎面的胎面表面的位置处的底部。在该内部空穴的底部上还模制有浮凸，所述浮凸的高度(相对于内部空穴的底部测得)使得其上表面对应于法定磨损极限的水平。有利地，所述测量井到达所述浮凸的表面以及所述内部空穴的底部。

在本发明的另一备选形式中，用于检查胎面磨损的所述装置的测量井不通向预定用于形成花纹沟的内部空穴。

有利地，所述测量井需要至少允许在所述井的横截面的至少50％上可见附加厚度而同时维持最大的空隙深度测量面积。

本发明还涉及一种用于在同一操作中测量两个深度的合适的测量仪器。根据本发明，所述测量仪器包括两个不同的测量器件，即第一器件和第二器件，所述第一器件从胎面的胎面表面测量对应于磨损极限的第一深度，所述第二器件从胎面的胎面表面测量第二深度。该测量仪器还包括显示第一和第二深度的器件。

该测量仪器可以以通常用于评估轮胎胎面上的可磨损材料的残余厚度的深度计为基础来构造。根据本发明的所述仪器包括两个杆，所述两个杆是可移动的并且能够到达测量井的底部以及检测形成所述井的底部的两个部分。器件补充所述装置以提供两个底部部分的相应深度。

本发明的进一步的特征和优点将从以下参考附图给出的说明中变得显而易见，所述附图以非限制性示例的方式给出并显示了本发明的主题的实施例。

附图说明

图1是根据本发明的胎面的一部分的立体图；

图2沿着线II-II截取的与图1相交的平面上的横截面视图；

图3显示了本发明的备选形式的横截面视图。

具体实施方式

为了使附图更易于理解，使用相同的附图标记来描述本发明的备选形式，其中这些附图标记指代其特性在结构上或者实际功能上相同的元件。

图1中所示的重型车辆轮胎胎面1包括胎面表面10，当所述胎面表面10崭新时，两个总体周向定向的花纹沟2通向所述胎面表面10。这两个花纹沟2具有相同的深度P1。

该胎面1还包括三个内部空穴3，所述三个内部空穴3总体周向定向并且预定用于在预定量的胎面磨损之后通向胎面表面。这三个内部空穴3通过刀槽花纹4朝向胎面表面延伸。超过其则形成新的花纹沟的预定磨损P2使得这些新的花纹沟在崭新时存在的两个花纹沟消失之前形成(因此，P2小于P1)。如此的胎面花纹结合了用于将特别是在雨天存在于路面上的积水排去的合适体积以及合适的刚度水平(无论胎面磨损程度如何)。

根据本发明的胎面磨损指示器装置的一个备选形式在该胎面示例上绘出。

装置100按照使得所述装置100与内部空穴3共线地(对齐地)模制的方式定位并且包括通向胎面表面10并延伸至胎面的深度中的测量井101。该第一装置100位于延伸内部空穴3的刀槽花纹4上。

磨损极限指示器装置100的截面在图2中示出，所述截面的平面在图1中识别为其通过线II-II与胎面表面10相交。该图2显示了内部空穴3和通向该内部空穴3的磨损极限指示器装置的测量井101。内部空穴3包括通过底部31结合到一起的侧壁，在所述底部31中模制有浮凸，所述浮凸形成附加厚度32，其尺寸与空穴的底部相比是小的。该附加厚度32占据空穴3的整个宽度并且具有以高度H相对于内部空穴3的底部31偏移的平坦顶部表面320。该高度H等于由轮胎将在其中行驶的国家中的法规所规定的最小花纹沟深度。

在该情况下，按照使得允许附加厚度32的顶部表面320的一部分以及空穴3的底部31的一部分可见的方式从崭新时的胎面表面10朝向附加厚度32设定测量井101的方向。所述底部的一部分构成磨损检查和监测装置的第二部分。

因此，测量井101具有由第一部分1011和第二部分1012形成的底部1010，这两部分在深度上以及空穴3的主方向上彼此偏移，底部的这两部分相对于崭新时的胎面表面位于不同距离处，第一部分1011位于与磨损极限相对应的距离D1处并且第二部分1012位于与空隙3的最大深度相等的距离D2处。

测量井101呈具有椭圆形横截面的圆柱形形状，该横截面的长轴(主轴)与胎面表面10上的刀槽花纹4的周向方向(该周向方向对应于空穴3的主方向)对齐。测量井101的横截面适合于使得胎面与道路接触的机械操作的可能中断最少而同时允许磨损极限可见。一个用于重型车辆轮胎的实施例已经通过具有等于6mm的短轴以及等于8mm的长轴的椭圆形横截面在磨损极限的可见性方面呈现良好的结果。

通过使用根据本发明的测量仪器能够以简单的方式确定在测量井中存在深度差，该仪器设有用于同时测量井中的两个深度并且无论胎面的磨损程度如何都进行上述测量的两个不同器件。所述不同器件在图2中被示意性地描绘成从相同的水平开始并测量距离D1和D2的两个箭头，这两个距离之间的差值恰好等于磨损极限H。当然，该测量仪器包括显示第一和第二深度的器件。

图3描绘了磨损指示器装置200的一备选形式的横截面，该磨损指示器装置200设有用于使胎面磨损之后的重设(重构)花纹沟操作更容易的器件。

在该图3中，可以看到，在崭新时的胎面表面10上局部地形成有凹部5，该凹部具有等于0.5mm的深度。磨损极限指示器装置200的测量井201通向该凹部5。该测量井201具有截头圆锥形形状，其横截面朝向崭新时的胎面表面变宽。

该测量井按照其底部包括隆起的或者呈附加厚度的形式的第一部分2011的方式模制。中心部分2011按照其外表面是平坦的并且位于与胎面磨损极限相对应的距离H处的方式形成。该第一部分2011被第二部分2012延伸，所述第二部分2012位于以与崭新时的胎面的最里面的空隙的底部的距离相等的距离远离崭时的胎面表面10的位置处。

无论是在本发明的第一备选形式还是第二备选形式中，还能够在预定用于测量胎面磨损极限的崭新时的底部上形成预定用于以常规方式指示胎面重设花纹沟的最大深度的重设花纹沟井。该重设花纹沟的操作涉及使用适合的工具通过移除材料来形成新的花纹沟。材料可以被移除的最大深度对应于重设花纹沟井的最大深度。

在测量井201的第二备选形式中，已经描绘了如上所述的重设花纹沟井6，所述重设花纹沟井6通向中心部分2011的平坦的外表面并且具有与将被移除以形成新的花纹沟的材料的厚度相等的深度R。

在其中在内部空穴的底部上存在肋条的情况中，该台阶预定用于防止在该空穴通向胎面表面之后石头侵袭该内部空穴的底部，明智的是，该台阶被打断以允许形成其相对于空穴底部的高度对应于磨损极限的平台，该平台占据空穴的宽度并且跟有不具有肋条的、其相对于胎面表面的距离等于内部空穴的最大深度的部分。

当然，本发明不限于所述和所绘实施例并且在不脱离由权利要求所限定的范围的情况下可以对其进行各种修改。

Claims (8)

1.用于在行驶期间监测胎面(1)的磨损的装置(100)，该胎面(1)包括至少一个内部空穴(3)，所述至少一个内部空穴(3)具有宽度并预定用于在所述胎面的预定部分磨损之后形成通向胎面表面(10)的花纹沟，该胎面(1)包括对应于可磨损材料的最大厚度的磨损极限，该胎面还包括大于所述磨损极限的最大空隙深度以便维持足够的排水体积，在所述胎面(1)中形成的该磨损监测装置(100)的特征在于，其包括永久地、也就是说从崭新时起通向所述胎面(1)的胎面表面(10)的测量井(101)，该测量井(101)具有由第一部分(1011)和第二部分(1012)形成的底部，所述第一部分(1011)和所述第二部分(1012)在深度上和所述空穴的主方向上彼此偏移，所述第一部分(1011)具有与所述空穴的宽度基本相等的宽度和平坦的顶部表面，所述顶部表面位于以等于所述磨损极限的距离D1远离所述胎面表面的位置处，所述第二部分(1012)占据所述空穴的宽度并且位于与所述内部空穴(3)的最大深度相等的距离D2处。

2.根据权利要求1所述的用于监测轮胎胎面的磨损的装置(100)，其特征在于，所述测量井(101)在所述胎面表面上具有开口，所述开口的几何形状呈细长形并且适合于在接触道路时至少部分地闭合。

3.根据权利要求1或2所述的用于监测轮胎胎面的磨损的装置(100)，其特征在于，所述测量井呈截头圆锥形形状。

4.根据权利要求1至3之一所述的用于监测轮胎胎面的磨损的装置，其特征在于，为了更易于在崭新时的胎面上定位本发明的各个装置，所述装置的测量井形成于在崭新时的胎面的胎面表面上模制的附加厚度中。

5.根据权利要求1至3之一所述的用于监测轮胎胎面的磨损的装置(100)，其特征在于，所述装置的测量井形成于在崭新时的胎面的胎面表面上模制的凹部(5)中。

6.根据权利要求1至5之一所述的用于监测轮胎胎面的磨损的装置，其特征在于，所述装置的测量井被径向地、即沿着轮胎的旋转轴线的方向定向。

7.根据权利要求1至6之一所述的用于监测轮胎胎面的磨损的装置(100)，其特征在于，所述装置的测量井(101)通向所述胎面的内部直至内部空穴(3)中，该内部空穴具有位于以等于所述最大深度的距离远离崭新时的胎面的胎面表面(10)的位置处的底部(32)，在该内部空穴的底部上还模制有形成附加厚度的浮凸(32)，所述浮凸(32)的相对于所述内部空穴的底部测得的高度H使得其上表面(320)对应于法定磨损极限的水平，所述测量井(101)到达所述浮凸的表面(320)以及所述内部空穴(3)的底部(32)。

8.根据权利要求1至7之一所述的用于监测轮胎胎面的磨损的装置，其特征在于，所述测量井的底部的最靠近崭新时的胎面表面的部分设有被称为重设花纹沟井的井(6)，所述井(6)的深度对应于重设花纹沟的最大深度。