用于车辆车轮的防滑钉和带防滑钉的轮胎的制作方法

本发明涉及用于车辆车轮的防滑钉和轮胎，其特别形成为提供结冰路面上的抓地力方面的最佳性能水平，同时对胎面带内的防滑钉具有有效的保持作用。

背景技术：

1、轮胎通常包括胎体结构，所述胎体结构围绕旋转轴线环形成形并且包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有接合在相应环形锚固结构中的端部边缘。

2、在相对于胎体结构的径向外侧位置，设置带束结构，所述带束结构包括相对于彼此并相对于胎体帘布层以径向叠置的方式布置的一个或多个带束层，所述带束层具有相对于轮胎的周向发展方向横向定向和/或基本平行定向的织物或金属增强帘线。

3、在相对于带束结构的径向外侧位置，应用了由弹性体材料制成的胎面带，在所述胎面带上限定了旨在与路面接触的胎面表面。

4、众所周知，由于冰的摩擦系数降低，轮胎在结冰路面上的抓地变得特别困难。为了克服此缺点，特别是在冬季气候非常恶劣的国家，广泛使用这样的轮胎，在所述轮胎的胎面带上适当地固定有称为“防滑钉”的金属元件，所述防滑钉通过从轮胎的胎面表面伸出适当程度能够切入结冰路面，从而即使在这种类型的路面上也能为轮胎提供足够的抓地作用。

5、通常，防滑钉由基部、主体和抓持销形成，所述基部接收在形成于胎面带中的孔中的径向内侧位置，所述主体从基部延伸并与其一起接收在该孔中的径向外侧位置中，所述抓持销(在本领域中称为术语“销”)从防滑钉的主体延伸并旨在从胎面带伸出到孔外部。

6、通常，在防滑钉的主体中存在柄部和头部，所述柄部从基部延伸，相对于基部具有减小的截面，所述头部在柄部与抓持销之间延伸，并且通常相对于柄部具有较大的截面。

7、术语防滑钉或其一部分(例如，防滑钉的主体)的“侧向表面”旨在指防滑钉或其一部分的这样的外表面，在适用的情况下不包括防滑钉的轴向端部的表面和在使用期间不面向形成于胎面带中的孔的壁的表面。

8、因此，特别地，基部的在使用期间旨在朝向孔的底部的表面和防滑钉的主体的在使用期间旨在朝向孔的外部的表面不被认为是防滑钉或其一部分的侧向表面的一部分。

9、防滑钉或其一部分的表面的术语“轮廓”旨在指该表面与包括防滑钉的纵向轴线的截面平面的交线。

10、如果防滑钉或其一部分相对于防滑钉的纵向轴线对称，则防滑钉或其一部分的轮廓与其自身相同，无论截面平面如何。

11、当表面(例如，侧向表面)与任何截面平面的交线是曲线时，该表面是“弯曲的”，也就是说，不具有直线部分。

12、当连结表面或其轮廓的两点的每条线完全处于防滑钉内部时，防滑钉的表面或其轮廓是“凸形的”。

13、在相反的情况下，防滑钉的表面或其轮廓是“凹形的”。

14、术语防滑钉在其一点处的“横向尺寸”旨在指假想圆的直径的测量值，该圆的面积等于防滑钉的垂直于防滑钉的纵向轴线并延伸通过该点的截面的面积。

15、此外，术语防滑钉或其一部分的“平均横向尺寸”旨在指假想圆的直径的测量值，通过将防滑钉或其一部分的体积除以防滑钉或其一部分的轴向尺寸得到所述假想圆。

16、术语防滑钉的“柄部”旨在指防滑钉的主体的这样的部分，所述部分从基部沿轴向方向一直延伸至一平面，所述平面垂直于防滑钉的轴线，在所述平面处主体的侧向表面的轮廓具有最小区。

17、特别地，可以注意到，术语“最小区”旨在指这样的轮廓区，在所述轮廓区中，距离防滑钉的纵向轴线的距离小于在一个方向和相反方向上都紧密相邻的轮廓区。该最小区可以由最小点或直线部分表示，在所述直线部分中相对于相邻区较小的该距离保持基本恒定(换句话说，平行于防滑钉的轴线的直线部分)。

18、还可以注意到，如果最小区由平行于防滑钉的轴线的直线部分形成，则柄部旨在被理解为一直延伸至最小区中离基部最远的点。

19、优选地，在最小区中，防滑钉的主体的轮廓距防滑钉的纵向轴线的距离达到其最小值。

20、因此，术语防滑钉的“头部”旨在指防滑钉的主体的这样的部分，所述部分延续主体的柄部一直延伸至抓持销。

21、优选地，头部包括防滑钉的主体的最大横向尺寸。

22、柄部的平均横向尺寸小于基部的平均横向尺寸和头部的平均横向尺寸两者。

23、术语轮廓的“拐折区”旨在指轮廓线的凹度发生变化的区。

24、在一个优选实施例中，拐折区包括“拐点”，其旨在指这样的点，在所述点处由轮廓线表示的函数具有为零的二阶导数和不等于零的三阶导数。

25、然而，作为上面以严格数学方式定义的拐点的替代，“拐折区”还可以包括大体类似于拐点的几何形状，例如像角点或短直线部分。在第一种情况下，在角点的一侧和另一侧，轮廓线的切线彼此相差小于30°的角度。在第二种情况下，拐折区的直线部分非常有限，其范围小于防滑钉的轴向尺寸的3％，与拐折区相邻的轮廓区为曲线。

26、ca3029771a1提出了一种用于车辆的轮胎，所述轮胎具有胎面轮廓和防滑钉，所述防滑钉中的每一个都具有主体和抓持销，其中具有周向抓持边缘的抓持销用于形成在移动期间相对于旋转布置在前方的抓持边缘和位于旋转方向后方的抓持边缘，并且其中主体由基部凸缘、中心部分和上部凸缘形成，其中上部凸缘和中心部分各自形成有在垂直于防滑钉的纵向范围的截面平面中具有圆形、卵形或椭圆形截面的轮廓。

27、申请人先前已观察到，导致带防滑钉的轮胎的性能水平随时间推移而退化的最重要原因之一是一个或多个防滑钉从胎面带脱离。

28、因此，申请人已证实，在轮胎在路面上正常行驶期间，防滑钉受到强大的应力，所述应力倾向于将防滑钉从接收它们的孔中拔出。特别地，申请人已检测到，在安装于能够给车辆带来强大加速度的相对较重且强劲的车辆上的带防滑钉的轮胎中，防滑钉离开胎面带的可能性要大得多。

29、此外，申请人已观察到，防滑钉在形成于胎面带中的座内的保持作用通常且广泛地由防滑钉的基部与围绕防滑钉的主体的孔壁之间的干涉产生，壁的截面通常小于基部的截面。

30、然而，申请人已证实，施加到防滑钉的抓持销上的切向应力如何引起防滑钉在孔内的摆动移动，在最坏的情况下，所述摆动移动可以涉及将防滑钉立即拔出，或者考虑到防滑钉(高刚性)与胎面带(高变形性)之间的刚性差异，防滑钉的主体相对于界定接收其的孔的壁的相对移动。这涉及到防滑钉(尤其是其基部)与胎面带之间不可避免的摩擦作用，随时间推移，所述摩擦作用可能导致接收防滑钉的座的壁的局部磨损，因此增加了将防滑钉不期望地从接收座拔出的可能性。

技术实现思路

1、为了提高带防滑钉的轮胎的性能水平，特别是其将防滑钉保持在胎面带中的能力，申请人因此已认识到，胎面带对防滑钉的保持作用不必仅由防滑钉的基部与其接收座的壁之间的干涉得到，而是有必要增加施加到防滑钉的主体的侧向表面的保持作用。

2、使用ca 3029771a1中所述类型的防滑钉无助于显著解决上述问题，根据申请人的观点，上述防滑钉的轮廓具有直截面，所述直截面具有截面突变的多个区。

3、事实上，申请人已意识到，这种保持作用以相关方式取决于胎面带与防滑钉之间的接触表面以及在该接触表面处施加到防滑钉的表面的压力两者。

4、更具体地，申请人已意识到，相对于局部较低但分布在更广泛的接触表面上的压力，施加到防滑钉的有限区域的高压力在将防滑钉保持在座内部方面可能不太有效。

5、基于这些首要的见解，申请人已意识到，为了增加防滑钉在相应座内的保持作用，考虑到胎面带的弹性体材料的可变形性和弹性的特性，防滑钉必须具有一结构，所述结构最大可能程度地允许结合到防滑钉所插入的胎面带的孔的壁。

6、因此，申请人已发现，通过以使得防滑钉的侧向表面的至少相关部分具有例如像在边缘处有平缓曲线而没有任何倾斜度的突然变化的轮廓的方式配置防滑钉，产生了胎面带的弹性体材料相对于防滑钉的侧向表面的最佳结合，使得防滑钉在孔内的保持作用(并因此带防滑钉的轮胎的性能水平随时间推移的耐久性)和防滑钉在结冰路面上的抓地力都显著增加。

7、特别地，在本发明的第一方面，本发明涉及一种用于车辆轮胎的防滑钉。

8、优选地，所述防滑钉包括沿着所述防滑钉的纵向轴线延伸的主体。

9、优选地，所述防滑钉包括从所述主体纵向延伸的抓持销。

10、优选地，所述防滑钉包括在与所述抓持销相反的侧从所述主体纵向延伸的基部。

11、优选地，所述主体包括由第一侧向表面侧向地界定的头部。

12、优选地，所述抓持销从所述头部延伸。

13、优选地，所述主体包括在所述基部与所述头部之间延伸的柄部。

14、优选地，所述柄部的平均横向尺寸小于所述基部和所述头部。

15、优选地，所述第一侧向表面的至少80％的范围是弯曲的。

16、在本发明的第二方面，本发明还涉及一种带防滑钉的轮胎，其包括：

17、-胎面带，在所述胎面带上限定所述轮胎的胎面表面，以及

18、-多个防滑钉，所述多个防滑钉根据第一方面构造并且接合地接收在对应的孔中，所述孔实现于所述胎面带中并在所述胎面表面中敞开。

19、由于这些特征，申请人认为，由接收防滑钉的孔的侧壁施加到防滑钉的头部的压力以基本均匀的方式分布在特别广泛的接触表面上。这使得防滑钉在胎面带内的保持作用特别有效，允许提供至少两个重要的优点：第一是在结冰路面上的抓地作用更有效，第二是防滑钉在孔中的平均停留时间增加。换句话说，根据本发明的防滑钉允许获得具有更好行驶性能水平和更长时间的带防滑钉的轮胎。

20、此外，申请人认为，具有上述特征的防滑钉易于制造，并且促进了插入形成于胎面带中的孔内的步骤。

21、在至少一个上述方面中，本发明可以具有下述至少一个优选特征。

22、在一些实施例中，所述头部的所述第一侧向表面的至少80％的范围在其整个发展中具有曲线轮廓。

23、在一些实施例中，所述头部的所述第一侧向表面的整个范围的轮廓在其发展的至少80％中为曲线。

24、优选地，所述头部的所述第一侧向表面的整个范围在其整个发展中具有曲线轮廓。

25、以这种方式，头部的整个侧向表面没有边缘，并且允许均匀地结合到形成在胎面带中的防滑钉座的侧壁。

26、在一些实施例中，所述头部相对于所述纵向轴线对称。

27、因此，防滑钉的制造简化了，防滑钉插入形成在胎面带中的相应座中也在甚至更大程度上简化了。

28、在一些实施例中，所述柄部由第二侧向表面侧向地界定，并且所述第二侧向表面的至少80％的范围是弯曲的。

29、以这种方式，胎面带与防滑钉的侧向表面之间的接触压力以均匀方式变宽，包括在柄部处，从而增加防滑钉在相应座中的保持作用。

30、优选地，所述第二侧向表面的整个范围在其整个发展中具有曲线轮廓。

31、优选地，所述柄部相对于所述纵向轴线对称。

32、因此，防滑钉的制造及其插入形成在胎面带中的相应座中都得到了简化。

33、在一些实施例中，所述第二侧向表面具有凹形轮廓。

34、在一些实施例中，所述第二侧向表面具有曲率半径基本恒定的轮廓。

35、以这种方式，胎面带的弹性体材料可以以均匀方式结合到柄部的侧向表面，并且因此可以向其施加基本恒定的压力。

36、优选地，所述第二侧向表面具有曲率半径介于1.3mm与3.5mm之间，更优选地2mm与3mm之间的轮廓。

37、以这种方式，柄部由此逐渐连接到防滑钉的基部。

38、在一些实施例中，所述第一侧向表面包括相对于所述第二侧向表面的连接区域。

39、优选地，所述连接区域从所述第二侧向表面延伸，同时保持与所述第二侧向表面相同的曲率。

40、因此，第一侧向表面的连接区域从在与防滑钉的基部相反的侧界定柄部的最小区延伸，并且增加防滑钉的横向尺寸，同时保持相同的凹形轮廓。

41、在一些实施例中，所述第一侧向表面包括第一部分，所述第一部分从所述连接区域延伸，并且具有凸形轮廓。

42、优选地，所述第一部分和所述连接区域通过第一拐折区、更优选地通过第一拐点彼此连接。

43、由此确保了凹形表面部分与凸形表面部分之间的平缓过渡，其方式使得形成在胎面带中的座的侧壁可以保持与该防滑钉部分接触的连续性。

44、在一些实施例中，沿着所述纵向轴线测量的所述第一拐折区与所述主体的最上平面之间的距离占所述主体的纵向尺寸的比例在50％与80％之间，更优选地55％与65％之间，所述抓持销从所述最上平面延伸。

45、在一些实施例中，所述第一侧向表面的所述第一部分具有曲率半径基本恒定的轮廓。

46、以这种方式，促进了胎面带的弹性体材料与头部的侧向表面的连续且均匀接触。

47、在一些实施例中，所述第一侧向表面一直延伸至所述主体的最上平面，所述抓持销从所述最上平面延伸。

48、在一些实施例中，所述最上平面垂直于防滑钉的轴线，并且抓持销沿着防滑钉的轴线从最上平面伸出。

49、在一些实施例中，抓持销相对于防滑钉的轴线对称。

50、在一些实施例中，所述最上平面的横向尺寸基本等于所述柄部的最小横向尺寸。

51、在一些实施例中，所述第一侧向表面的所述第一部分从所述连接区域一直延伸至所述最上平面。

52、优选地，在此类实施例中，所述第一侧向表面的所述第一部分具有曲率半径介于4mm与6mm之间的轮廓。

53、在一些实施例中，所述第一侧向表面包括第二部分，所述第二部分连接到所述第一部分，并且具有凹形轮廓。

54、由于该特征，防滑钉的头部以更有效的方式保持在形成于胎面带中的相应座内。

55、优选地，所述第二部分一直延伸至所述最上平面。

56、在一些实施例中，所述第一侧向表面的所述第一部分通过第二拐折区、更优选地通过第二拐点连接到所述第一侧向表面的所述第二部分。

57、由此确保了头部的侧向表面的第一凸形部分与第二部分之间的平缓过渡，其方式使得形成在胎面带中的座的壁可以保持与防滑钉的头部接触的连续性并且向其施加基本恒定的压力。

58、在一些实施例中，沿着所述纵向轴线测量的所述第二拐折区与所述主体的所述最上平面之间的距离占所述主体的纵向尺寸的比例在15％与25％之间。

59、在一些实施例中，所述第一侧向表面的所述第一部分具有曲率半径介于2mm与3.5mm之间的轮廓。

60、这些实施例特别适用于其中头部也具有上述第二凹形部分的防滑钉。

61、在一些实施例中，所述第一侧向表面的所述第二部分具有曲率半径基本恒定的轮廓。

62、优选地，所述第一侧向表面的所述第二部分具有曲率半径介于2mm与3.5mm之间的轮廓。

63、在一些实施例中，所述第一侧向表面的所述第二部分的曲率半径基本等于所述第二侧向表面的曲率半径。

64、在一些实施例中，所述第一侧向表面的所述第一部分的曲率半径的测量值基本等于所述第一侧向表面的所述第二部分的曲率半径的测量值。

65、以这种方式，防滑钉的头部的形状特别对称，并且允许与防滑钉的相应座的壁最佳结合。

66、在一些实施例中，所述第一拐折区和所述第二拐折区在基本平行于所述防滑钉的纵向轴线的方向上对准。

67、在一些实施例中，所述防滑钉的所述主体和所述基部由铝制成。

68、以这种方式，防滑钉通常更轻，并且在未被雪或冰覆盖的路面上行驶的情况下相对于路面磨损更小。

69、在其它实施例中，所述防滑钉的所述主体和所述基部由钢制成。