CN103717412A - 用于土木工程车辆的轮胎的胎面花纹 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎，其设有在外侧沿径向由上强化部分覆盖的胎体强化部分，该上强化部分由多个强化部分片材的层叠形成，这些强化部分形成有不等于零的周向角，该轮胎包括在行驶过程中旨在运动以与地面接触的胎面（10），该胎面（10）包括限定浮雕元件以形成胎面花纹的多个切口，这样，所述胎面（10）包括宽度在胎面的总宽度的40-60%之间的中间部分（20）和该中间部分的一侧和另一侧的边缘部分（21），中间部分（20）设有当它们运动以接触时能够闭合的多个大致横向取向的刀槽花纹（40），该胎面的特征在于：每个边缘部分（21）包括限定多个浮雕元件（80）的多个大致横向取向的花纹沟（70），每个边缘部分的浮雕元件（80）的数量等于中间部分的浮雕元件（50）的数量，元件的该数量至少为44并且最大为49，并且该胎面的总平均空隙比最大为19%。

Description

用于土木工程车辆的轮胎的胎面花纹

技术领域

本发明涉及用于重载建筑工地卡车（倾卸车）的轮胎，这些轮胎能够承载高达100吨的载荷，这些轮胎充气到至少6巴的压强。

背景技术

已知提供一种轮胎，其旨在为土木工程作业车辆提供这样一种胎面，所述胎面的行驶表面设有由多个花纹沟形成的胎面花纹，所述多个花纹沟限定浮雕元件（块、条），以产生材料的边缘和空心部分。这些花纹沟表示与胎面总体积有关的空心体积（包括材料的体积以及所有花纹沟和所有空心部分的体积二者），由百分率（在这种情况下称为“空隙比”）表达。空隙比为零意味着胎面没有花纹沟或空心部分。

此外，轮胎设有胎体强化部分，胎体强化部分由上强化部分在外侧沿径向覆盖，以产生胎体强化部分的箍筋。上强化部分通常由多个强化部分片材的层叠形成，这些强化部分形成有基本不等于零的周向角。

在现有技术中，已知“倾卸车”式车辆（这些车辆使用直径在2.5m和4m之间的轮胎）具有的轮胎胎面的胎面花纹具有以下特定尺寸特征：

-平均花纹沟深度为至少65mm，并且最大为100mm。

-整个胎面的平均空隙比为大约30%（也就是说，至少30%，并且最大为40%）；

-胎面的中间部分浅开槽（也就是说，空隙比小于10%），该中间部分在胎面的总宽度的至少40%和最大60%的总宽度上在赤道面的一侧和另一侧上延伸；

位于中间部分的一侧和另一侧的边缘部分，这些边缘部分的空隙比为大约40%（也就是说，至少35%，并且最大为44%），这些边缘部分包括通过总体横向取向的花纹沟彼此分离的多个块。

定义：

该说明书中的“切口”指花纹沟或刀槽花纹，并对应于由彼此面对并且彼此间隔开不等于零的距离的材料的壁限定的空间。刀槽花纹与花纹沟的区别恰好在于该距离的值；就刀槽花纹而言，该距离当在正常行驶状态下运动以与道路接触时适于允许相对的壁至少部分接触。就花纹沟而言，该花纹沟的壁在正常行驶状态下彼此不接触。

胎面花纹的表面空隙比等于由浮雕元件（块、条）限定的空心部分（主要由花纹沟形成）的表面与总表面（浮雕元件的接触表面和空心部分的表面）之间的比率。低表面空隙比意味着胎面的接触表面大，并且浮雕元件之间的空隙表面小。

在新的状态下，胎面的胎面花纹的空隙比等于空心部分（主要由花纹沟和刀槽花纹形成）的体积与总体积（包括浮雕元件的体积和空心部分的总体积的胎面的体积）之间的比率。

块是形成在胎面上的浮雕元件，该元件由切口限定并包括侧壁和接触面，该面旨在行驶过程中运动以与道路接触。

条是形成在胎面上的浮雕元件，该元件由两个切口限定。条包括两个侧壁和接触面，后者旨在与道路接触。

径向应该被认为是垂直于轮胎的旋转轴线的方向（该方向对应于胎面的厚度的方向）。

轴向应该被认为是与轮胎的旋转轴线平行的方向。

周向应该被认为是与以旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。该方向垂直于轴向和径向二者。

赤道面指相对于轮胎的旋转轴线垂直的平面，该平面延伸穿过轮胎的径向最外侧的点，该平面将轮胎划分为两个相等或基本相等的半部。

由E.T.R.T.O.标准限定的使用所述轮胎的条件规定了对应于由轮胎的载荷指数和速度码指示的轮胎的载荷量的参考充气压力。使用的这些条件可被称为名义条件或使用条件。

发明内容

据发现，现有技术的胎面的胎面花纹在每轮胎载荷大于或等于20吨并且充气压强至少等于6巴的情况下在行驶过程中产生胎面的变热和轮胎的上强化部分的温度的升高，这种温度的升高尤其能够导致轮胎耐久性的降低。例如，在一些条件下可观察到上强化部分的片材之间的分离和包围这些片材的强化部分的橡胶材料的性质的劣化。

提出了对减小发热同时保持针对上面列出的条件下使用的要求所必需的性质的胎面的胎面花纹的需要。这样，本发明涉及一种轮胎，土木工程作业车辆（“倾卸车”）旨在具有这种轮胎以承载至少20吨的载荷，并且充气到至少6巴，这种轮胎设有沿径向在外侧由上强化部分覆盖的胎体强化部分，该上强化部分由多个强化部分片材的层叠形成，这些强化部分形成有不等于零的周向角。这种轮胎的胎面包括限定浮雕元件以形成胎面花纹的多个切口，根据所述多个切口：

-所述胎面包括宽度在胎面的总宽度的40-60%之间的中间部分和该中间部分的一侧和另一侧的边缘部分，所述中间部分沿轴向由大致周向取向的刀槽花纹限定，这些刀槽花纹的深度和宽度适于使得它们当它们运动以接触时闭合；

-中间部分设有在限定所述中间部分的周向刀槽花纹中开口的多个大致横向取向的刀槽花纹，这些大致横向取向的刀槽花纹限定了沿周向布置的多行元件，并且当它们运动以接触时能够闭合；

-每个边缘部分包括限定多个浮雕元件的多个大致横向取向的花纹沟，每个边缘部分的浮雕元件的数量等于中间部分的浮雕元件的数量，元件的该数量至少为44并且最大为53。计数浮雕元件的数量作为沿周向彼此跟随的元件的数量，而不管是胎面的哪个部分。

此外，该胎面的总平均空隙比最大为19%，总平均空隙比对应于在胎面的行驶表面上开口的崭新状态的所有空心部分的体积与胎面的总体积之间的比率。

有利的是，中间部分的总空隙比最大为15%。

有利的是，沿周向计数的元件的数量至少为45且最大为49，这些元件具有相同的周向尺寸或基本相同的周向尺寸。

优选地，中间部分的空隙比最大为10%，并且每个边缘部分的空隙比最大为30%，每个边缘部分的空隙比大于中间部分的平均空隙比。胎面的部分的空隙比对应于在胎面部分上在崭新状态下的所有空心部分的体积与胎面部分的总体积（包括所有空心部分的体积）之间的比率。

胎面的中间部分中的胎面花纹的空心部分通过刀槽花纹形成，这些刀槽花纹具有当运动以与道路接触时能够闭合和不进行任何接触时敞开以确保浮雕元件的通风的特定特征。刀槽花纹的闭合由它们的宽度、胎面的材料的抗压模量以及轮胎的载荷和压力条件来确定。刀槽花纹的宽度选为使得该宽度为沿中间部分的浮雕元件的周向测量的平均长度的至少3%且最大为所述平均长度的5%。在这种情况下，刀槽花纹的闭合应该被认为限定这些刀槽花纹的壁当运动以与道路接触时运动彼此靠近，以至少部分地彼此接触。

作为根据本发明的胎面花纹的结果，可明显减小在轮胎的每个部分构成轮胎的材料的发热，同时保持高性能水平。

为了进一步增加这种减少发热的效果，有利的是，中间部分设有至少一个大致周向取向的刀槽花纹，该刀槽花纹的深度等于或近似于沿轴向限定中间部分的刀槽花纹的深度。

优选地，胎体强化部分的强化部分设置为沿径向取向，也就是说，以形成与周向成等于或近似于90度的角。

作为根据本发明的胎面的结果，通过存在按均匀方式分布并通过中间部分的多个刀槽花纹形成的大量通风区以及在这一相同的中间部分上存在大量浮雕元件，所述胎面在通风方面比现有技术的胎面的胎面花纹更有效。结果，减少了结构的发热，这允许更大的耐久性和更高的行驶速度，这是尤其有利于作业机械的这种轮胎的因数。崭新状态的胎面花纹的该构造使得用于磨损的橡胶体积能够增加，因此使得产品的服务寿命增加。此外，作为刀槽花纹闭合的结果，可针对与道路接触的胎面部分保持合适的刚度水平，该刚度近似于几乎没有切口的胎面的刚度。

与现有技术的轮胎相比，针对相似载荷和压力条件，空隙比限于17%必然导致地面上较小的接触压力，并最终导致较少的热源，这对于具有大体积材料的胎面来说是重要的，针对土木工程车辆的轮胎的胎面的情况正好如此。

优选地并且为了限制所述块的屈曲变形（flexion deformation），所述块的表面尺寸（长度、宽度）至少等于它们的高度的两倍，这基本减小了所述块当运动以与地面接触时的屈曲变形。给出的这个尺寸是沿周向方向和横向方向测量的。

此外，所述块的这些尺寸最大为它们的高度的2.5倍。作为该特定范围的值的结果（大于两倍的高度，并小于同一高度的2.5倍），所述块在一定程度上被迫执行剪切行为并具有较低热阻，这允许它们更容易地排放在严酷的行驶条件下在花纹的中心产生的热。

应该注意，胎面的热度水平的降低允许上强化部分的热度水平以相同比例降低，从该强化部分的耐久性方面看，这当然是有利的。这允许在上面列出的条件下，设有这种胎面的轮胎的使用期基本增加。

根据本发明的胎面花纹允许在与现有技术具有相同类型和相同用途的轮胎中设置用于磨损的相对较大体积的材料，并因此允许磨损性能增加至少10%（在使用的公里数相同的情况下，材料通过磨损的损失比根据现有技术获得的胎面的损失少至少10%）。

从下面参照附图给出的说明中，将理解本发明的其它特征和优点，所述附图通过非限制性实例示出了本发明的主题内容的变型形式。

附图说明

图1是根据本发明的胎面的第一变型形式的表面的示图；

图2示出了根据本发明的胎面的胎面花纹的花纹的第二变型形式。

具体实施方式

针对该说明书的附图，可使用相同的标号来描述本发明的变型形式，这是因为这些标号指代相同类型的元件，所述类型可为结构或功能类型。

图1示出了尺寸为40.00R57的轮胎1，其包括根据本发明的第一变型形式的胎面10。该轮胎旨在用于“倾卸车”式车辆上。该轮胎在赤道面（相对于旋转轴线垂直的平面，其延伸穿过胎面的径向最外侧点）上测量的外径为3500mm。

该轮胎包括径向胎体强化部分，也就是说，其强化部分的取向与周向形成等于或近似于90度的角。

该轮胎还包括沿径向位于胎体强化部分的外侧的由五个片材的层叠形成的上强化部分，每个片材包括沿着除周向以外的方向布置并且从一个片材至相邻的片材交叉地布置的强化部分。该上强化部分本身由具有平均厚度E（在当前情况下，为130mm）的胎面覆盖。

该胎面10沿横向或轴向（也就是说，沿着与轮胎的旋转轴线平行的方向YY'）被划分为中间部分20（由两个周向刀槽花纹31、32沿轴向限定）和边缘部分21（位于中间部分20的一侧和另一侧）。限定中间部分的大致周向取向的刀槽花纹31、32的平均宽度为10mm并且平均深度为100mm。这些刀槽花纹在运动以与地面接触时能够闭合，并且能够在不接触时敞开，以允许在接触时中间部分的合适的刚度和在不接触时适当的通风。

中间部分20的宽度为525mm，这表示了胎面10的总宽度（在这种情况下，等于950mm）的55%。

此外，中间部分20设有具有大致周向z字形取向的刀槽花纹33和多个大致横向取向的刀槽花纹40；周向刀槽花纹31、32、33和横向刀槽花纹40的平均深度为100mm，并且平均宽度为10mm。横向刀槽花纹40在中间部分的整个宽度上延伸，以在限定中间部分20的周向刀槽花纹31、32中开口。

这些刀槽花纹切出多个块50，所述多个块50按照两个周向行201、202布置。此外，每个块50设有仅在所述块50的一侧开口的横向刀槽花纹60。

每个边缘部分21包括多个大致横向取向的花纹沟70，花纹沟70的平均宽度为50mm，平均深度为100mm。这些横向花纹沟70布置在中间部分的横向刀槽花纹40的延长部分上。这些横向花纹沟限定了多个块80，其平均周向长度基本等于中间部分的所述块的平均周向长度。

在轮子的一整圈上，每个边缘部分21中和中间部分20的所述块50、80的总数量分别为44。

在这种情况下，该胎面的总空隙比（在胎面的整个厚度E上计算）为18.75%。

此外，在这种情况下，中间部分20的空隙比为8%，而每个边缘部分21的空隙比为22%。

在每个边缘部分21上，还设置了腔体90，其深度为40mm，并且体积为大约62cm³。这些腔体改进了边缘部分的通风。应该注意，可以省略它们，针对中间部分和针对边缘部分选择的空心部分的比率足够大以确保所述块的良好的机械和热功能。

在描述的实例中，所述块沿纵向的最小尺寸大于花纹沟的深度，在这种情况下，该最小尺寸为200mm，以限制呈现不规则的磨损现象，也就是说，使在胎面的特定部分的磨损现象局部化而非在胎面的整个行驶表面上以均匀方式分布磨损现象。

图2示出了根据本发明的胎面的胎面花纹的另一变型形式。

根据该变型形式，中间部分20沿轴向在外侧通过周向刀槽花纹31、32限定。该相同的中间部分20包括两个直线额外的周向刀槽花纹33、34，以限定三行201、202、203。额外的周向刀槽花纹33、34延伸穿过旨在改进中间部分的通风的多个腔体91。

此外，这些行的每个设有横向取向以限定多个块50的多个刀槽花纹40。

本发明的该第二变型形式的整个胎面的总空隙比为15%。在这种情况下，中间部分的空隙比为10%。

在轮子的一整圈上，中间部分和每个边缘部分中的浮雕元件的总数量为45。

虽然已经以普通方式和通过两个变型形式描述了本发明，但是必须理解，本发明不单单限于这些变型形式。应该清楚，可在不脱离本发明的一般范围的情况下对其执行多种修改形式。具体地说，可省略在这两个变型形式中设置在边缘部分的块上的腔体，以使更多的材料与地面接触。

Claims (10)

1.一种用于土木工程作业的轮胎的胎面，该轮胎设有沿径向在外侧由上强化部分覆盖的胎体强化部分，该上强化部分由多个强化部分片材的层叠形成，这些强化部分形成有不等于零的周向角，该轮胎包括具有旨在行驶过程中运动以与地面接触的行驶表面的胎面（10），该胎面（10）包括用于限定浮雕元件以在行驶表面上形成胎面花纹的多个切口，所述胎面（10）包括宽度在胎面的总宽度的40-60%之间的中间部分（20）以及该中间部分的一侧和另一侧的边缘部分（21），所述中间部分（20）沿轴向由大致周向取向的刀槽花纹（31、32）限定，这些刀槽花纹的深度和宽度合适以使得它们在运动以接触时能够闭合，中间部分（20）设有在限定中间部分（20）的周向刀槽花纹（31、32）中开口的多个大致横向取向的刀槽花纹（40），这些大致横向取向的刀槽花纹限定了沿周向布置的多行元件，并且当它们运动以接触时能够闭合，该胎面的特征在于：

-每个边缘部分（21）包括限定多个浮雕元件（80）的多个大致横向取向的花纹沟（70），沿周向计数的每个边缘部分的浮雕元件（80）的数量等于中间部分的浮雕元件（50）的数量，元件的该数量至少为44并且最大为53，并且该胎面的总平均空隙比最大为19%，总平均空隙比对应于在胎面的行驶表面上开口的崭新状态的所有空心部分的体积与胎面的总体积之间的比率。

2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，总空隙比最大为15%。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的胎面，其特征在于，沿周向计数的元件的数量至少为45且最大为49。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的胎面，其特征在于，中间部分（20）的空隙比最大为10%，并且每个边缘部分（21）的空隙比最大为30%，每个边缘部分（21）的空隙比大于中间部分（20）的空隙比。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的胎面，其特征在于，中间部分还包括至少一个大致周向取向的刀槽花纹，该刀槽花纹的深度等于或近似于沿轴向限定中间部分的刀槽花纹的深度。

6.根据权利要求1至5的任一项所述的胎面，其特征在于，胎体强化部分的强化部分布置为沿径向取向，也就是说，形成与周向成等于或近似于90度的角度。

7.根据权利要求1至6的任一项所述的胎面，其特征在于，胎面的浮雕元件的表面尺寸至少等于其高度的两倍，测量该高度作为限定浮雕元件的刀槽花纹的平均深度。

8.根据权利要求7所述的胎面，其特征在于，胎面的浮雕元件的表面尺寸最大为其高度的2.5倍。

9.根据权利要求1至8的任一项所述的胎面，其特征在于，胎面的中间部分的刀槽花纹的宽度为中间部分的每个浮雕元件的沿周向测量的平均长度的至少3%，且最大为所述平均长度的5%。

10.一种旨在设在土木工程作业的车辆上的轮胎，该轮胎的特征在于，其设有根据权利要求1至9的任一项所述的胎面。

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