CN105026181A - 改进的土木工程轮胎胎面 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土木工程轮胎胎面，其设有周向花纹沟(2)和横向花纹沟(1)，并包括设有多个花纹块(3、3′)的两个边缘排，所述多个花纹块(3、3′)两两限定既通向周向花纹沟(2)又通向胎面外侧的横向花纹沟(1)。每个边缘排的花纹块被形成为使得其外侧面全部位于与赤道平面相距相同距离的位置。花纹块(3、3′)之间的横向花纹沟(1)的宽度至少由从花纹块的外侧面的轴向最外侧端测得非零的距离的位置处起逐渐增大。最大横向花纹沟宽度增大大于每个花纹块的最大周向长度Le的20％并小于最大周向长度Le的50％。

Description

改进的土木工程轮胎胎面

技术领域

本发明涉及一种土木工程车辆(“非公路”类型或越野类型车辆)的轮胎胎面，该胎面具有能够更好地清理泥土而同时维持良好的抓地性能和磨损性能的胎面花纹。

在土木工程轮胎的应用中，一个显著的区别由铰接式倾卸卡车轮胎的应用所造成。因为要求车辆具有在柔软且不平坦地面上行驶的良好能力，所以所述应用是非常特别的。

背景技术

通常，预定用于装配至土木工程车辆上的轮胎设有在胎冠增强层的外侧径向顶置的胎面，该胎冠增强层自身顶置在胎体增强层上。该胎面具有由隆起元件(花纹条或者花纹块)形成的胎面花纹，这些隆起元件由多个花纹沟限定。

胎面的隆起元件具有在径向上位于胎面的外侧、被称为接触面的面，所述面预定用于接触地面。花纹沟具有最多等于胎面厚度的深度并且当在横截面中观察时，所述花纹沟具有适于限制在地面上出现并可能夹陷在所述花纹沟中的石块或其他物体的滞留的几何结构。

当在柔软地面(泥土、淤泥)上行驶时，花纹沟填满泥土并且可以证实这对牵引力有害。因此，有必要使得当其形成接触区块时已被填满的这些花纹沟能够除掉该泥土，以使得所述花纹沟展现出适宜的抓地力和牵引力。而(实际)所发生的情况是，当所述花纹沟再次形成接触区块时，所述花纹沟依然填满泥土，因此其难以再次咬入地面以进一步产生牵引力。结果是，车辆的牵引力因此被减小。

该问题的一种解决方案已经在特别地预定用于在柔软地面上行驶的轮胎上实施。对于该解决方案，轮胎包括设有多个周向和横向定向的花纹沟的胎面，这些花纹沟限定多个花纹块，所述花纹块可以被区分成形成胎面边缘的两排花纹块，这些排在胎面的每一侧轴向最远地朝向外侧设置。该解决方案涉及使花纹块的边缘排的成对(每两个)花纹块中的一个花纹块的侧面之一轴向向内偏置。通过由此在轴向上在一个边缘花纹块的外侧产生空隙，已经发现(利用其)能够逐出可能已经进入接触区块中的花纹沟的泥土，其中，在所述接触区块中，花纹沟与轮胎在其上行驶的地面接触。

虽然该解决方案可能有效，但是因为其减小了成对花纹块中的一个花纹块的接触区块中的进入边角的长度，所以其仍然具有抓地力和牵引力方面的限制。

本发明的目的是提出一种刚才已经概述的问题的解决方案，即，制造一种铰接式倾卸卡车类型的土木工程车辆的轮胎的胎面花纹，对于所述胎面花纹，在不干扰车辆的纵向抓地力和牵引力的情况下，清理夹陷在边缘排花纹块之间的横向花纹沟中的淤泥或泥土的能力被提高。

定义：

花纹块是形成在胎面上的隆起元件，该元件由空隙或者花纹沟限定并且包括接触面、侧面、正面以及背面，该接触面预定用于在行驶期间接触地面。胎面的边缘排的每个花纹块包括轴向外侧壁和轴向内侧壁，所述轴向内侧壁面向周向花纹沟。两个侧面以与花纹块的横向宽度对应的最大距离沿着横向方向间隔开。正面可与背面相区别，这些面分别被称为前导面和尾随面，这些面限定横向花纹沟。这些前导面和尾随面分别沿着前导边角和尾随边角与接触面相交。前导边角对应于当轮胎行驶时首先进入接触区块的边角。

在本文中当轮胎崭新时有效的边角是指当胎面崭新时出现在胎面的行驶表面上的边角。

花纹条是形成于胎面上的隆起元件，该元件沿着周向方向延伸并且构成轮胎的环线(周圈)。花纹条包括两个侧壁和接触面，所述接触面预定用于在行驶期间接触道路。

径向方向是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面的厚度方向)。

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。

轮胎的通常行驶条件或者使用条件是由E.T.R.T.O.标准在欧洲所定义的那些条件；这些使用条件规定了与由轮胎的额定负载和额定速度所表示的轮胎的承载能力对应的参考充气压力。这些使用条件也可被称为“名义条件”或者“惯用条件”。

发明内容

本发明的一个主题是一种土木工程车辆轮胎的胎面，由橡胶制成的所述胎面设有周向花纹沟和横向花纹沟，这些花纹沟具有深度和宽度并且限定多个隆起元件，所述多个隆起元件形成胎面表面且特别地包括胎面的两个边缘排，所述两个边缘排中的每一个设有多个花纹块，所述多个花纹块在与使用条件下的接触宽度对应的最大轴向宽度上轴向限界所述胎面。所述胎面的每个边缘排的花纹块成对地限定既通向周向花纹沟又通向所述胎面的外侧、总体横向定向的花纹沟。

边缘排的每个花纹块包括预定用于接触地面的接触面、两个侧面(外侧面和内侧面)以及正面和背面，这些正面和背面沿着周向方向间隔开，正面和背面分别沿着正(前)边角和背(后)边角与接触面相交。每个边缘排的花纹块以其外侧面全部位于与赤道平面相距相同距离的位置处的方式形成，所述赤道平面将胎面分成具有相等宽度的两个胎面半部。

所述胎面具有与边缘排的花纹块的外侧面之间的最大轴向距离对应的最大轴向宽度。

根据本发明的胎面使得，在崭新胎面表面上测得的边缘排的花纹块之间的横向花纹沟的宽度至少由从平行于赤道平面并且穿过胎面的边缘排的花纹块的外侧面的轴向最外侧点的平面测得非零的距离的位置起逐渐增大。

该胎面的特征在于，在边缘排的每个花纹块具有最大周向长度Lc的情况下，横向花纹沟(1)的宽度的最大增大至少等于该最大周向长度Lc的20％并且最多等于该最大周向长度Lc的50％。

若低于20％，则效果不够明显，而高于50％，则花纹块的刚度本身可能受到影响(也就是说被减小)，因而，可能造成增大磨损速率的后果。

该文件中总体横向定向的花纹沟是指其方向不是周向的花纹沟，也就是说，当根据本发明的胎面为轮胎的一部分时其并未构成轮胎的环线。因此，横向定向的花纹沟可横向地定向或者备选地与横向方向形成大于零度的角度。实践中，该角度为与横向方向形成最多45度的角度。

借助于本发明，能够使得胎面的边缘在泥泞地面上在有利条件下工作，而同时允许在胎面的边缘区域中的花纹块之间拾取的物质被有规律地清理。

根据一种便于实施的备选形式，边缘排的花纹块之间的横向花纹沟的宽度的增大是线性的并且沿着边缘排的外侧的方向增大。

有利地，在边缘排的成对(每两个)花纹块中的至少一个花纹块上，至少正边角或背边角包括直线(线性)部分，所述直线部分以至少等于5°并且最多等于30°的角度相对于周向方向倾斜，倾斜的直线部分与花纹块的外侧面交会。

根据另一有利的备选形式，边缘排的边缘之间的横向花纹沟的宽度的变化使得，在崭新的胎面上，至少花纹块的正边角或背边角由从胎面的轴向边界测得非零的距离的位置起并且直至胎面的轴向边界处遵循曲线轨迹。

优选地，边缘排的花纹块之间的横向花纹沟的宽度从其对应位置起增大的所述距离至少等于10mm并且最多等于边缘花纹块的轴向长度的50％，该长度在所述花纹块的轴向最远点之间沿着轴向方向测得。所述距离相对于接触面的轴向最外侧点测得。

在本发明的另一有利的备选形式中，将上述设置中的任一项与边缘排的花纹块的面的底切角相结合以使得花纹块的接触面上的边角的总长度随着胎面磨损而增大是有利的。

为了实现随着胎面逐渐磨耗而边角长度显著增大，可以提出使至少一个侧面从崭新接触面起成双(加倍)地设置。

已经发现，本发明特别好地适合于具有大厚度且特别是超过38mm的厚度(厚度是指在行驶期间可以被磨耗的材料的最大高度)的胎面。

本发明的进一步的特征和优点将从参考附图、在下文中所给出的说明中显而易见，所述附图借助于非限制性实例显示了本发明主题的实施例的备选形式。

附图说明

图1是根据现有技术的胎面的边缘的一部分的平面图；

图2是根据本发明的第一实施例的胎面的边缘的一部分的平面图；

图3是图2中所示的备选形式的局部立体图；

图4是根据本发明的第二实施例的胎面的边缘的一部分的平面图；

图5是根据本发明的实施例的第四备选形式的边缘花纹块的局部立体图。

具体实施方式

在说明书附图中，相同的附图标记被用于描述本发明的备选形式，其中这些附图标记指代相似种类的元件，而不管所述相似种类是出自于结构性立场或者备选地来自于功能性立场。

图1是根据现有技术的胎面的边缘排的仅仅一部分的平面图。根据该现有技术，横向花纹沟1与周向花纹沟2限定多个花纹块3，所述多个花纹块3在胎面的边缘上形成边缘排4。该排的花纹块3、3′沿着周向方向间隔开。此处所描绘的花纹块3、3′各自分别具有横向长度Lt或者Lt’，这些长度沿着由线YY’指示的横向方向测得，并且所述花纹块3、3′具有沿着由线XX’指示的周向方向测得的相同的周向长度Lc。线XX’还体现为将胎面分成具有相等宽度W/2的两个胎面半部的中平面的线。

该图1中的直线D指示胎面的胎面表面的最大轴向边界。每个花纹块3、3′包括预定用于在行驶期间接触地面的各个接触面30、30′，该接触面30、30′由边角限定，所述边角由所述花纹块3、3′的接触面与侧面的相交部形成。每个花纹块包括正面和背面(这些正面和背面以距离Lc沿着周向方向相互分开)以及两个侧面(即，限定周向花纹沟2的内侧面和在轴向上位于胎面外侧的外侧面)。

花纹块的正面与同一排的相邻花纹块的背面限定既通向周向花纹沟2又通向胎面外侧的横向花纹沟1。

已经发现，在行驶期间，横向花纹沟1可能被诸如淤泥的物质填满，并且因为在所述区域再次变成接触区块时利用隆起元件咬入地面以便剪切地面不再是可能的，所以该物质的存在导致缺少牵引力。为了能够清理掉存在于这些横向花纹沟中的物质，如同图1中的备选形式所示，实践中已知的方法是减小成对(每两个)花纹块中的一个花纹块的横向长度。一些花纹块3具有在线D处终止的外侧面并且具有横向长度Lt，而其他花纹块3′具有比Lt短的横向长度Lt’。花纹块3′相对于线D在轴向上朝向内侧、也就是说朝向由线XX’体现的胎面的中平面终止。

由于该设置，导致能够清理掉在行驶期间夹陷在边缘排的每个横向花纹沟中的物质；然而，因为存在成对(每两个)崭新花纹块中的一个花纹块的正边角和背边角(也就是说横向定向的边角)的长度的减小，所以只能以抓地力为代价将其实现。

如在图2中所示的实施例的第一备选形式中所实施的本发明使得能够实现可能存储于横向花纹沟中的泥泞物质的良好清理，而同时恢复横向边角的较大长度。

对于该第一备选形式，土木工程车辆的轮胎的胎面的边缘排4的花纹块3全部具有相同的横向长度Lt并且由横向花纹沟1和周向花纹沟2限定。这些花纹沟全部具有相同的深度。

在该第一备选形式中，多个花纹块3各自包括接触面30和四个侧面并且具有平行六面体的形状。平行六面体形状的这些花纹块3具有由边角311和321限定的接触面30，这些边角沿着方向XX’定向。这些相同的花纹块具有正(前)边角、背(后)边角331、341，这些边角垂直于方向XX’。

截头(斜截)花纹块3′插入于平行六面体形状的两个花纹块3之间，其包括与接触面30′相交的六个侧面。在截头花纹块3′的侧面之中可发现限定周向花纹沟2的内侧面和与接触面相交而形成边角的外侧面，所述边角位于以与平行六面体形状的花纹块3的外侧面相同的距离W/2远离中平面XX′的位置。

截头花纹块3′具有沿着两个侧边角311′、321′与接触面30′相交的内侧面，所述两个侧边角311′、321′平行于周向方向(由线XX’指示的方向)。此外，每个截头花纹块3′包括正侧面和背侧面，所述正侧面和背侧面中的每一个分别沿着由两个部段331′、332′和341′、342′形成的边角与接触面30′相交。

这些边角的每个部段331′、332′(341′、342′，分别)与周向方向XX’形成不同且非零的角度。第一部段331′、341′在内侧面与接触面形成的边角311′处开始并与周向方向形成90度的角度，并且第二部段332′、342′分别延伸第一部段并与周向方向形成15度的角度。这些第二部段332′、342′在从线D测得距离Lt1的位置处开始，所述线D连接由外侧面与接触面形成的边角。

截头花纹块3′的几何结构允许其与平行六面体花纹块3限定的横向花纹沟1的横向花纹沟宽度A(沿着周向方向测得)在从限定所述花纹块的周向花纹沟2处开始的横向长度Lt2上恒定，并且在远至截头花纹块3′的轴向最外侧点(这些点位于图2中所示的直线D上)的长度Lt1上线性增大。

在此处所陈述的情况中，每个横向花纹沟的宽度的变化是线性的并且随着越来越接近直线D而增大。如果花纹块3、3′中的每一个的最大周向长度表示为Lc，则横向花纹沟的宽度的增大等于最大周向长度Lc的30％。

优选的是，Lt1和Lt之间的边角部分的倾斜角度取为至少等于5°并且最多等于30°的角度。

在行驶期间，胎面的边缘排的花纹块3′的正边角331′和背边角332′在至少等于其他花纹块3的正边角和背边角的长度上有助于周向抓地力。

由截头花纹块3′的外侧面与接触面的相交部所形成的边角321′具有周向长度，相比于由内侧面与同一接触面的相交部所形成的边角311′的周向长度，所述边角321′的周向长度被减小。

虽然图2仅显示了崭新时的胎面表面，但是不言而喻，即使当侧面以非零的底切角(此处将底切理解成是指一花纹块的正面和背面与该花纹块的接触面形成除90度以外的角度)形成时，横向花纹沟1的宽度的增大实质上也对所述花纹沟的整个深度具有影响。

优选的是，横向花纹沟的周向宽度在花纹沟的深度的至少50％上增大，以便维持在行驶期间可能拾取在所述花纹沟中的物质的有效清理。

图2中所示的胎面变型没有优选的行驶方向。

图3显示了图2中所示的备选形式的局部立体图。该图3显示了由花纹沟1分开的平行六面体形状的花纹块3和截头花纹块3′。每个截头花纹块3′具有正侧面33′和背侧面34′，所述正侧面33′和背侧面34′各由两个基本面(单元面)形成，所述两个基本面之间形成有角度(在该情况下为小于180度的角度)。侧背面34′由沿着边角35′相交的两个立面(小平面)314′和324′形成。

在该第一备选形式中，每个花纹块具有最大周向长度Lc，并且横向花纹沟宽度的最大增大(在线D上的轴向外端处测得)至少等于最大周向长度Lc的20％并且最多等于周向长度Lc的一半。

图4显示了根据本发明的第二实施例的胎面的边缘部分的平面图。该图4重新采用了图2中所示的边缘排4的花纹块3、3′的设置，并改变了所设置的截头花纹块3′的正面和背面的形式，以使得其与平行六面体花纹块3交替。在该备选形式中，正面和背面从周向花纹沟2开始并且在比总横向长度Lt短的横向长度Lt2上呈平面状，然后变成曲面，以使得横向花纹沟1的宽度增大。正面和背面的这些曲面(弯曲)部分在每个截头花纹块3′的横向最外侧点处切向地交会。直线D穿过边缘排的花纹块3、3′的轴向最外侧点。

在所述的所有实施例中，横向花纹沟宽度的变化已经通过选择性地改变成对(每两个)花纹块中的一个花纹块的几何结构来实现：通过对边缘排的全部花纹块做出类似改变来实现该花纹沟宽度的变化当然非常简单。

虽然根据本发明的胎面旨在作为预定用于行驶并因此具有行驶方向的轮胎的胎面，但是在本说明书中，为了方便起见，使用了术语花纹块的“正面、背面”。当然，对于所属技术领域的技术人员来说，很容易选择(如果胎面花纹确有优选的行驶方向)需要被改变以便实现可能夹陷在所述花纹沟中的物质的良好清理所需的花纹沟宽度的变化的面。

在并未描绘的实施例的备选形式中，花纹沟宽度的变化可在所述花纹沟的整个长度Lt上均匀地增大。

图5显示了根据本发明的实施例的第三备选形式的边缘排的截头花纹块3′的局部立体图。

在除了增大每个横向花纹沟的宽度之外允许抓地力随着磨损而提高的实施例的该第三备选形式中，当崭新时，截头花纹块3′的每个正面和背面从接触面起成双(加倍)地设置，以使得花纹块的接触面的边角的总长度随着胎面磨损加剧而非常显著地增大。在该图5中的可见部分中，与另一花纹块限定横向花纹沟的侧面被分成若干立面3241′、3242′、3243′，当崭新时，中间的立面3242′在形状上为具有位于接触面30′上的顶点的三角形。横向花纹沟的宽度在其上增大的花纹块的部分由两个立面3141′和3142′形成，当崭新时，所述立面3142′呈具有位于接触面30′上的顶点的三角形形状。

以在本文中所陈述的实施例的第一备选形式的形式呈现的本发明已经被应用在尺寸为800/80R 29的土木工程轮胎的胎面上。该胎面设有胎面花纹，所述胎面花纹包括由周向花纹沟与横向花纹沟限定的四个周向排花纹块、即两个边缘排和两个中间排。在该情况下，材料的可磨损厚度为38mm，其大约对应于花纹沟的深度。借助于本发明，在磨损速率性能整体上令人满意的情况下获得了牵引力和抓地力的显著提高。

虽然总括性地并借助于少量的备选形式描述了本发明，但是应当理解的是，本发明不仅限于所描述和描绘的这些备选形式。

Claims (7)

1.一种土木工程轮胎的胎面，由橡胶制成的所述胎面设有周向花纹沟(2)和横向花纹沟(1)，这些花纹沟具有深度和宽度并且限定多个隆起元件，所述多个隆起元件形成胎面表面并且特别地包括胎面的两个边缘排，所述两个边缘排中的每一个设有多个花纹块(3、3′)，所述多个花纹块(3、3′)在与使用条件下的接触宽度对应的最大轴向宽度上轴向地限界所述胎面，所述胎面的每个边缘排的花纹块(3、3′)成对地限定总体横向定向的花纹沟(1)，所述总体横向定向的花纹沟(1)既通向周向花纹沟(2)又通向所述胎面的外侧，所述边缘排的每个花纹块包括预定用于接触地面的接触面(30、30′)、两个侧面以及正面和背面，所述两个侧面为外侧面和内侧面，正面和背面沿着周向方向间隔开，正面和背面分别沿着正边角和背边角与所述接触面相交，每个边缘排的所述花纹块以其外侧面全部位于与赤道平面相距相同距离的位置处的方式形成，所述赤道平面将所述胎面分成具有相等宽度的两个胎面半部，所述胎面具有与所述边缘排的花纹块(3、3′)的外侧面之间的最大轴向距离对应的最大轴向宽度，所述胎面使得在所述胎面表面上测得的所述边缘排的花纹块(3、3′)之间的所述横向花纹沟(1)的宽度至少由从平行于所述赤道平面并且穿过所述胎面的边缘排的花纹块的外侧面的轴向最外侧点的平面测得非零的距离的位置处起逐渐增大，所述胎面的特征在于，在每个花纹块具有最大周向长度Lc的情况下，所述横向花纹沟(1)的宽度的最大增大至少等于所述最大周向长度Lc的20％并且最多等于所述最大周向长度Lc的50％。

2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述花纹沟的宽度的增大是线性的并且沿着所述边缘排(4)的外侧的方向增大。

3.根据权利要求2所述的胎面，其特征在于，在所述边缘排的成对花纹块中的至少一个花纹块上，至少所述正边角或所述背边角包括直线部分，所述直线部分以至少等于5°并且最多等于30°的角度相对于所述周向方向倾斜，倾斜的直线部分与所述花纹块的外侧面交会。

4.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述边缘排的边缘之间的横向花纹沟的宽度的变化使得，在崭新的胎面上，至少花纹块的前导边角或尾随边角由从所述胎面的轴向边界测得非零的距离的位置起并且直至所述胎面的轴向边界处遵循曲线轨迹。

5.根据权利要求4所述的胎面，其特征在于，所述边缘排的花纹块之间的横向花纹沟从其对应位置起增大的所述距离至少等于10mm并且最多等于边缘花纹块的轴向长度的50％，所述长度在轴向最远点之间沿着轴向方向测得。

6.根据权利要求1至5之一所述的胎面，其特征在于，所述边缘排的花纹块的接触面上的边角的总长度随着胎面磨损而增大。

7.根据权利要求1至6之一所述的胎面，其特征在于，胎面厚度至少等于38mm。