CN106457920A - 土木工程轮胎的带有窄切口的胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及运载非常重的负载的车辆轮胎的具有总宽度W的胎面(10)。所述胎面设有至少两个花纹沟(1、2、3、4)，所述至少两个花纹沟(1、2、3、4)具有总体周向的定向以及至少70mm且最多等于所使用材料的厚度的平均深度。所述周向花纹沟(1、2、3、4)将所述胎面分成中间区域(5)和在轴向上限定所述胎面的肩部区域，所述中间区域(5)具有为所述胎面的总宽度W的至少50％且最多80％的轴向宽度Wm。所述中间区域(5)包括通向所述周向花纹沟(1、2、3、4)的多个横向窄切口或倾斜窄切口(61、62、63)。所述横向窄切口或倾斜窄切口(61、62、63)在接触时至少部分地闭合并且具有为所述周向花纹沟的深度的至少75％的深度。所述横向窄切口或倾斜窄切口(61、62、63)限定多个材料元件，所述多个材料元件具有等于所述窄切口的平均深度H的高度以及等于两个横向窄切口或倾斜窄切口(61、62、63)之间的平均距离的周向长度B。所述胎面(10)使得，对于所有的在所述中间区域中由两个相继的窄切口限定的材料元件，比值H/B大于0.5并且最多等于2.5。

Description

土木工程轮胎的带有窄切口的胎面
技术领域
本发明涉及运载重型负载并且在诸如矿区的不平坦地面上行驶的车辆的轮胎的胎面。本发明更特别地涉及所述胎面的胎面花纹。
背景技术
为了确保在牵引中和制动下都能实现令人满意的抓地，需要使用切口和空腔的系统在胎面上形成稍微复杂的胎面花纹。这些切口和空腔在被称为胎面表面的表面上和所述胎面的厚度中形成胎面花纹，所述胎面表面预定用于接触地面。
特别地从专利文件FR 1452048中可知，已知的做法是形成宽切口(被称为“花纹沟”)和窄切口(被称为“刀槽花纹”)。所述刀槽花纹具有适合于使所述刀槽花纹能够在进入轮胎于其中接触道路的接触区块中时至少部分地再次闭合的宽度。因此，一旦相对的壁彼此接触，就能够从形成于切口与胎面表面的相交处的边角的存在中获益而同时维持足够的胎面刚度。
已经变得显而易见的是，需要提高胎面的磨损性能而同时促进轮胎的增强结构的扁平化。
定义：
在本文件中，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。
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点的平面。在胎面的情况下，该平面将所述胎面在宽度方向上分成具有相等宽度的两个半部。
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通常构成轮胎的整个环圈。花纹条包括接触面和两个侧壁，所述接触面形成胎面表面的一部分并且预定用于在行驶期间接触道路。
在本文件中，切口一般是指花纹沟或者刀槽花纹并且对应于由彼此面对且以一定距离(被称为“切口宽度”)彼此远离的材料壁所限定的空间。恰恰是该距离将刀槽花纹与花纹沟区分开；在刀槽花纹的情况下，该距离适合于允许限定所述刀槽花纹的相对的壁至少在所述刀槽花纹处于轮胎于其中接触道路的接触区块中时至少部分地接触。在花纹沟的情况下，该花纹沟的壁在正常行驶条件下不能彼此接触。
胎面具有可在行驶期间被磨损掉的最大材料厚度；一旦到达了该最大厚度，则所述轮胎可以被新的轮胎替换或者备选地重新铺设胎面，也就是说设置新的胎面。在本发明的轮胎的情况下，可磨损材料的体积对应于位于崭新时的胎面表面和平行于崭新时的胎面表面并且穿过在胎面中形成的切口的朝向内侧最远的点的虚拟表面之间的材料的量。
胎面花纹的空隙表面比等于由切口和空腔形成的空隙的表面面积和总表面面积(隆起元件的接触表面面积和空隙的表面面积)之间的比值。低空隙比表示隆起元件的大的接触表面面积和这些元件之间的空隙的小的表面面积。
崭新时的胎面花纹的空隙体积比等于在胎面中形成的空隙(特别地由切口、空腔形成)的体积和包括可磨损材料的体积与空隙的体积在内的所述胎面的总体积之间的比值。低空隙体积比表示与胎面的可磨损材料的体积相比小的空隙体积。同样，能够限定胎面的某个区域的体积比，该区域在轴向上限定。
轮胎的常规行驶条件或者使用条件是特别地由在欧洲使用的E.T.R.T.O标准或者根据所涉国的任何其他等同的标准所规定的那些条件；这些使用条件规定了对应于轮胎的负载承载能力的参考充气压力，所述轮胎的负载承载能力由其额定负载及其额定速度来表示。这些使用条件还可被称为名义条件或者常规条件。
现有技术特别地包括文件JP 2008 114738 A、JP 2004 262295 A、JP 2007191093 A，所述文件描述了运载非常重的负载的车辆的轮胎的胎面。这些文件从未描述或者提出单独由切口来限定的、与材料元件相关联的特定关系。
发明内容
本发明意在提出一种胎面，其用于运载非常重的负载(重型负载)并且在矿区中行驶在不平坦地面上的车辆的轮胎，所述不平坦地面对轮胎来说可能特别具有侵蚀性。根据本发明的胎面具有一种胎面花纹设计，所述胎面花纹设计允许提高磨损性能同时维持合适的抓地水平而不论胎面磨损程度如何。本发明更特别地适用于非常宽的胎面，即，宽度至少等于700毫米(mm)的胎面。此外，就负载而言，这些轮胎的使用状况具有很大反差：外出行程是满载状态，返回行程成为空载状态，而没有中间负载情况。在空载行驶阶段期间，后胎的负载大致是满载行驶阶段的负载的三分之一。在空载行驶阶段期间，几乎所有的负载都由胎面的中间区承载。
由于以上原因，本发明的一个主题是一种运载非常重的负载的车辆的轮胎的胎面，该胎面具有总宽度W和可磨损材料厚度，该胎面设有至少两个切口，所述至少两个切口总体周向定向并且具有至少等于70mm且最多等于可磨损材料厚度的深度，这些切口将所述胎面分成中间区域和在轴向上限定所述胎面的肩部区域。所述中间区域被限定为所述胎面的位于在轴向上与赤道中平面相距最远的两个周向切口之间的区域。该中间区域具有至少等于所述胎面的总宽度W的50％且最多等于所述胎面的总宽度W的80％的轴向宽度。
该胎面如下，即，所述中间区域包括通向所述周向切口的多个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹，这些刀槽花纹在进入接触区块中时至少部分地闭合并且具有至少等于所述周向切口的深度的75％的深度，这些刀槽花纹限定多个材料元件，所述多个材料元件具有等于所述刀槽花纹的平均深度H的高度以及等于两个刀槽花纹之间的平均距离的周向长度B。
该中间区使得，比值H/B大于0.5并且最多等于2.5。
更优选地，比值H/B至少等于1.0且最多等于2.0。
有利地，所述中间区域的空隙体积比Tc至少等于2％且最多等于12％。中间区的空隙体积比是指存在于根据本发明的崭新时的胎面的中间区中的空隙的总体积和该中间区的总体积之间的比值，所述中间区的总体积包括空隙的总体积。
优选地，所述中间区域的空隙体积比至少等于2％且最多等于6％。
在本发明的一有利的备选形式中，对于整个胎面来说(对于胎面，总体来说)，空隙体积比在2和12％之间(且更优选地，在2和6％之间)，而同时满足所述中间区域的空隙体积比至少等于2％且最多等于12％(且更优选地，在2和6％之间)。
有利地，所述刀槽花纹相对于周向方向的角度至少等于45°。
按照已知方式，在根据本发明的胎面中形成的刀槽花纹可以设有阻碍构件，所述阻碍构件对限定这些刀槽花纹的相对的壁的相对运动进行限制。当比值H/B增大时以及随着磨损当这些壁之间的摩擦系数因异物的存在而减小时，这些阻碍构件更加有益。为了限制因所述多个刀槽花纹的存在而导致的胎面刚度的降低，明智的是，确保所述刀槽花纹中的至少一些包括用于阻碍限定这些刀槽花纹的相对的壁的相对运动的构件。
在本发明的一有利的备选形式中，至少一个肩部区域、即在轴向上限定(限制)所述胎面的区域设有多个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹，所述多个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹在一侧通向限定该肩部区域的周向切口并且在另一侧通向胎面外侧，这些刀槽花纹在进入接触区块中时至少部分地闭合并且具有至少等于所述周向切口的深度的75％的深度。这些刀槽花纹限定多个材料元件，所述多个材料元件具有等于所述横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹的平均深度H*的高度以及等于两个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹之间的平均距离的周向长度B*。
该肩部区域使得，比值H*/B*大于0.5并且最多等于2.5。优选地，所述肩部区域使得，比值H*/B*至少等于1并且最多等于2。
根据本发明的一备选形式，提出在周向方向上存在交替的设有阻碍构件的刀槽花纹和未设有所述构件的刀槽花纹。如果未设有阻碍构件的两个刀槽花纹之间的长度被表示为B’，并且这两个刀槽花纹位于设有阻碍构件的一个刀槽花纹或者若干刀槽花纹的侧面，则明智的是，比值H/B’小于1或者更优选地小于0.7。
已知，轮胎的外部形状受轮胎的内部压力的影响。考虑到该机制，优选的是，轴向上最外面的切口被定位成使得，所述中间区域的宽度至少等于所述胎面的总宽度的70％且最多等于所述胎面的总宽度的80％。
在本发明的一有利的备选形式中，提出至少在所述中间区域中使用如专利申请FR14/50965和FR 14/50967(二者都于2014年2月7日在法国提交)中的一个或另一个中所描述的橡胶混合物。胎面花纹与低空隙比的上述结合使得能够实现将有益于磨损的高刚度水平与使用中的低发热水平两者结合的极好折衷。
本发明的进一步的特征和优点将从下文中通过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显示了本发明的主题的实施例。
附图说明
图1描绘了根据第一备选形式的胎面的胎面花纹的局部平面图；
图2是其截取线在图1中所示的平面图中标示出的平面II-II上的截面；
图3显示了根据本发明的第二备选形式的胎面花纹的局部视图；
图4显示了本发明的另一备选形式的横截面。
具体实施方式
为了使附图更易于研读，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具有相同结构或者实际上具有相同功能特性的元件。
所述附图用来支持说明书，然而其中并未要求按比例显示备选形式。
图1是在平面图中示出的根据本发明的轮胎的胎面10的第一备选形式的局部视图。
该胎面10预定用于装备尺寸为40.00R 57的子午线轮胎，所述子午线轮胎自身预定用于装配至运载非常重的负载的翻斗型车辆。
该胎面10具有等于997mm的总宽度W并且预定用于在行驶期间经由胎面表面100接触地面。
该胎面10包括其宽度在崭新时的轮胎的胎面表面上等于8mm并且其深度等于71mm的四个周向切口1、2、3、4。在每个切口的底部，所述宽度等于6mm(该高度在磨损极限处测得)。这些周向切口所具有的宽度使得，当其进入接触区块时限定所述切口的壁彼此接触。
这些周向切口1、2、3、4相对于在图1中由线XX’标示出的赤道中平面对称地布置并且在与该中平面的距离等于100mm和300mm(轴向上最外面的切口的情况)的位置处布置。
中间区域5被限定为由在轴向上彼此相距最远的两个周向切口1和4在轴向上限定的区域。在该特定情况下，该中间区域5的宽度Wm等于606mm。
该中间区域5包括各自由两个周向切口限定的三个周向行51、52、53。每个周向行51、52、53分别设有多个刀槽花纹61、62、63，这些刀槽花纹沿着垂直于周向方向并且因此平行于设有该胎面的轮胎的旋转轴线的方向的横向方向定向。每个横向刀槽花纹61、62、63在各个端部通向周向切口。此外，这些横向刀槽花纹从一行至另一行在周向方向上彼此偏置。
这些横向刀槽花纹与周向切口分别在每个周向行51、52、53内限定多个材料元件71、72、73，所述多个材料元件71、72、73的平均高度对应于所述刀槽花纹和切口的平均深度。
未设有刀槽花纹的、在周向上连续的花纹条在轴向上于所述中间区域的外侧形成。
胎面10在轴向上由肩部区域8限界，所述肩部区域8未设有任何横向的或者倾斜的刀槽花纹。
显示了在垂直于旋转轴线的平面上的截面(该截面在图1中由其线II-II标示出)中的局部视图的图2显示了在周向行53中形成的刀槽花纹63的分布。
这些刀槽花纹63具有以下尺寸特征：
-平均深度H等于70mm
-宽度在表面处等于8mm；宽度在底部处等于6mm。
这些刀槽花纹63与切口3和4一起限定多个材料元件73，所述多个材料元件73具有等于刀槽花纹的深度H(即，70mm)的高度以及在胎面表面100上等于130mm的周向长度B。其他横向刀槽花纹61、62具有相同的尺寸特征。既然如此，则胎面的可磨损材料的厚度等于71mm。
在对应于60吨的负载的常规条件下和等于6巴的充气压力下，发现所述刀槽花纹在进入轮胎于其中接触地面的接触区块中时部分地闭合；相对的壁之间的上述接触影响限定每个刀槽花纹的壁的表面面积的大约至少33％(也就是说，在至少33％的表面面积上存在接触)。
该备选形式中的刀槽花纹未设有任何用于阻碍限定每个刀槽花纹的壁之间的相对运动的构件；在一未示出的备选形式中，所述刀槽花纹可以按照已知方式设有所述阻碍构件(波状或者Z字形的壁的几何结构，存在被设计成彼此接合的多个空隙和隆起块)。
在上述条件下以及在两个刀槽花纹63之间，材料元件因此具有等于0.54(＝70/130)的比值H/B。在其他两个周向行51、52中存在该相同的比值H/B。
由于特别是利用该第一备选形式来描述的、根据本发明的设置，使得显然能够与胎面磨损程度无关地提高磨损方面的整体性同时维持合适的抓地水平。
图3显示了根据本发明的第二备选形式的胎面的局部视图。
根据该备选形式的轮胎与本发明的第一示例具有相同的尺寸，即，所述轮胎是尺寸为40.00R 57的轮胎。该轮胎设有具有等于997mm的总宽度W的胎面10。
该胎面包括四个周向切口1、2、3、4，所述四个周向切口1、2、3、4在表面上8mm宽、在胎面花纹的底部处6mm宽并且具有71mm的深度。
这些周向切口1、2、3、4相对于赤道中平面XX’对称地布置并且在与该平面的距离等于100mm和300mm的位置处布置。这些周向切口限定周向行，所述周向行中的两个形成肩部区域8。
由在轴向上分开最远的两个周向切口1、4在轴向上限定的中间区域5被限定。在该特定情况下，所述中间区域的宽度Wm等于606mm。
该中间区域5包括三个周向行51、52、53并且在每个周向行中包括相对于横向方向倾斜地定向的多个刀槽花纹，这些倾斜刀槽花纹的角度等于15°。
每个倾斜刀槽花纹在每一侧通向切口并且分别在每个周向行51、52、53上限定多个材料元件71、72、73。
中间区域5的这些倾斜刀槽花纹具有等于70mm的平均深度H并且在胎面表面处在具有非常小的宽度(等于或者接近于零)或者具有等于8mm的宽度之间交替。
所述刀槽花纹之间的平均距离B等于65mm。
既然如此，在中间部分上形成的材料元件的比值H/B等于1.08(＝70/65)。
此外，在轴向上位于中间区域5的外侧并且在轴向上限界胎面10的每个肩部区域8分别设有多个倾斜刀槽花纹64、65。这些倾斜刀槽花纹按照与中间区域的倾斜刀槽花纹相同的方式沿着与轴向方向成15度角的同一倾斜方向定向。所述肩部区域的每个倾斜刀槽花纹在一侧通向周向切口并且在另一侧通向胎面外侧。
在所述肩部区域上形成的倾斜刀槽花纹64、65具有以下尺寸特征：
-沿着宽度(横跨宽度)变化的平均深度H*，该深度的平均值等于45mm；
-接近于0mm的宽度(在该情况下，限定刀槽花纹的相对的壁在这些壁的表面的至少一部分上接触)；
-两个相继的刀槽花纹之间的周向距离B*等于68mm。
在两个肩部区域的刀槽花纹之间，每个材料元件具有等于0.66(＝45/68)的比值H*/B*。
在该第二备选形式中，中间区域5和肩部区域8两者都满足由本发明所提出的条件，即，高度与周向长度的比值在0.5和2.5之间。
本发明的另一备选形式(图4中示出了其横截面)提出在中间区域的周向花纹沟的周向方向上存在交替的设有阻碍构件的横向刀槽花纹8和未设有所述构件的横向刀槽花纹7。在所示示例中，未设有阻碍构件的两个刀槽花纹7位于设有所述构件(在该情况下，呈Z字形几何结构的形式)的两个刀槽花纹8的侧面。
如果未设有阻碍构件的两个刀槽花纹7之间的长度表示为B’，则明智的是，比值H/B’小于1或者甚至更优选地小于0.7，而比值H/B大于0.5且最多等于2.5。在这些比值中，参数H表示由刀槽花纹形成的材料元件的高度(该高度等于这些刀槽花纹的平均深度)。在所示方案中，比值H/B等于1.8，并且比值H/B’等于0.6。上述备选形式的优点在于在使用中的胎面的刚度和制造期间脱模的容易程度之间实现更好的折衷。
已经利用这些示例的支持来描述的本发明当然不限于这些示例，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 (13)

1.胎面(10)，其用于运载非常重的负载的车辆的轮胎，该胎面(10)具有总宽度W和可磨损材料厚度，该胎面(10)设有至少两个切口(1、2、3、4)，所述至少两个切口(1、2、3、4)总体周向定向并且具有至少等于70mm且最多等于所述可磨损材料厚度的平均深度，这些周向切口(1、2、3、4)将所述胎面分成中间区域(5)和在轴向上限定所述胎面的肩部区域，所述中间区域(5)被限定为所述胎面的位于在轴向上与赤道中平面相距最远的两个周向切口(1、4)之间的区域，该中间区域(5)具有至少等于所述胎面的总宽度W的50％且最多等于所述胎面的总宽度W的80％的轴向宽度Wm，该胎面(10)如下，即，所述中间区域(5)包括通向所述周向切口(1、2、3、4)的多个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(61、62、63)，这些横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(61、62、63)在进入接触区块中时至少部分地闭合并且具有至少等于所述周向切口的深度的75％的深度，这些横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(61、62、63)限定多个材料元件，所述多个材料元件具有等于所述刀槽花纹的平均深度H的高度以及等于两个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(61、62、63)之间的平均距离的周向长度B，该胎面(10)的特征在于，对于所有的在所述中间区域中由两个相继的刀槽花纹限定的材料元件，比值H/B大于0.5并且最多等于2.5。
2.根据权利要求1所述的胎面(10)，其特征在于，所述比值H/B至少等于1.0并且最多等于2.0。
3.根据权利要求1或2所述的胎面(10)，其特征在于，所述中间区域(5)的空隙体积比Tc至少等于2％并且最多等于12％。
4.根据权利要求3所述的胎面(10)，其特征在于，所述中间区域的空隙体积比Tc至少等于2％并且最多等于10％。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的胎面(10)，其特征在于，所述横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(61、62、63)相对于周向方向的角度至少等于45°。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的胎面(10)，其特征在于，所述横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(61、62、63)中的至少一些包括用于阻碍限定这些刀槽花纹的相对的壁的相对运动的构件。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的胎面(10)，其特征在于，至少一个肩部区域、即在轴向上限定所述胎面的区域设有多个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(64、65)，所述多个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(64、65)在一侧通向限定该肩部区域的周向切口并且在另一侧通向胎面外侧，这些横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(64、65)在进入接触区块中时至少部分地闭合并且具有至少等于所述周向切口的深度的75％的深度，并且这些横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(64、65)限定多个材料元件，所述多个材料元件具有等于所述肩部区域的横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(64、65)的平均深度H*的高度以及等于两个横向刀槽花纹或者倾斜刀槽花纹(64、65)之间的平均距离的周向长度B*，该肩部区域使得比值H*/B*大于0.5并且最多等于2.5。
8.根据权利要求7所述的胎面(10)，其特征在于，所述肩部区域使得所述比值H*/B*至少等于1并且最多等于2。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的胎面(10)，其特征在于，所述胎面(10)沿着周向方向包括交替的设有阻碍构件的刀槽花纹和未设有所述构件的刀槽花纹，未设有阻碍构件的两个刀槽花纹位于设有阻碍构件的一个刀槽花纹或者若干刀槽花纹的侧面。
10.根据权利要求9所述的胎面(10)，其特征在于，未设有阻碍构件的两个刀槽花纹之间的距离B’使得比值H/B’小于1。
11.根据权利要求10所述的胎面(10)，其特征在于，未设有阻碍构件的两个刀槽花纹之间的距离B’使得比值H/B’小于0.7。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的胎面(10)，其特征在于，整个胎面的空隙体积比在2和12％之间，并且所述胎面的中间区域的空隙体积比至少等于2％并且最多等于14％，并且更优选地在2％和10％之间。
13.包括根据权利要求1至12中的任一项所述的胎面(10)的轮胎，其特征在于，所述中间区域的宽度Wm至少等于所述胎面的总宽度W的70％并且最多等于所述胎面的总宽度W的80％。
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