CN108367624B

CN108367624B - 用于重型土木工程车辆的轮胎的胎面

Info

Publication number: CN108367624B
Application number: CN201680071268.1A
Authority: CN
Inventors: F·巴尔巴林; G·德马齐尔
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2036-12-06
Also published as: US11548320B2; EP3386774A1; BR112018011489B1; BR112018011489A2; CN108367624A; JP2018535888A; EP3386774B1; FR3044597A1; US20180354310A1; WO2017098132A1

Abstract

本发明涉及用于重型土木工程车辆的轮胎(1)，更具体地涉及该轮胎的胎面(2)，并旨在改进其牵引力，同时提供磨损和热耐久性方面的令人满意的折衷。胎面(2)包括分布为在轮胎的周向方向(XX’)上的周向沟槽(3)以及在轮胎的轴向方向(YY’)上的横向刀槽(4)和横向沟槽(5)的切口(3、4、5)，切口(3、4、5)限定浮凸的元件(6)，每个切口(3、4、5)由两个相对的面限定，每个面沿着边缘(311、321；411、421；511、521)与行驶表面(21)相交。根据本发明，胎面(2)具有纵向边缘比TA_X和横向边缘比TA_Y，所述纵向边缘比TA_X等于比例L_X/S，比例L_X/S为包含在具有表面积S的行驶表面的基础部分中的有效边缘长度在周向方向(XX’)上的投影的和L_X与表面积S之间的比例，所述横向边缘比TA_Y等于比例L_Y/S，比例L_Y/S为包含在具有表面积S的行驶表面的基础部分中的有效边缘长度在轴向方向(YY’)上的投影的和L_Y与表面积S之间的比例，纵向边缘比TA_X至少等于4m^‑1，横向边缘比TA_Y至少等于6m^‑1。

Description

用于重型土木工程车辆的轮胎的胎面

技术领域

本发明的主体是用于土木工程类型重型车辆的轮胎，所述土木工程类型重型车辆旨在运载重型负载并行驶在不平整地面上，如矿场的地面。本发明更具体地涉及这种轮胎的胎面。

背景技术

在本文献中：

-径向方向意指垂直于轮胎的旋转轴线的方向，对应于胎面的厚度方向。

-轴向方向或横向方向意指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

-周向方向或纵向方向意指与轮胎的圆周相切，并垂直于轴向方向和径向方向两者的方向。

-赤道面为垂直于轮胎的旋转轴线并将胎面横向分为两个等宽度的一半的平面。

胎面为轮胎的部件，其包括至少一种弹性体材料，并旨在通过胎面表面与地面接触并被磨损。

为了确保纵向抓地力、牵引力和制动、以及横向抓地力方面的令人满意的性能，必须在胎面内形成分离浮凸的元件的切口的有些复杂的系统，其被称为胎面花纹。

在本文献中，切口通常表示或者为沟槽或刀槽，并对应于由相互面对且相互隔一段距离的材料的壁限定的空间，所述距离被称为“切口的宽度”。恰恰是这一区别区分了刀槽和沟槽。在刀槽的情况中，当轮胎经受额定推荐负载和压力条件时，此距离适于允许限定所述刀槽的相对的壁至少在胎面与地面接触的接触斑块中至少部分地相互接触。在沟槽的情况中，在额定行驶条件下此沟槽的壁不能相互接触。

通过定义，在轮胎的整个圆周上在圆周方向上延伸的在胎面中形成的浮凸的元件被称为肋条。肋条包括两个侧壁和接触面，接触面为胎面表面旨在在行驶过程中与地面接触的部分。肋条通过两个周向切口或周向沟槽限定，除非所述肋条是胎面的轴向外部部分，在此情况下，其通过周向沟槽仅在一侧上限定。

因此，胎面通常包括在周向(或纵向)沟槽、横向(或轴向)沟槽以及横向(或轴向)刀槽中分布的切口。周向沟槽的含义是沟槽的平均轮廓与周向方向形成至多等于45°的角度：该沟槽的平均轮廓具有周向整体方向，这意味着该沟槽的平均倾角相比于轴向方向更接近于周向方向。横向沟槽或刀槽的含义是其平均轮廓与周向方向形成至少等于45°的角度的切口：该切口的平均轮廓具有轴向整体方向，这意味着该切口的平均倾角相比于周向方向更接近于轴向方向。因此，横向切口可以为严格的横向，这意味着其平均轮廓与周向方向形成等于90°的角度，或横向切口可以为基本倾斜的，这意味着其平均轮廓与周向方向形成严格小于90°的角度。

胎面通常的几何特征在于轴向宽度W_T和径向厚度H_T。轴向宽度W_T定义为新轮胎的胎面与平滑地面的接触表面的轴向宽度，所述轮胎经受例如通过E.T.R.T.O(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准推荐的压力和负载条件。通常，径向厚度H_T定义为在切口中测量的最大径向深度，通常在周向沟槽中。在用于土木工程型重型车辆的轮胎的情况中，作为示例，轴向宽度W_T至少等于600mm，径向厚度H_T至少等于70mm。

通常，胎面包括至少两个周向沟槽，其分别沿轴向位于赤道面的两侧。每个周向沟槽在两个基本周向的面之间轴向延伸，并从胎面表面径向向内部延伸直至底面，并围绕轮胎的整个圆周周向延伸。每个周向沟槽相对于赤道面以轴向距离L轴向设置，并具有径向深度H，其为在胎面表面和底面之间测量的在轮胎的整个外周上的平均值，径向深度H至少等于径向厚度H_T的70％，且至多等于径向厚度H_T。每个周向沟槽还具有轴向宽度W，在径向深度H上在周向沟槽的两个基本周向的面之间测量的距离的平均值。

胎面可以分成具有至少等于50％且至多等于80％的总宽度W_T的轴向宽度W_C的中间部分(通常不一定由两个轴向最外周向沟槽轴向限定)和两个侧部，该两个侧部分别位于中间部分的两侧，并且每一个具有至少等于10％且至多等于25％的总宽度W_T的轴向宽度W_s。具体地，中间部分和侧部经受明显不同的机械负载，这可能需要在不同部分之间采用不同的设计选择，特别是考虑到在使用中由于车辆是否满载或空载而施用至轮胎的负载的极大变化的事实。

对于土木工程型重型车辆的轮胎，例如旨在运输从石矿场或露天矿开采的物料的倾卸车的轮胎，在压力、负载和速度方面的常规运行条件是特别严峻的。举例而言，在开采诸如矿石或煤炭的物料的工地上，倾卸车类型的车辆的使用按简化的形式包括满载输出周期和空载返回周期。在满载输出周期中，满载车辆将开采的物料从矿场底部或矿坑底部的装载区域运输至卸载区域，主要为上坡，因此要求轮胎具有良好的牵引中的抓地力。在空载返回周期，空车向矿场底部的装载区域返回，主要为下坡，因此要求在制动下良好的轮胎抓地力。通常倾斜道路也通常是弯曲的，这要求轮胎具有良好的横向抓地力。此外，车辆行驶的道路由通常获得自矿场的物料组成，例如压实的碎石，其被规则地抑制从而确保在车辆经过道路时道路的磨损层的整体性，所述压实的碎石通常覆盖有泥和水：因此要求泥和水的这种混合物被胎面去除从而确保在泥泞地面上令人满意的抓地力。

已知的是轮胎的抓地力特别地取决于胎面中的切口的数量，更具体地，取决于在胎面与地面接触的接触斑块中这些切口的有效边角的累计长度。任何切口包括两个边缘角，边缘角为切口的面与胎面表面的交叉。有效边缘角的含义是相对于地面具有显著压痕效应的边缘角。举例而言，对于横向切口，相对于纵向抓地力，仅有一个边缘角是真实有效的：被称为前缘边缘角的边缘角首先进入接触斑块，并在牵引中的纵向抓地力方面有效，被称为后缘边缘角的边缘角最后进入接触斑块，并针对在制动下的纵向抓地力有效。因此，取决于胎面的负载类型，例如在驱动或制动扭矩的效果下，纵向的一半的边缘角是有效的，或者横向的一半的边缘角是有效的。因此，有效边缘角的累计长度等于全部边缘角的累计长度的一半，或等于切口的中轴线的累计长度。

因此，存在通常使用的两种类型的胎面特征：整体体积空隙比TE_G，纵向体积空隙比TE_X和横向体积空隙比TE_Y，以及纵向边缘角比TA_X和横向边缘角比TA_Y。

通过定义，胎面的整体体积空隙比TE_G等于切口的总体积V_D和由这些切口限定的浮凸的元件的总体积V_R加切口的总体积V_D的和之间的比例，切口的总体积V_D在无约束轮胎上测得，即在没有安装且没有充气时的轮胎上测量。V_D+V_R的和对应于径向包含在胎面表面和底表面(其从胎面表面以等于胎面的径向厚度H_T的径向距离径向向内平移)之间的体积。此整体体积空隙比TE_G(以％表示)决定了可用的可磨损橡胶的体积方面的磨损性能，并通过各自的横向和纵向边缘角的存在和能够存储或去除水或泥的切口的存在来决定纵向和横向抓地力性能。

整体体积空隙比TE_G可以分解为纵向体积空隙比TE_X和横向体积空隙比TE_Y的和。纵向体积空隙比TE_X等于周向沟槽型的纵向切口的总体积V_DX和切口的总体积V_D加上由这些切口限定的浮凸的元件的总体积V_R的和之间比例：其决定磨损方面的性能，热性能和横向抓地力方面的性能。横向体积空隙比TE_Y等于刀槽和沟槽型的横向切口的总体积V_DY和切口的总体积V_D加上由这些切口限定的浮凸的元件的总体积V_R的和之间的比例：其决定磨损方面的性能，热性能和纵向抓地力方面的性能。

还可以确定部分胎面的体积空隙比从而评估由该部分贡献的磨损方面和抓地力方面的性能。因此，对于胎面的中间部分，可以限定中间体积空隙比TE_C，其等于中间部分中的切口的总体积V_DC和中间部分中的切口的总体积V_DC加上由这些切口限定的中间部分的浮凸的元件的总体积V_RC的和之间的比例。V_DC+V_RC的和对应于径向包含在胎面表面和底表面(其从胎面表面以等于胎面的径向厚度H_T的径向距离径向向内平移)之间的中间部分的体积。类似地，对于每个侧部，可以限定侧部体积空隙比TE_S，其等于侧部中的切口的总体积V_DS和侧部中的切口的总体积V_DS加上由这些切口限定的侧部的浮凸的元件的总体积V_RS的和之间的比例。V_DS+V_RS的和对应于径向包含在胎面表面和底表面(其从胎面表面以等于胎面的径向厚度H_T的径向距离径向向内平移)之间的侧部的体积。应注意，考虑限定中间部分和侧部的周向沟槽的体积，将其一半计入中间体积空隙比TE_C，一半计入侧部体积空隙比TE_S。

关于边缘角比，纵向边缘角比TA_X是包含在表面积S的未切割基础胎面表面部分中的有效边缘角长度在周向方向XX’上的投影的和L_X与表面积S之间的比例L_X/S。纵向边缘角比TA_X不考虑胎面的轴向端部的边缘角。基础胎面表面部分通常对应于在构成胎面表面的周向方向上重复的基础花纹。纵向边缘角比TA_X(以m^-1表示)决定横向抓地力，纵向边缘角比TA_X越高则横向抓地力越好。类似地，横向边缘角比TA_Y是包含在表面积S的胎面表面部分中的有效边缘角长度在轴向方向YY’上的投影的和L_Y与表面积S之间的比例L_Y/S，横向边缘角比TA_Y(以m^-1表示)决定制动和牵引中的纵向抓地力，横向边缘角比TA_Y越高则制动和牵引中的纵向抓地力越好。

发明内容

发明人设定了这样的目标：设计用于土木工程型重型车辆的轮胎的胎面，其可以改进牵引和制动两方面的纵向抓地力，在可能覆盖有水和泥的道路上使用时的横向抓地力，同时确保磨损性能和热耐久性方面的性能之间的令人满意的折衷。

此目标已经通过用于土木工程型重型车辆的轮胎实现，其包括胎面，所述胎面旨在通过胎面表面与地面接触：

-所述胎面具有轴向宽度W_T和至少等于70mm的径向厚度H_T，

-所述胎面包括分布在轮胎的周向方向中的周向沟槽以及在轮胎的轴向方向中的横向刀槽和横向沟槽中的切口，

-所述切口限定浮凸的元件，

-每个切口由相互面对的两个面限定，每个面与胎面表面沿着边缘角相交，

-所述胎面具有纵向边缘角比TA_X和横向边缘角比TA_Y，

-纵向边缘角比TA_X等于包含在表面积S的基础胎面表面部分中的有效边缘角长度在周向方向上的投影的和L_X与表面积S之间的比例L_X/S，

-横向边缘角比TA_Y等于包含在表面积S的基础胎面表面部分中的有效边缘角长度在轴向方向上的投影的和L_Y与表面积S之间的比例L_Y/S，

-纵向边缘角比TA_X至少等于4m^-1，横向边缘角比TA_Y至少等于6m^-1。

换言之，根据本发明，1m²的胎面表面部分包括累积4m的周向方向上的有效边缘角长度，和累积6m的轴向方向上的有效边缘角长度。这种分别将纵向TA_X和横向TA_Y的边缘角比组合确保了在湿地面或覆盖有液体泥浆或冰雪混合物的地面上的良好的横向和纵向抓地力。

有利地，横向边缘角比TA_Y至少等于8m^-1，优选地至少等于10m^-1。

更有利地，纵向边缘角比TA_X和横向边缘角比TA_Y的和至少等于12m^-1，优选地至少等于14m^-1。

有利地，整体体积空隙比TE_G至少等于8％且至多等于17％，优选地至多等于15％，纵向体积空隙比TE_X至少等于0.25倍的整体体积空隙比TE_G且至多等于0.50倍的整体体积空隙比TE_G，横向体积空隙比TE_Y至少等于0.50倍的整体体积空隙比TE_G且至多等于0.75倍的整体体积空隙比TE_G。

整体体积空隙比TE_G需要具有最小值从而确保最小边缘角的存在和针对抓地力的空隙的存在，并需要具有最大值从而确保充足的横向和纵向胎面刚度用于将横向和纵向负载传递至地面并用于确保可磨损材料的充足的体积。发明人还显示出整体体积空隙比TE_G需要有利地分解为周向方向XX’上的纵向体积空隙比TE_X和轴向方向YY’上的横向体积空隙比TE_Y，纵向体积空隙比TE_X占整体体积空隙比TE_G的四分之一至二分之一之间，横向体积空隙比TE_Y占整体体积空隙比TE_G的二分之一至四分之三之间。

所述胎面包括具有至少等于50％的总体宽度W_T且至多等于80％的总体宽度W_T的轴向宽度W_C的中间部分以及分别轴向地设置在所述中间部分两侧的两个侧部，每个侧部具有至少等于10％的总体宽度W_T且至多等于25％的总体宽度W_T的轴向宽度W_S。中间部分和每个侧部分别具有中间体积空隙比TE_C和侧部体积空隙比TE_S。中间体积空隙比TE_C等于中间部分中的切口的总体积V_DC和中间部分中的切口的总体积V_DC加上由这些切口限定的中间部分的浮凸的元件的总体积V_RC的和之间的比例。侧部体积空隙比TE_s等于侧部中的切口的总体积V_DS和侧部中的切口的总体积V_DS加上由这些切口限定的侧部的浮凸的元件的总体积V_RS的和之间的比例。应注意，考虑限定中间部分和侧部的周向沟槽的体积，将其一半计入中间体积空隙比TE_C，一半计入侧部体积空隙比TE_S。更有利地，中间体积空隙比TE_C至少等于8％且至多等于13％，侧部体积空隙比TE_S至少等于19％且至多等于25％。

这些特征特别地描述了在侧部中切口的体积比中间部分的切口的体积高。这使其可以通过侧部促进泥的去除，由此促进在泥泞地面上的抓地力。这还确保了最大量的材料存在于中心，这有利于耐磨性。

根据第一个优选的实施方案，胎面包括至少两个周向沟槽，其分别轴向地设置在穿过胎面中间并垂直于轮胎的旋转轴线的赤道面的两侧，每个周向沟槽在两个基本周向的面之间轴向延伸，并从胎面表面径向向内延伸直至底面，并围绕轮胎的整个圆周周向地延伸，每个周向沟槽相对于赤道面以轴向距离L轴向设置，并具有在两个基本周向的面之间测得的轴向宽度W和在胎面表面和底面之间测得的径向深度H，径向深度H至少等于70％的径向厚度H_T且至多等于径向厚度H_T，每个周向沟槽具有轴向宽度W和径向深度H，使得比例W/H至少等于0.06，两个相邻的周向沟槽之间的轴向距离C至少等于12％的胎面的轴向宽度W_T，且至多等于21％的胎面的轴向宽度W_T，轴向最外周向沟槽的每一个相对于赤道面以至少等于25％的胎面的轴向宽度W_T的轴向距离L_E轴向地设置。

第一个特征，即每个周向沟槽具有轴向宽度W和径向深度H使得比例W/H至少等于0.06，描述了每个周向沟槽必须足够宽以具有与周向沟槽竖直对齐的胎冠部分的显著的冷却作用。轴向宽度W是在周向沟槽的径向深度H上计算的周向沟槽的基本周向面之间的距离的平均值。径向深度H是在轮胎的整个圆周上计算的周向沟槽的底面和胎面表面之间的距离的平均值。因此，热点以上的材料的体积最小化，沟槽的体积确保有效通风以及轮胎胎冠和外部空气之间的更好的热传递。

第二个特征，即两个相邻周向沟槽之间的轴向距离C至少等于胎面的轴向宽度W_T的12％且至多等于胎面的轴向宽度W_T的21％，意指存在充足数量的周向沟槽以确保胎冠的冷却的需求，但是，为了不损害可磨损材料的体积，该数量不能过高。两个相邻周向沟槽之间的轴向距离C也被称为周向沟槽的轴向间隔，其在周向沟槽的各自的平均表面之间测得。

最后，第三个特征，即轴向最外周向沟槽的每一个相对于赤道面以至少等于25％的胎面的轴向宽度W_T的轴向距离L_E轴向地设置，这意味着周向最外周向沟槽轴向地设置成与工作层的端部基本对齐。这是因为这些区域是特别敏感的热点，从所述热点易于引发可能造成胎冠的机械故障的裂缝。

总之，该第一优选的实施方案的原则是具有充足数量的周向沟槽，所述周向沟槽足够宽并轴向地设置成与胎冠的热点竖直对齐，所述胎冠可以在这些热点降低温度。

有利地，在此第一实施方案中，比例W/H至多等于0.15。此比例W/H的最大值确保充足体积的可磨损材料。此外，其还允许周向沟槽在进入接触斑块时关闭，由此确保胎面足够紧实并坚硬以吸收施加至轮胎的横向负载。

还有利地，在此第一实施方案中，轴向距离L_E至少等于30％的胎面的轴向宽度W_T，优选至少等于35％的胎面的轴向宽度W_T。此最小距离确保轴向最外周向沟槽轴向设置成与工作层的端部对齐，所述工作层的端部是轮胎胎冠的热点。

还有利地，在此第一实施方案中，轴向距离L_E至多等于40％的胎面的轴向宽度W_T。此最大距离确保侧胎面部分将足够的宽，并由此足以抵挡撕裂。

最后，在此第一实施方案中，两个相邻周向沟槽之间的轴向距离C有利地至少等于径向厚度H_T的150％且至多等于径向厚度H_T的200％。该特征描述了周向沟槽的数量还取决于所述周向沟槽的深度。因此，沟槽的数量需要足够高从而确保冷却，但是为了使两个相邻周向沟槽限定的浮凸的元件具有充足的刚度，沟槽的数量不能过高。

根据本发明的实施方案的一个有利的替代形式，胎面有利地包括至少四个周向沟槽，优选地具有至少五个周向沟槽。此周向沟槽的最小数量提供了有效冷却和充足体积的可磨损材料之间的令人满意的折衷。

根据本发明的实施方案的另一有利的替代形式，胎面更有利地还包括至多八个周向沟槽。八个周向沟槽以上，胎面包含太多的切口，因此机械性上较弱，并在可磨损材料的体积方面不足。

根据第二个优选的实施方案，胎面包括具有至少等于50％的轴向宽度W_T且至多等于80％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_C的中间部分以及分别轴向地设置在中间部分的两侧的两个侧部，每个侧部具有至少等于10％的轴向宽度W_T且至多等于25％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_S，所述胎面使得中间部分包括打开进入周向沟槽的横向刀槽，这些横向刀槽具有至少等于70％的径向厚度H_T的径向深度H1，并限定高度等于所述横向刀槽的径向深度H1以及周向长度B1等于两个相邻横向刀槽之间的平均距离的浮凸的元件，对于所述由中间部分的两个相邻的横向刀槽限定的浮凸的元件，比例H1/B1至少等于0.5且至多等于2.5。

通常，中间部分具有至少等于50％的轴向宽度W_T且至多等于80％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_C，尽管不是必须的，中间部分通常由两个轴向最外周向沟槽轴向限定。因此，所述中间部分的周向肋条在轮胎的整个圆周开槽。两个相邻的刀槽限定浮凸的元件，所述浮凸的元件具有径向高度H1和周向长度B1，径向高度H1对应于刀槽的径向深度H1，周向长度B1对应于两个相邻刀槽之间的周向距离或周向间隔。

胎面的中间部分中的这些刀槽的位置通过如下事实证明：安装轮胎的车辆空载行驶时此中间部分承受几乎全部的施加在轮胎上的负载。因此，中间部分的开槽原则使其可以减少轮胎磨损，特别是在车辆空载行驶阶段中。此外，这些横向刀槽的边缘角，即刀槽的面和胎面表面之间的交叉，有助于在牵引和制动两个方面更好的轮胎的纵向抓地力。

根据第三个优选的实施方案，胎面包括具有至少等于50％的轴向宽度W_T且至多等于80％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_C的中间部分以及分别轴向地设置在中间部分的两侧的两个侧部，每个侧部具有至少等于10％的轴向宽度W_T且至多等于25％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_S，所述胎面使得至少侧部包括横向刀槽和横向沟槽型的横向切口，所述横向切口在一侧打开至周向沟槽，并在另一侧打开至胎面的轴向端部，这些横向切口具有至少等于70％的径向厚度H_T的径向深度H2，并限定高度等于所述横向切口的径向深度H2且周向长度B2等于两个相邻横向切口之间的平均距离的浮凸的元件，对于所有由至少一个侧部的两个相邻横向切口限定的浮凸的元件，比例H2/B2至少等于0.5且至多等于2.5。

在此第三优选的实施方案中，原则(即横向切口具有包含在给定范围内的间隔)应用至至少一个侧部，通常应用至胎面的两个侧部，所述两个侧部分别轴向地设置在中间部分的两侧。每个侧部具有至少等于10％的轴向宽度W_T且至多等于25％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_S，此轴向宽度W_S不必须对于每个侧部都相同。实际上，侧部与中间部分有助于在车辆负载运行时承载负载。由于横向刀槽型的横向切口，此替代形式由此使其在车辆负载运行的阶段中可以减少胎面的侧部的磨损。此外，这些横向刀槽的边缘角，即刀槽的面和胎面表面之间的交叉，有助于在牵引和制动两个方面更好的轮胎的纵向抓地力。由于横向沟槽型的横向切口，此替代形式由此使其在车辆负载运行的阶段中可以减少胎面的侧部的温度，并由此改进胎冠的热耐久性。

根据第三优选的实施方案的替代形式，至少一个侧部包括交替的横向刀槽和横向沟槽，使得任何浮凸的元件由相邻的横向刀槽和横向沟槽限定。优选地，每个侧部包括交替的横向刀槽和横向沟槽。

附图说明

本发明的特征通过未按比例绘制的示意图1A、1B、1C、2A、2B、3A、3B、3C、4A、4B和4C说明。

-图1A：根据本发明的轮胎的胎面的俯视图；

-图1B：根据本发明的轮胎的胎面在子午线平面AA上的子午线截面图。

-图1C：根据本发明的轮胎的胎面在周向平面BB上的周向截面图。

-图2A：根据周向沟槽的优选的实施方案的轮胎的胎面的平面图；

-图2B：根据周向沟槽的一个优选的实施方案的轮胎的胎面在子午线平面YZ上的子午线截面图；

-图3A：根据横向切口的优选的实施方案的轮胎的胎面的平面图；

-图3B：根据横向切口的一个优选的实施方案的轮胎的胎面的中间部分在周向平面AA上的周向截面图；

-图3C：根据横向切口的一个优选的实施方案的轮胎的胎面的侧部在周向平面BB上的周向截面图；

-图4A：根据本发明的胎面的各自的纵向TA_X和横向TA_Y边缘角比的范围；

-图4B：根据本发明的胎面的各自的纵向TE_X和横向TE_Y体积空隙比的范围；

-图4C：根据本发明的胎面的各自的中间TE_C和侧部TE_S体积空隙比的范围。

具体实施方式

图1A是根据本发明的轮胎1的胎面2的平面图。胎面2旨在通过胎面表面21与地面接触，其具有轴向宽度W_T和至少等于70mm的径向厚度H_T(未示出)。胎面2包括分布的切口(3、4、5)，在所示情况中，在轮胎的周向方向XX’上的5个周向沟槽3，以及在轮胎的轴向方向YY’上的横向刀槽4和横向沟槽5。切口(3、4、5)限定浮凸的元件6。胎面2具有纵向边缘角比TA_X和横向边缘角比TA_Y，所述纵向边缘角比TA_X等于比例L_X/S，比例L_X/S为包含在表面积S的基础胎面表面部分中的有效边缘角长度在周向方向XX’上的投影的和L_X和表面积S之间的比例，所述横向边缘角比TA_Y等于比例L_Y/S，比例L_Y/S为包含在表面积S的基础胎面表面部分中的有效边缘角长度在轴向方向YY’上的投影的和L_Y和表面积S之间的比例。通常认为对于包括两个边缘角的给定的切口，在设想的应力负载下仅有一个边缘角是有效的。因此，当确定投影到周向方向XX’或轴向方向YY’上的有效边缘角长度的和时考虑一半数量的边缘角。根据本发明，纵向边缘角比TA_X至少等于4m^-1，横向边缘角比TA_Y至少等于6m^-1。

图1B为根据本发明的具有轴向宽度W_T和径向厚度H_T的轮胎1的胎面2在子午线平面AA上的子午线截面图。其特别地显示周向沟槽型切口3的子午线轮廓。每个周向沟槽3由相互面对的两个面(31、32)限定。每个面(31、32)沿着边缘角(311、321)与胎面表面(21)相交。

图1C为根据本发明的轮胎1的胎面2在周向平面BB上的周向截面图。其特别地显示横向刀槽型横向切口4和横向沟槽型横向切口5的周向轮廓的周向截面。每个横向刀槽4由相互面对的两个面(41、42)限定，每个面(41、42)沿着边缘角(411、421)与胎面表面(21)相交。在显示的情况中，横向刀槽4在径向方向ZZ’上具有波形复杂轮廓，这促使刀槽在胎面进入接触斑块时关闭，具有自锁定效果。每个横向沟槽5由相互面对的两个面(51、52)限定，每个面(51、52)沿着边缘角(511、521)与胎面表面(21)相交。在显示的情况中，横向沟槽5在径向方向ZZ’上具有直线轮廓，其宽度确保沟槽5在胎面进入接触斑块时不关闭，即其面(511、521)将不相互接触。

图2A为根据周向沟槽的优选的实施方案的轮胎1的胎面2的平面图。胎面2旨在通过胎面表面21与地面接触，其具有轴向宽度W_T和至少等于70mm的径向厚度H_T(未示出)。在显示的情况中，胎面2包括轴向地设置在穿过胎面的中间并垂直于轮胎的旋转轴线YY’的赤道面XZ的两侧的5个周向沟槽3。每个周向沟槽3相对于赤道面XZ以轴向距离L轴向地设置，并具有沿着轴线YY’的轴向宽度W和沿着轴线ZZ’的径向深度H(未示出)，径向深度H至少等于径向厚度H_T的70％，并至多等于径向厚度H_T。根据本发明的此第一实施方案，每个周向沟槽3具有轴向宽度W和径向深度H，使得比例W/H至少等于0.06，在两个相邻的周向沟槽3之间的轴向距离C至少等于胎面的轴向宽度W_T的12％且至多等于胎面的轴向宽度W_T的21％，轴向最外周向沟槽3的每一个相对于赤道面XZ以至少等于胎面的轴向宽度W_T的25％的轴向距离L_E轴向地设置。

图2B为根据周向沟槽的一个优选的实施方案的轮胎1的胎面2在子午线平面YZ上的子午线截面图。此图2B特别地显示子午线截面中的周向沟槽3，即在所示情况中的5个周向沟槽。总体而言，周向沟槽3在两个基本周向的面(31、32)之间轴向延伸，并从胎面表面21沿径向向内部延伸直至底面33，并围绕轮胎的整个圆周周向延伸。周向沟槽3相对于赤道面以轴向距离L轴向地设置，并具有在两个基本周向面(31、32)之间测得的轴向宽度W和在胎面表面21和底面33之间测得的径向深度H。周向沟槽3的径向深度H至少等于70％的径向厚度H_T且至多等于100％的径向厚度H_T。胎面2的径向厚度H_T定义为在切口中测得的最大径向深度，亦即，在此情况中，在轴向最外周向沟槽3的胎面表面21和底面33之间，轴向最外周向沟槽3为本情况中最深的切口。径向厚度H_T至少等于70mm。

图3A显示根据横向切口的优选的实施方案的轮胎的胎面的平面图，在该实施方案中，胎面2包括中间部分22和两个侧部(23、24)，中间部分22具有至少等于50％的轴向宽度W_T且至多等于80％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_C，中间部分22由两个轴向最外周向沟槽3轴向地限定，两个侧部(23、24)分别轴向地设置在中间部分22的两侧，并具有至少等于10％的轴向宽度W_T且至多等于25％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_S。胎面2使得中间部分22包括打开进入周向沟槽3的横向刀槽4。如图3B中所示，在周向截面CC中，中间部分22的这些横向刀槽4具有至少等于70％的径向厚度H_T的径向深度H1，并限定高度等于所述横向刀槽的径向深度H1且周向长度B1等于两个相邻横向刀槽4之间的平均距离的浮凸的元件6。对于所有由中间部分22的两个相邻横向刀槽4限定的浮凸的元件6，比例H1/B1至少等于0.5且至多等于2.5。

在图3A中所示的实施方案中，胎面2使得每个侧部(23、24)包括在一侧打开进入周向沟槽3并在另一侧打开进入胎面2的轴向端部的交替的横向刀槽4和横向沟槽5。如图3C中所示，在周向截面BB中，相邻的横向刀槽4和横向沟槽5两者具有至少等于70％的径向厚度H_T的径向深度H2，并限定浮凸的元件6，浮凸的元件6的高度等于所述横向刀槽和沟槽(4、5)的径向深度H2，浮凸的元件6的周向长度B2等于相邻的横向刀槽4和横向沟槽5之间的平均距离。对于所有由每个侧部(23、24)中相邻的横向刀槽4和横向沟槽5限定的浮凸的元件，比例H2/B2至少等于0.5，且至多等于2.5。

图4A显示根据本发明的胎面的纵向边缘角比TA_X随着横向边缘角比TA_Y变化的范围，其特征在于纵向边缘角比TA_X至少等于4m^-1，横向边缘角比TA_Y至少等于6m^-1。根据第一个优选的实施方案，横向边缘角比TA_Y至少等于8m^-1，优选地至少等于10m^-1。根据第二个优选的实施方案，纵向边缘角比TA_X和横向边缘角比TA_Y的和至少等于12m^-1。

图4B显示根据本发明的轮胎1和用作对照的现有技术的3个轮胎R1、R2和R3纵向空隙比TE_X和整体体积空隙比TE_G之间的比例随着整体体积空隙比TE_G变化的范围。根据本发明的胎面的特征在于纵向体积空隙比TE_X至少等于0.25倍的整体体积空隙比TE_G且至多等于0.50倍的整体体积空隙比TE_G，整体体积空隙比TE_G至少等于8％且至多等于15％。注意，整体体积空隙比TE_G是周向方向XX的纵向体积空隙比TE_X和轴向方向YY’的横向体积空隙比TE_Y的和。

图4C显示根据本发明的胎面的中间体积空隙比TE_C随着侧部体积空隙比TE_S变化的范围，其特征在于中间体积空隙比TE_C至少等于8％且至多等于13％，侧部体积空隙比TE_S至少等于19％且至多等于25％。

更具体地，发明人已经研究了在尺寸为40.00R57和59/80R63的倾卸车轮胎的情况中的本发明。

根据本发明的这些轮胎的胎面的特征和作为对照的现有技术的轮胎的胎面的特征显示在下表1中。

表1

Claims

1.用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其包括胎面(2)，所述胎面旨在通过胎面表面(21)与地面接触：

-胎面(2)具有轴向宽度W_T和至少等于70mm的径向厚度H_T，

-所述胎面(2)包括切口(3、4、5)，所述切口(3、4、5)分布为在轮胎的周向方向(XX’)上的周向沟槽类型的切口(3)以及在轮胎的轴向方向(YY’)上的横向刀槽类型的切口(4)和横向沟槽类型的切口(5)，

-切口(3、4、5)限定浮凸的元件(6)，

-每个切口(3、4、5)由相互面对的两个面(31、32；41、42；51、52)限定，每个面(31、32；41、42；51、52)沿着边缘角(311、321；411、421；511、521)和胎面表面(21)相交，

-对于在胎面表面(21)中由两个边缘角(311、321；411、421；511、521)界定的每个切口(3、4、5)，只有一个边缘角是有效边缘角，取决于胎面的负载类型，所述有效边缘角相对于地面具有显著压痕效应，

-所述胎面(2)具有纵向边缘角比TA_X和横向边缘角比TA_Y，

-纵向边缘角比TA_X等于包含在表面积S的基础胎面表面部分中的有效边缘角长度在周向方向(XX’)上的投影的和L_X与表面积S之间的比例L_X/S，

-横向边缘角比TA_Y等于包含在表面积S的基础胎面表面部分中的有效边缘角长度在轴向方向(YY’)上的投影的和L_Y与表面积S之间的比例L_Y/S，

其特征在于，纵向边缘角比TA_X至少等于4m^-1，横向边缘角比TA_Y至少等于6m^-1。

2.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中横向边缘角比TA_Y至少等于8m^-1。

3.根据权利要求1或2所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中纵向边缘角比TA_X和横向边缘角比TA_Y的和至少等于12m^-1。

4.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)：

-所述胎面(2)具有整体体积空隙比TE_G，该整体体积空隙比TE_G等于切口(3、4、5)的总体积V_D和切口(3、4、5)的总体积V_D加上由这些切口限定的浮凸的元件(6)的总体积V_R的和之间的比例，

-整体体积空隙比TE_G等于纵向体积空隙比TE_X和横向体积空隙比TE_Y的和,

-纵向体积空隙比TE_X等于周向沟槽型(3)的纵向切口的总体积V_DX和切口(3、4、5)总体积V_D加上由这些切口限定的浮凸的元件(6)的总体积V_R的和之间的比例，

-横向体积空隙比TE_Y等于刀槽(4)和沟槽(5)型的横向切口的总体积V_DY和切口(3、4、5)总体积V_D加上由这些切口限定的浮凸的元件(6)的总体积V_R的和之间的比例，

其中整体体积空隙比TE_G至少等于8％且至多等于17％，纵向体积空隙比TE_X至少等于0.25倍的整体体积空隙比TE_G且至多等于0.50倍的整体体积空隙比TE_G，横向体积空隙比TE_Y至少等于0.50倍的整体体积空隙比TE_G且至多等于0.75倍的整体体积空隙比TE_G。

5.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)：

-所述胎面(2)包括具有至少等于50％的轴向宽度W_T且至多等于80％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_C的中间部分(22)以及分别轴向地设置在所述中间部分(22)两侧的两个侧部(23、24)，每个侧部具有至少等于10％的轴向宽度W_T且至多等于25％的轴向宽度W_T的轴向宽度W_S，

-中间部分(22)和每个侧部(23、24)分别具有中间体积空隙比TE_C和侧部体积空隙比TE_S，

-中间体积空隙比TE_C等于中间部分(22)中的切口(3、4、5)的总体积V_DC和中间部分(22)中的切口(3、4、5)的总体积V_DC加上由这些切口限定的中间部分(2)的浮凸的元件(6)的总体积V_RC的和之间的比例，

-侧部体积空隙比TE_S等于侧部(23、24)中的切口(3、4、5)的总体积V_DS和侧部(23、24)中的切口(3、4、5)的总体积V_DS加上由这些切口限定的侧部(23、24)的浮凸的元件(6)的总体积V_RS的和之间的比例，

其中中间体积空隙比TE_C至少等于8％且至多等于13％，侧部体积空隙比TE_S至少等于19％且至多等于25％。

6.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)：

-胎面(2)包括轴向地分别设置在穿过胎面的中间并垂直于轮胎的旋转轴线(YY’)的赤道面(XZ)的两侧的至少两个周向沟槽(3)，

-周向沟槽(3)在两个基本周向的表面(31、32)之间轴向延伸，并从胎面表面(21)径向向内部延伸直至底面(33)，并围绕轮胎的整个圆周周向延伸，

-每个周向沟槽(3)相对于赤道面(XZ)以轴向距离L轴向地设置，其具有在两个基本周向的面(31、32)之间测得的轴向宽度W和在胎面表面(21)和底面(33)之间测得的径向深度H，该径向深度H至少等于70％的径向厚度H_T且至多等于径向厚度H_T，

其中每个周向沟槽(3)具有轴向宽度W和径向深度H，使得比例W/H至少等于0.06，在两个相邻的周向沟槽(3)之间的轴向距离C至少等于胎面的轴向宽度W_T的12％且至多等于胎面的轴向宽度W_T的21％，轴向最外周向沟槽(3)的每一个相对于赤道面(XZ)以至少等于胎面的轴向宽度W_T的25％的轴向距离L_E轴向地设置。

7.根据权利要求6所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中比例W/H至多等于0.15。

8.根据权利要求6所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中轴向距离L_E至少等于30％的胎面的轴向宽度W_T。

9.根据权利要求6所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中轴向距离L_E至多等于40％的胎面的轴向宽度W_T。

10.根据权利要求6所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中两个相邻的周向沟槽(3)之间的轴向距离C至少等于150％的径向厚度H_T且至多等于200％的径向厚度H_T。

11.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中胎面(2)包括至少四个周向沟槽(3)。

12.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中胎面(2)包括至多八个周向沟槽(3)。

13.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)：

-胎面(2)使得中间部分(22)包括打开进入周向沟槽(3)的横向刀槽(4)，

-这些横向刀槽(4)具有至少等于70％的径向厚度H_T的径向深度H1，并限定高度等于所述横向刀槽的径向深度H1且周向长度B1等于两个相邻的横向刀槽(4)之间的平均距离的浮凸的元件(6)，

其中，对于由中间部分(22)的两个相邻横向刀槽(4)限定的浮凸的元件(6)，比例H1/B1至少等于0.5且至多等于2.5。

14.根据权利要求1所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)：

-所述胎面(2)使得至少侧部(23、24)包括在一侧开口进入周向沟槽(3)且另一侧开口进入胎面(2)的轴向端部的横向刀槽(4)或横向沟槽(5)型的横向切口(4、5)，

-这些横向切口(4、5)具有至少等于70％的径向厚度H_T的径向深度H2，并限定高度等于所述横向切口的径向深度H2且周向长度B2等于两个相邻的横向切口(4)之间的平均距离的浮凸的元件(6)，

其中，对于所有由至少一个侧部(23、24)的两个相邻的横向切口(4、5)限定的浮凸的元件(6)，比例H2/B2至少等于0.5且至多等于2.5。

15.根据权利要求14所述的用于土木工程型重型车辆的轮胎(1)，其中至少一个侧部(23、24)包括交替的横向刀槽(4)和横向沟槽(5)使得任何浮凸的元件(6)由相邻的横向刀槽(4)和横向沟槽(5)限定。