CN109070649B - 包括不同深度的切口的轮胎胎面 - Google Patents

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Abstract

一种用于安装至非公路使用车辆的轮胎的胎面(1)，具有总宽度(W)以及至少等于60mm的耐磨损材料的总厚度，所述胎面在轴向方向上由设置有沟槽(7)胎肩区域(5)界定。所述胎面(1)包括：在中央区域(6)中的狭窄沟槽(61)；以及在每一个胎肩区域(5)与中央区域(6)之间的中间区域(4)，在中间区域(4)中形成有多个倾斜的或者横向的狭窄沟槽(411，412)，所述胎面是这样的：所述中央部分的狭窄沟槽(61)由深度P1的第一狭窄沟槽部分(611)和深度P2的第二狭窄沟槽部分(612)构成，深度P1大于深度P2；同一个中间区域的狭窄沟槽(411，412)包括在周向方向上交替的第一深度P11的狭窄沟槽(411)和第二深度P22的狭窄沟槽(412)。

Description

包括不同深度的切口的轮胎胎面
技术领域
本发明涉及用于土木工程作业车辆的轮胎，特别是这种轮胎的胎面花纹设计。
背景技术
为了在牵引和制动中确保令人满意的抓地性，有必要在轮胎胎面中形成花纹，该花纹包括相当复杂的切口和空腔的集合。切口和空腔在称为胎面表面(其用于与地面接触)的表面上以及胎面厚度内形成胎面花纹设计。
在胎面中，宽切口(称为“沟槽”)和狭窄切口(称为“狭槽”或者“狭窄沟槽”)的创造是已知的，特别是来自专利文件FR 1452048。狭槽或者狭窄沟槽具有宽度，该宽度适合于在沟槽进入轮胎与路面接触的接触区域的时候，使得相对的壁(其界定狭槽或者狭窄沟槽)至少部分变成彼此接触。因此，可以因形成在切口与胎面表面之间的交线处的边缘角部的存在而获得有益效果，同时，在它的相对的壁至少部分彼此接触的时候，使胎面保持足够的硬度。在沟槽的情况下，沟槽的壁在正常行驶条件下不会彼此接触。
用于土木工程车辆的轮胎的胎面通常具有大厚度的耐磨损材料，大厚度的意思是指至少60mm的厚度，这使得用于土木工程车辆的轮胎的胎面与其他轮胎的胎面显著地不同，特别是用于重型货物车辆的轮胎。此外，这些轮胎所行驶的地面的性质会产生特定的应力载荷，这种应力载荷可能是特别苛刻的，特别是由于石头和其他物体的存在。在推荐的使用条件下，由于行驶导致的周期性的变形，这些大厚度可能会造成温度升高。为了在一段时间内获得良好的性能，有必要通过增加那些最有可能经历较高的温度升高的胎面区域的通风来降低运行温度，至少在轮胎是较新的时候。
对于某些应用，通常的实践是在车辆的前部安装新的轮胎，然后，在耐磨损程度达到预设极限的时候，通常的实践是在后轴上安装相同的磨损的轮胎。因此，同样的轮胎可以用在同一车辆的轴上。
下列文件是被引用为现有技术的文件：FR 2989031 A1，EP 2394824 B1；这些文件可以帮助理解本发明所记载和解决的问题。
定义：
在本文件中，径向方向意思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)。
横向或者轴向方向意思是平行于轮胎的旋转轴线的方向。当在一个方向与轴向方向之间形成的角度不是零并且至多等于60度的时候，该方向被称为是倾斜的。
周向方向意思是与以旋转轴线为中心的任意圆相切的方向。该方向与轴向方向和径向方向均垂直。
赤道中平面是垂直于旋转轴线并且经过在径向方向上距离所述轴线最远的轮胎的点的平面。对于胎面而言，该平面将胎面在宽度方向上分为相等宽度的两半。
块是形成在胎面上的凸起单元，所述单元由空隙或者沟槽界定，并且所述单元包括侧壁以及用于与路面接触的接触面。
在本文件中，切口是沟槽或者狭槽的上位概念，狭槽也被称作为狭窄沟槽。切口由彼此面对的材料的壁界定，并且彼此间隔一段距离(该距离称为“切口的宽度”)。
狭窄沟槽或者狭槽与宽沟槽的不同恰恰在于该距离；在狭窄沟槽或者狭槽的情况下，该距离适合于使得至少当接触区域与路面接触的时候，界定狭窄沟槽或者狭槽的壁变成至少部分接触。在宽沟槽的情况下，宽沟槽的壁在正常行驶条件下不会变成彼此接触。
胎面具有在行驶期间材料可以磨损的最大极限厚度；一旦已经达到该最大极限厚度，该轮胎可以用新的轮胎替换，或者翻新胎面，翻新胎面的意思是指设置新的胎面。对于本发明的轮胎而言，可以磨损的材料体积对应于位于新的胎面表面与虚拟表面之间的材料的量，所述虚拟表面为平行于新的胎面表面并且经过形成在胎面中的切口的最内点的平面。
轴向地向外的意思是方向朝向轮胎的内部腔室的外侧的方向。
胎面或者部分胎面的体积空隙比对应于该胎面中或者该部分中的空隙的总体积与该胎面或者该部分的总体积(包括空隙的总体积)之间的比例。
胎面或者部分胎面的表面空隙比对应于该胎面中或者该胎面部分中的空隙的总表面积与该胎面或者该胎面部分的总表面积(包括空隙的表面积)之间的比例。
发明内容
本发明旨在改善高厚度胎面的抓地性能(无论它们的磨损程度如何)，同时限制轮胎的最热区域中的运行温度的增加。
为此，本发明的一个主题是用于安装到非公路使用车辆的轮胎的胎面，该胎面具有用于在轮胎行驶的时候与地面接触的表面，该表面称之为胎面表面。
该胎面具有总宽度W和至少等于60mm的耐磨损材料的总厚度，并且在它的胎面表面上包括由整体横向地或者倾斜地定向的多个切口以及整体周向地定向的多个切口产生的胎面花纹。整体周向地定向的切口界定胎面区域。
限定胎肩区域，胎肩区域周向地界定胎面，每一个胎肩区域具有包括胎面总宽度W的15％与35％之间的宽度，并且每一个胎肩区域包括多个深度P的横向的或者倾斜的沟槽。胎肩区域沟槽以平均间距D在周向方向上布置。
限定中央区域，中央区域在宽度方向上以赤道中平面为中心，在中央区域中形成有占据该中央区域的整个宽度的狭窄沟槽。
狭窄锯齿沟槽形成在该中央区域中，该狭窄沟槽由第一狭窄沟槽部分和第二狭窄沟槽部分的交替构成，第一狭窄沟槽部分和第二狭窄沟槽部分通过联结区域彼此连接。两个联结区域之间的周向距离等于胎肩区域沟槽的平均间距，在所述两个联结区域内可以发现第一沟槽部分和第二沟槽部分。中央区域的宽度等于狭窄沟槽的锯齿的振幅。在极端情况下，该振幅可以为零，然后狭窄沟槽在周向方向上是直线的。
限定中间区域，中间区域位于每一个胎肩区域和中央区域之间。在每一个中间区域中形成多个倾斜的或者横向的狭窄沟槽，这指的是沟槽的平均定向与轴向方向形成最多等于60度的角度，狭窄沟槽的每一个起始于中央部分的狭窄沟槽的联结区域，并且连接到在胎肩的一个中形成的横向的或者倾斜的沟槽。
所述胎面是这样的：
-中央部分的狭窄沟槽由深度P1的第一狭窄沟槽部分和深度P2的第二狭窄沟槽部分构成，深度P1大于深度P2，深度P1、P2小于胎肩部分中的沟槽的深度P；
-同一个中间区域的狭窄沟槽包括在周向方向上交替的第一深度P11的狭窄沟槽和第二深度P22的狭窄沟槽，深度P1、P2小于胎肩部分中的沟槽的深度P。
优选地，胎肩中的沟槽的平均间距以这样的方式确定，即：在推荐的使用条件下，在接触区域中具有每一个深度P1、P2、P11、P22的至少一个狭窄沟槽。
有利地是，中央部分的狭窄沟槽包括第一长度S1的第一部分和第二长度S2的第二部分，第二长度S2大于第一长度S1。因此，在新的的时候倾向于具有比在部分磨损之后所期望的更高的空隙比，在部分磨损之后可以看见最小深度的狭窄沟槽部分消失。
有利地是，每一个胎肩区域通过在周向上整体定向的狭窄沟槽与中间区域分隔，所述中间区域直接与胎肩区域相邻。整体周向地定向的沟槽必须理解为意味着形成轮胎的完整的一圈的沟槽，不管沟槽是否是锯齿形。
在该最新的可选形式中，在每一个中间区域和中央区域之间形成整体周向地定向的狭窄沟槽也可以是有利地。
优选地，在每一个中间区域中，狭窄沟槽与轴向方向形成至多等于45度的平均角度。
有利地是，狭窄沟槽的全新情况下的深度之间的差值优选为至少等于形成在胎面的胎肩区域上的沟槽的最大深度的15％，至多等于形成在胎面的胎肩区域上的沟槽的最大深度的70％。
因此，在根据本发明的轮胎的第一使用期中(在新的状态和部分磨损之间表示可磨损厚度的至多50％)，胎面包括由全部的沟槽形成的大量的边缘角部，并且这立即有利于获得良好的抓地性能以及良好的胎面热通风性能，接触区域中的狭窄沟槽的闭合防止存在于地面上的物体侵入沟槽的底部。在第二使用期中，该相同的轮胎安装在后轴上，对于后轴而言其需求与前轴的需求不同：从行驶期间的耐力和抗侵入性的角度来看，边缘角部的数量的减少是有益的。
有利地是，合适材料的存在可以与不同深度的切口的存在相结合。特别地，有利的是将胎面形成为第一材料和第二材料的叠放，使得最初是第一材料与地面接触，并且随后是第二材料成为与地面接触。在该优选的可选形式中，最小深度P2、P22的狭窄沟槽部分设计成最迟在第一材料完全磨损时消失。在该可选形式中，第一材料可以选择具有良好耐磨损性能的材料，而第二材料可以选择具有更好的抗侵入性的材料。
通过参考附图给出的以下描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，附图以非限定性的示例的方式显示本发明的主题的实施方案。
附图说明
图1描绘根据本发明的第一可选形式的胎面表面的局部视图；
图2描绘与图1的平面垂直的平面由线II-II所指示的截面视图；
图3显示根据本发明的第一可选形式的胎面表面部分磨损以后的局部视图；
图4显示根据本发明的胎面的实施方案的第二可选形式的视图。
具体实施方式
为了使附图更容易理解，在本发明的实施方案的可选形式的说明书中使用同样的附图标记，不论在结构或者功能的术语中，这些附图标记指代相同种类的单元。
图1描绘根据本发明的第一可选形式的新的胎面1的胎面表面10的局部视图。胎面(其用于装备具有57英寸直径的轮胎)在其为新的的时候具有等于100mm的材料耐磨损厚度以及等于982mm的总宽度W。
根据最初用于安装至非公路使用车辆的前轴的轮胎的胎面的该可选形式，可以识别胎肩区域5，胎肩区域5轴向地界定胎面，每一个胎肩区域5具有由狭窄的周向沟槽2分界的220mm的宽度。在这些胎肩区域5中形成宽度50mm并且深度P等于100mm的多个宽沟槽7。胎肩区域5中的宽沟槽7横向地定向并且以等于255mm的平均间距D在周向方向上布置。以相同的平均间距布置在每一个胎肩5上的宽沟槽7从一个胎肩相对于另一个胎肩周向地偏移。
限定中央区域6，中央区域6以赤道中平面为中心，并且由狭窄周向沟槽3和3'界定在实施方案的本可选形式中。中央区域6具有等于狭窄沟槽61的锯齿的振幅的宽度，狭窄沟槽61占据该中心区域的整个宽度。在所描述的示例中，该振幅等于96mm。狭窄沟槽所具有的宽度适于使得当狭窄沟槽在接触区域中的时候，狭窄沟槽的相对的壁变成彼此接触。
狭窄锯齿沟槽61由第一狭窄沟槽部分611和第二狭窄沟槽部分612的交替构成，这些第一和第二狭窄沟槽部分由字母A、B所表示的联结区域彼此连接(联结区域A全部在赤道中平面的同一侧，赤道中平面由图1中的线XX'表示，联结区域B全部在所述赤道中平面的另一侧)。
在赤道中平面(在其范围内可以发现第一沟槽部分611和第二沟槽部分612)的同一侧上的两个联结区域之间的周向距离L等于胎肩区域5的横向沟槽7的平均间距D。
宽度大体上等于胎肩部分5的宽度的中间区域4形成在每一个胎肩区域5与中央区域6之间。这些中间部分包括多个倾斜的狭窄沟槽41，倾斜的狭窄沟槽41的意思是沟槽的平均定向与轴向方向YY'形成等于30度的角度，这些狭窄沟槽的每一个起始于中间部分的狭窄沟槽的联结区域A或B，并且连接到形成在胎肩的一个上的横向的或者倾斜的沟槽。
另外，中央部分的狭窄沟槽61由第一狭窄沟槽部分611和第二狭窄沟槽部分612构成，第一狭窄沟槽部分611具有等于80mm的深度P1，第二狭窄沟槽部分612具有等于60mm的深度P2。在该示例中，第一和第二狭窄沟槽部分也可以具有一个同样的长度。
在该示例中，第一深度P11的狭窄沟槽411与第二深度P22的狭窄沟槽412的交替形成在每一个中间部分4中，其中，第一深度P11等于中央部分的第一狭窄沟槽部分611的深度P1，第二深度P22等于中央部分6的沟槽61的第二部分612的深度P2。
图2显示了在图1中由线II-II表示的线的平面中的截面。
在实施方案的可选形式中，不同深度的狭窄沟槽的存在与两个材料M1、M2的存在结合，两个材料M1，M2叠放在胎面的厚度范围内。因其具有良好的耐磨损性能而选择的第一材料M1在径向上位于外侧，使得在胎面为较新的时候，第一材料M1与地面接触；该第一材料延伸至与中央部分的第二狭窄沟槽部分612的深度P2相等的深度。第二材料M2放置在第一材料M1的径向内侧，选择第二材料M2是因为它的良好的抗侵入性。
在该优选的可选形式中，当第一材料完全磨损的时候，最小深度P2，P22的狭窄沟槽部分消失。
图3显示相同的胎面在其已经变为部分磨损并且对应于最小深度P2的沟槽部分消失以后的状态，从图3可以看到，与新的胎面的表面空隙比相比，该表面空隙比降低。在该配置中，其中仅保留最初时最深的狭窄沟槽611，411，由于中央部分和中间部分中的狭窄沟槽的数量的减少使得在发动机扭矩下轮胎对于侵入(这种侵入是由于地面上存在的外来物质以及轮胎在其上行驶而引起的)不再敏感，因此该轮胎可以安装到车辆的后轴。另外，胎面材料体积的减小明显降低了运行期间的热量水平。
在未在此处示出的实施方案的可选形式中，界定中间部分和中央部分的狭窄周向沟槽2，3可以从新的中适当地省略，或者可选地可以使其深度小于胎肩区域中的沟槽的深度，使得界定中间部分和中央部分的狭窄周向沟槽2，3在预定量的部分磨损以后消失。
如图4所示，在本发明的实施方案的另一个可选形式中，目标是由狭窄沟槽界定的材料单元的角部角度至少等于90°，如果不能也要尽可能地接近90，以便在胎面是新的的时候避免弱点。
图4显示根据本发明的第二可选形式的胎面1为新的的时候的胎面表面10的局部视图。
根据最初用于安装至非公路使用车辆前轴的轮胎的胎面的该可选形式，可以识别出胎肩区域5，胎肩区域5在轴向上界定胎面，每一个胎肩区域5由起始于宽切口22的狭窄周向沟槽21分界，宽切口22自身与倾斜的沟槽7相通。倾斜的沟槽7从一个胎肩相对于另一个胎肩周向地偏移。
以赤道中平面为中心的中央区域6包括狭窄沟槽61，狭窄沟槽61包括两个部分：深度P1的第一部分611和深度P2的第二部分612，第一部分611和第二部分612由联结区域A和B彼此连接。深度P1大于深度P2。
另外，沟槽部分611的长度S1小于沟槽部分612的长度S2，同时在两个联结区域AA或者BB之间保持与横向的胎肩沟槽的平均间距相等的长度。由此，对于由狭窄沟槽411，412，611，612界定的材料单元的尖端，可以具有接近或者大于90°的角部角度α和β。角度α对应于中央区域6的第一沟槽部分611与中间区域4的沟槽411或者412之间的角度。角度β对应于中央区域6的第一沟槽部分611与相同的中央区域6的第二部分612之间的角度。
由于在中央部分中的这种布置，在胎面磨损的第一阶段中的效果也可以得到加强，同时限制在部分磨损之后的狭窄沟槽的长度。
另外，在实施方案的可选形式中发现，胎肩区域的体积空隙比与中间区域和中央区域的体积空隙比差别较大。在胎肩区域中，在新轮胎的情况下存在20％的体积空隙比，而在胎面的其余部分中(中间区域和中央区域)体积空隙比等于6％。
这里描述的本发明并不旨在限制于这两个示例，可以在不脱离由权利要求书所限定的范围的情况下对其进行各种修改。特别地，块可以由具有弯曲几何形状的狭窄沟槽限定。

Claims (7)

1.一种用于安装至非公路使用车辆的轮胎的胎面(1)，所述胎面具有胎面表面(10)，胎面表面(10)用于在轮胎行驶的时候与地面接触，所述胎面具有总宽度W以及至少等于60mm的耐磨损材料的总厚度，所述胎面在轴向上由胎肩区域(5)界定，每一个胎肩区域(5)具有包括在所述胎面的总宽度W的15％与35％之间的宽度，并且每一个胎肩区域(5)包括深度P的多个横向的或者倾斜的沟槽(7)，这些胎肩区域(5)沟槽(7)以平均间距(D)在周向方向上布置，所述胎面(1)进一步包括中央区域(6)，中央区域(6)以赤道中平面(XX')为中心，并且在中央区域(6)中形成有狭窄沟槽(61)，狭窄沟槽(61)占据中央区域(6)的整个宽度，所述狭窄沟槽(61)由第一狭窄沟槽部分(611)和第二狭窄沟槽部分(612)的交替构成，所述第一狭窄沟槽部分和所述第二狭窄沟槽部分通过联结区域(A，B)彼此连接，两个相同的联结区域之间的周向距离等于胎肩区域(5)沟槽(7)的平均间距，在所述两个相同的联结区域范围内能够发现第一狭窄沟槽部分(611)和第二狭窄沟槽部分(612)，所述胎面(1)在每一个胎肩区域(5)与中央区域(6)之间包括中间区域(4)，在中间区域(4)中形成有多个倾斜的或者横向的狭窄沟槽(411，412)，所述多个倾斜的或者横向的狭窄沟槽(411，412)指的是沟槽的平均定向与轴向方向形成至多等于60度的角度，所述多个倾斜的或者横向的狭窄沟槽的每一个起始于中央区域的狭窄沟槽(61)的联结区域(A，B)，并且连接到在胎肩区域(5)的一个中形成的横向的或者倾斜的沟槽(7)，所述胎面的特征在于：
-中央区域的狭窄沟槽(61)由深度P1的第一狭窄沟槽部分(611)和深度P2的第二狭窄沟槽部分(612)构成，深度P1大于深度P2，所述深度P1和深度P2小于胎肩区域(5)中的沟槽的深度P；
-同一个中间区域的狭窄沟槽(411，412)包括在周向方向上交替的第一深度P11的狭窄沟槽(411)和第二深度P22的狭窄沟槽(412)，所述深度P11和深度P22小于胎肩区域(5)中的沟槽(7)的深度P。
2.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，中央区域(6)的狭窄沟槽(61)包括第一长度S1和深度P1的第一狭窄沟槽部分(611)以及第二长度S2和深度P2的第二狭窄沟槽部分(612)，深度P2小于深度P1，第二长度S2大于第一长度S1。
3.根据权利要求1或2所述的胎面(1)，其特征在于，每一个胎肩区域(5)通过在周向上整体定向的胎肩狭窄沟槽(2)与中间区域分隔，所述中间区域直接与胎肩区域(5)相邻。
4.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，在每一个中间区域与中央区域之间形成有在周向上整体定向的中间狭窄沟槽(3)。
5.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，在每一个中间区域中，狭窄沟槽与轴向方向形成至多等于45度的平均角度。
6.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，中间区域的第一深度P11的狭窄沟槽(411)与第二深度P22的狭窄沟槽(412)的深度之间的差值至少等于形成在胎面的胎肩区域上的沟槽的最大深度的15％，至多等于形成在胎面的胎肩区域上的沟槽的最大深度的70％。
7.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，所述胎面包括第一材料(M1)和第二材料(M2)，使得最初第一材料(M1)与地面接触，并且随后第二材料(M2)变成与地面接触，第一材料(M1)选择具有良好耐磨损性能的材料，而第二材料(M2)选择具有更好的抗侵入性的材料。
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