CN109982870B - 包括改进的通风空腔的土木工程机械轮胎的胎面 - Google Patents

Abstract

用于土木工程机械轮胎的胎面(1)，所述胎面(1)具有滚动表面(10)，所述滚动表面(10)由边缘部分(11)轴向限定，所述胎面设置有凹陷(3，4)，所述凹陷(3，4)限定形成浮凸元件(2)的材料部分，每个浮凸元件(2)包括接触面(20)。在多个浮凸元件(2)上，形成至少一个通风空腔(5)，所述通风空腔(5)具有至少等于胎面的可磨损材料的厚度70％的深度，每个通风空腔(5)由壁表面(50)限定，所述壁表面(50)以底部表面(530)终止。所述胎面(1)满足如下条件：每个通风空腔(5)包括第一空腔部分(51)，所述第一空腔部分(51)通过第二空腔部分(52)在深度上延续，所述胎面(1)满足如下条件：在所述第一空腔部分(51)中，所述壁的平均间隙角度A至少等于20度，所述第一空腔部分(51)位于所述滚动表面和中间深度等级H1之间，所述中间深度等级H1位于所述通风空腔(5)的最大深度H的30％和70％之间，同时，在所述第二空腔部分(52)中，所述壁的平均间隙角度B最多等于15度，所述第二空腔部分(52)在深度上延伸所述第一空腔部分至所述空腔的底部(53)。

Description

包括改进的通风空腔的土木工程机械轮胎的胎面

技术领域

本发明涉及土木工程车辆或越野车辆的轮胎，所述轮胎的胎面很厚并且具有至少等于60mm的厚度。本发明更具体地涉及该类型胎面的热通风方式的新型几何结构，以在运行中降低胎面的温度。

背景技术

矿山作业需要使用合适的车辆，所述车辆特别能够承载极重负载的在这些矿山中加工的材料，在具有一定坡度且经常被可能在牵引力方面或制动方面甚至是路径跟踪性能方面影响车辆抓地力性能的物体或物品所覆盖的地面上行驶较长或较短的距离。这些具有高材料承载能力的车辆装配有合适尺寸的轮胎，以允许四处移动大量的材料。与其他轮胎类别相比，这些轮胎具有极大的尺寸(尤其是远大于旨在用于重型货物车辆的轮胎的尺寸)。

通常，旨在装配至土木工程车辆或越野车辆的轮胎设置有胎面，所述胎面沿径向朝外覆盖胎冠增强件，所述胎冠增强件本身覆盖胎体增强件。该胎面具有由凸起元件(肋状部或块状部)形成的胎面花纹，这些凸起元件由多个切口(沟槽、刀槽和空腔)限定。此外，所述胎面具有至少等于60mm的厚度并且对于某些应用范围可直至至少125mm；该厚度由全新状态下的沟槽的最大深度决定。该深度对应于行驶过程中胎面的待磨损材料的高度。

轮胎胎面的凸起元件具有沿径向位于所述胎面的外部的接触面，这些形成所述胎面的胎面表面的接触面设置为在行驶过程中与地面接触并且传输在地面和轮胎之间的所有力。所述切口具有最多等于胎面厚度的深度，并且具有适用于限制存在于地面上的石头和其他物体的存留的几何结构(在截面中观察)。

该类型的胎面具有沿轴向与所述胎面的每侧邻接的胎肩部分。这些胎肩部分可以为连续的以形成肋状部或设置有横向沟槽或倾斜沟槽以形成多个块状部。

在与地面接触的区域出现的应力相关的胎面的极大厚度会产生可能造成导致轮胎被拆除的过早损坏的热量；材料内的该热量与制造该胎面的橡胶材料的滞后特性相关。

众所周知(特别参见文献WO 2015/140122 A1、EP 2655093 A1和JPH10278510 A)在凸起元件(可以为肋状部或块状部)中形成空腔，所述空腔的一个功能为产生通风以排出在行驶过程中产生的热量。这些空腔的深度和体积根据降低热量水平的需要来选择。这些空腔通常在胎面侧面打开或在胎面的胎面表面上打开(也就是说在与地面接触的胎面表面上打开)。理想的效果是通风效果造成胎面内部的温度的限制，尤其是最接近胎冠增强件的温度的限制。为此目的，所述空腔的深度适合与胎面的厚度和胎冠增强件的端部成比例。其它文献(例如JP 2010-247707和JP 2012-171505)显示了在胎面边缘设置有空腔的轮胎。

当然，为使其有效，这些通风空腔必须在胎面厚度上和胎面表面上具有相对较大的尺寸，以产生足够的热交换区域从而促进通过环境空气的良好通风。

该空腔的深度(如以编号WO 2015/140122 A1公布的申请所示)至少等于待磨损材料的总高度的30％，甚至更优选至少等于50％。

考虑到这些情况可能造成通向胎面表面的深腔并且确实促进冷却，但是在行驶过程中这些深腔可能会捕获存在于轮胎行驶的地面上的外来物体或物品。与空腔的打开截面的尺寸相比，如果这些物体具有较小的尺寸，则这些被捕获在空腔中物体可能会被弹出，或者考虑到形成胎面的材料的变形弹性特性(这种材料可能会对位于空腔中的外来物体施加保持力)，这些物体会被困在空腔中。

在后一种情况下，外来物体可能仍然卡在空腔中，并且由于车轮的每次转动发生蠕变运动，进一步移动到胎面材料中直到可能攻击空腔的底部，然后潜在地攻击沿径向位于胎面内部的轮胎增强件。

观察到这一缺点后，申请人为其自身设定的目标是：优化旨在提高在胎面固体部分和周围空气之间的热交换的通风空腔的几何结构，同时降低被有可能进入这些空腔并仍然被困在其中的外来物体攻击的风险。

定义：

在本文中，径向方向表示垂直于轮胎的旋转轴线(该方向对应于胎面的厚度方向)的任何方向。

横向或轴向方向表示平行于轮胎的旋转轴线的方向。

周向方向表示与以旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。该方向垂直于轴向方向和径向方向。

赤道中平面为垂直于旋转轴线并且穿过轮胎的沿径向距所述轴线最远的点的平面。对于胎面，该平面将胎面横向分为宽度相等的两半。

肋状部为在胎面上形成的凸起元件，该凸起元件在周向方向上延伸并且形成轮胎的环路。肋状物包括两个侧壁和在行驶过程中能够与路面接触的接触面。

块状部为在胎面上形成的凸起元件，该凸起元件由周向或基本上周向定向的沟槽和横向或基本上横向定向的沟槽限定(所述后一种沟槽能够倾斜定向)。块状物包括两个侧壁和在行驶过程中能够与路面接触的接触面。

切口通常表示沟槽或刀槽，并且对应于由彼此面对并且彼此处于非零距离(被称为“切口的宽度”)的材料壁限定的空间。正是该距离区分了刀槽和沟槽；在刀槽的情况下，该距离适用于至少在接触斑块与路面接触时允许限定所述刀槽的对立壁至少部分地接触。在沟槽的情况下，该沟槽的壁在通常行驶条件下甚至不能彼此部分地接触。

通风空腔为特别通过在胎面的肋状部或块状部中模制形成的空隙。该通风空腔在全新状态下具有空隙体积并且通向全新状态下的肋状部或块状部的接触面，该接触面旨在在轮胎行驶时与地面接触。所述通风空腔由至少一个壁限定，其与凸起元件的接触面的相交形成具有闭合轮廓的角边或形成闭合轮廓的多个角边。

发明内容

本发明提出了用于旨在承载极重负载的土木工程施工车辆的轮胎，该轮胎包括胎体增强件，所述胎体增强件沿径向外部被胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件被胎面覆盖。

该轮胎的胎面具有沿轮胎周围周向延伸的胎面表面；所述胎面通过定义最大宽度的边缘部分轴向界定。

该胎面具有至少等于60mm的待磨损材料的厚度；该厚度对应于在全新状态下旨在与地面接触的胎面表面和先前设定的磨损极限之间测量的材料的厚度。

该胎面设置有限定形成凸起元件(可以为肋状部或块状部)的材料部分的切口，每个凸起元件包括接触面，所有凸起元件的所有接触面形成在设置有该胎面的轮胎行驶时旨在与地面接触的胎面的胎面表面。

在多个凸起元件中，形成至少一个通风空腔。在全新状态下每个通风空腔通向凸起元件的接触面。每个空腔由至少一个壁表面限定，该至少一个壁表面终止于底表面，在全新状态下所述底表面与胎面表面的最大距离对应于胎面的待磨损材料的厚度的至少70％。

所述通风空腔的壁表面沿至少一个闭合的几何轮廓的角边与胎面表面相交。所述每个通风空腔的壁表面可以由单个表面(例如圆锥形表面)或多个表面形成。该壁表面可认为是由在所述通风空腔的深度方向上延伸的多个母线的会合形成，这些母线围绕所述通风空腔的在所述空腔的深度方向上延伸的轴线组织。

根据本发明的胎面满足如下条件：每个通风空腔包括第一空腔部分，所述第一空腔部分通过连接至空腔底部的第二空腔部分在深度上延伸。一旦胎面在更换之前完全磨损，则所述空腔底部的深度可以对应于最少的材料。

在所述第一空腔部分中，限定所述通风空腔的壁的平均离隙角度至少等于20度，所述第一空腔部分位于胎面表面和中间深度等级之间，所述中间深度等级位于所述空腔的最大深度的30％和70％之间。该离隙角度被认为是限定所述空腔的第一部分的壁的母线的倾斜角度。

在所述第二空腔部分中，限定所述通风空腔的第二部分的壁的平均离隙角度最多等于15度，所述第二空腔部分使所述第一空腔部分在深度上延伸至所述空腔的底部。该离隙角度被认为是限定所述空腔的第二部分的壁的母线与垂直于胎面的胎面表面的方向的倾斜角度。

所述平均角度应被理解为表示所述角度可能沿所讨论的母线发生改变，但每个母线必须沿所讨论的部分形成至少等于或最多等于极限值的角度(在第一部分中至少等于20度，在第二部分中最多等于15度)。

此外，所述第二空腔部分的最大横截面积至少等于所述第一空腔部分的最小横截面积的40％。

有利地，所述第一空腔部分的离隙角度和所述第二部分的离隙角度之间的差至少等于15度。

有利地，所述通风空腔沿椭圆形与所述凸起元件的接触面相交，所述椭圆形的主轴横向定向或与横向方向成最多15度的角。

有利地，在预定磨损之后主轴AA的长度最多等于副轴的长度的1.25倍。

当选择生产椭圆形的所述第一空腔部分和所述第二空腔部分时，建议主轴具有不同的定向。所述第一部分的主轴可以优选在轮胎的横向或轴向方向上定向，而所述第二部分的主轴。

有利地，在接近所述空腔底部测量的所述通风空腔的最大宽度小于在全新状态下的所述空腔的总深度的33％。该最大宽度在与底部的距离为对应于在全新状态下的所述空腔的总深度的10％处测量。

有利地，形成至少一个中间部分，所述中间部分形成分隔所述第一部分与所述第二部分的一种平台，该平台相对于径向方向以等于或接近90度的平均角度倾斜。在这种情况下接近90度表示至少等于70度。

优选地，所述通风空腔在每个沿轴向限定所述胎面的边缘部分上形成。

优选地，当所述胎面的边缘具有由倾斜沟槽或横向沟槽分隔的块状部时，在这些块状部的每个上形成的通风空腔的最大周向尺寸在所述块状部的周向长度的30％和60％之间。

本发明也涉及设置有上述定义的胎面的轮胎，该轮胎旨在安装至旨在承载极重负载的土木工程车辆的前轴。

有利地，在所述通风空腔底部的胎面的最内点与胎冠增强件的距离为Hs，该距离为非零的并且优选至少等于所述通风空腔的最大深度的10％。

通过参考附图的以下描述，本发明的其它特征和优点将变得清楚，所述附图以非限制性实施例的方式显示了本发明主题的几个实施方案。

附图说明

图1显示了根据本发明的在全新状态下显示的胎面的局部视图；

图2显示了图1中的胎面的一部分在径向截面平面上的横截面，其线由图1中的线II-II表示；

图3显示了根据本发明的通风空腔的变体；

图4显示了根据本发明的通风空腔的变体。

具体实施方式

为了使说明更容易理解，对不同的变体使用相同的标记，其中，一个标记表示一个相同结构或功能的元件。

图1显示了根据本发明的在全新状态下(也就是说，在无任何行驶之前)显示的胎面1的胎面花纹的局部视图。该胎面1包括胎面表面10，所述胎面表面10旨在在行驶时与地面接触。该胎面旨在装配至在可能粗糙的地面上行驶的承载极重负载的车辆的轮胎。该胎面通过边缘轴向界定。

在此图1中，可看到形成该胎面的一个边缘的所述胎面的一部分，该边缘由多个块状部2组成，所述块状部2由横向沟槽3限定，所述横向沟槽3通向周向定向的沟槽4。这些横向沟槽3和所述周向沟槽4具有一个相同的基本对应于在行驶中待磨损材料的厚度的深度P。在当前情况下，所述沟槽的深度P等于88mm。该极大厚度(大于60mm)产生可能对组成胎面的材料特别有害的热量水平。

在该图1中，周向方向以在所述周向沟槽4的主要方向中延伸的箭头XX’表示。线YY’表示的方向对应于横向或轴向方向并且平行于轮胎的旋转轴线。

所述边缘的每个块状部2包括侧面和接触面20，所述接触面20旨在在行驶中与地面接触。在当前情况下，所述接触面20与所述侧面的相交形成四个角边，所述角边有助于确保轮胎在不同行驶阶段的牵引力和制动。

此外，具有基本等于限定该块状部的所述沟槽3，4的深度P(即88mm)的总深度H的通风空腔5在所述边缘每个块状部2上模制。每个通风空腔5通向所述块状部2的接触面20并且由侧壁50和底部壁530(该底部壁在图2中可见，图2显示了相同胎面横截面的一部分)限定。在全新状态下每个空腔5沿具有圆形闭合几何形状的角边500与接触面20相交。

在此配置中，旨在装配至承载极重负载的车辆的轮胎安装至所述车辆的前轴。

图2显示了图1中的胎面的截面平面，其线由图1中的线II-II表示。在所述胎面的边缘处产生的该横截面上，可看到通风空腔5的总深度H。该通风空腔5通过两个空腔部分在胎面的深度中形成，所述两个空腔部分彼此延续。第一空腔部分51沿直径为L11的圆形轮廓通向所述接触表面20，该相同的第一空腔部分51终止于具有直径为L12(小于直径L11)的圆形轮廓的深度H1(在这种情况下等于49mm)。该第一空腔部分51为截头圆锥形式，其母线511与垂直于所述接触表面20的方向形成角度A1。在所示实施例中，该角度A1等于30度。

该第一空腔部分51由第二空腔部分52(同样为截头圆锥形式)延续，所述第二空腔部分52的母线521与垂直于所述胎面表面的同一个径向方向形成角度A2，在这种情况下该角度A2等于15度。该第二空腔部分52具有等于30mm的深度H2。

最终，该第二空腔部分52以在当前情况下具有等于9mm的深度HF的空腔底部53终止。

此外，该图示意性地显示了胎冠增强件7的轴向端部。有利地，所述空腔的底部与该胎冠增强件7为非零距离Hs以产生足够数量的材料来保护所述增强件，同时促进靠近该增强件端部产生的热量的排出。

根据本发明的设置，不考虑胎面的磨损状态，可能极大地降低被胎面能够碾过的外部物体攻击的敏感性，同时降低运行中的热量水平。

在并未示出的实施方案变体中，所述通风空腔在所述元件的接触面上具有椭圆形几何结构，其主轴在轮胎的周向方向上定向。

在图3中的横截面显示的另一个实施方案变体中，通过平行于在全新状态下的凸起元件的接触面20的平台540实现(在这种情况下在该平台和径向方向之间的角度为90度)所述通风空腔5的第一空腔部分51和第二空腔部分52之间的连接。由于所述平台540，可能极大地降低所述第二空腔部分52的最大开放直径L21。在当前情况下，该直径L21比所述第一空腔部分51的底部的直径L12小约50％。因此，所述第二空腔部分的最大横截面积等于所述第一空腔部分的最大横截面积的50％。

这种设置既有利于排出在所述第一空腔部分51中捕获的外来物体，又有利于实现材料的良好通风。所述第二空腔部分52的离隙角度B小于所述第一空腔部分51的离隙角度A(这两个角度在其各自的区域测量)。

在图4中的横截面显示的另一个实施方案变体中，如图3所示的变体中的情况，通过中间部分540实现所述第一空腔部分51和所述第二空腔部分52之间的连接。在该变体中引入的差异与所述中间部分相关，所述中间部分包括在深度上偏移的两个部分，这两个偏移部分通过连接部分连接在一起。每个偏移部分与全新状态下的胎面表面形成约15度的角度。这些偏移部分在部分磨损后不会同时出现在胎面表面上：所述第一偏移部分在对应于等于H11的深度的磨损后出现在胎面表面上，而所述第二偏移部分仅在对应于大于深度H11的深度H12的磨损后出现。这特别有利于在设置有该胎面的轮胎的磨损中在接近所述通风空腔处(尤其是在从所述第一空腔部分至所述第二空腔部分的通道处)获得规则磨损。

借助这些实施例的刚刚描述的发明并不旨在限于此，并且可以在不偏离权利要求所定义的范围的情况下对其进行各种修改。特别地，所述通风空腔可以设置在胎面的除边缘之外的部分。

Claims (7)

1.用于旨在承载极重负载的土木工程施工车辆的轮胎的胎面(1)，该胎面(1)具有胎面表面(10)，所述胎面表面(10)旨在与地面接触，该胎面通过边缘部分(11)轴向界定，该胎面具有至少等于60mm的待磨损材料的厚度，该厚度对应于在全新状态下旨在与地面接触的胎面表面和先前设定的磨损极限之间测量的材料厚度，该胎面设置有切口(3，4)，所述切口(3，4)限定形成凸起元件(2)的材料部分，每个凸起元件(2)包括接触面(20)，所有凸起元件的所有接触面形成所述胎面的胎面表面(10)，在多个所述凸起元件(2)中形成至少一个通风空腔(5)，所述通风空腔(5)在全新状态下通向这些凸起元件的接触面(20)，每个通风空腔(5)具有至少等于胎面的待磨损材料的厚度的70％的深度，每个通风空腔(5)由终止于底部表面(530)的壁表面(50)限定，所述通风空腔(5)的壁表面(50)沿闭合角边轮廓(500)与所述胎面表面(10)相交，

所述胎面(1)满足如下条件：每个通风空腔(5)包括第一空腔部分(51)，所述第一空腔部分(51)通过第二空腔部分(52)在深度上延续，该第二空腔部分(52)连接至空腔底部(53)，所述胎面(1)的特征在于，在所述第一空腔部分(51)中，限定所述通风空腔的壁的平均离隙角度A至少等于20度，所述第一空腔部分(51)位于所述胎面表面和中间深度等级H1之间，所述中间深度等级H1位于所述通风空腔(5)的最大深度H的30％和70％之间，同时，在所述第二空腔部分(52)中，限定所述通风空腔的壁的平均离隙角度B最多等于15度，所述第二空腔部分(52)使所述第一空腔部分在所述深度上延续至所述空腔的底部(53)，所述平均离隙角度表示离隙角度可能沿所对应的母线发生改变，但每个母线必须沿所对应的部分形成至少等于或最多等于极限值的角度，其中，所述通风空腔(5)沿具有椭圆形状的轮廓与所述凸起元件(2)的接触面(20)相交，所述椭圆形状的主轴横向定向，所述通风空腔(5)在每个沿轴向限定所述胎面的边缘部分上形成，所述胎面的边缘具有由倾斜沟槽或横向沟槽分隔的块状部，其中，在这些块状部的每个上形成的所述通风空腔(5)的最大周向尺寸在这些块状部的周向长度的30％和60％之间。

2.根据权利要求1所述的胎面(1)，其特征在于，预定磨损之后所述椭圆的主轴长度最多等于其副轴长度的1.25倍。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的胎面(1)，其特征在于，所述第一空腔部分(51)的平均离隙角度A和所述第二空腔部分(52)的平均离隙角度B之间的差至少等于15度。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的胎面(1)，其特征在于，形成至少一个中间部分(540)，所述中间部分(540)形成分隔所述第一空腔部分(51)与所述第二空腔部分(52)的一种平台，该平台相对于垂直于接触面(20)的方向以等于或接近90度的平均角度倾斜。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的胎面(1)，其特征在于，接近所述空腔底部测量的所述通风空腔(5)的宽度L22小于全新状态下的所述通风空腔(5)的总深度H的33％，该宽度L22在与底部距离为对应于在全新状态下的所述通风空腔(5)的总深度H的10％处测量。

6.设置有根据权利要求1至5中的任一项定义的胎面的轮胎，该轮胎旨在装配至旨在承载极重负载的土木工程车辆的前轴。

7.根据权利要求6所述的轮胎，该轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件沿径向位于所述胎面内部，该轮胎的特征在于，所述通风空腔(5)底部的最内点与所述胎冠增强件为非零距离，该距离至少等于所述通风空腔(5)的最大深度H的10％。

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