CN110337374A - 重型拖车的轮胎胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及重型拖车的轮胎胎面(1)，所述胎面(1)分成中心部分(20)和边缘部分(30)，所述中心部分(20)具有宽度Lc，所述宽度Lc至少等于所述胎面的总宽度W的40％并且最多等于所述宽度W的90％，所述边缘部分(30)不具有任何横向切口，所述中心部分(20)设置有胎面花纹，所述胎面花纹由至少一个周向定向的刀槽(21)和多个横向定向的刀槽(22，22’，22”)确定，所述多个横向定向的刀槽(22，22’，22”)围绕胎面周长分布，所述周向刀槽和横向刀槽的深度至少等于磨损材料的厚度E的60％，并且彼此相互连接从而构成网络，所述周向刀槽和横向刀槽通过隐藏通道(210，220)延伸。所述胎面(1)满足如下条件：所述中心部分(20)由横向刀槽(22’，22”)轴向限定，每个所述横向刀槽(22’，22”)均终止于端部通道(221’，221”)，所述端部通道(221’，221”)通向胎面表面(10)并且在胎面的厚度中延伸，每个端部通道(221’，221”)连接至由隐藏通道(210，220，220’，220”)形成的网络。

Description

重型拖车的轮胎胎面
技术领域
本发明涉及重型车辆的轮胎，更具体地涉及旨在安装至具有两个或三个轮轴的拖车型车辆的承重轮轴的轮胎。更具体地，本发明还涉及此类轮胎胎面的胎面花纹，用于改善这种类型的轮胎的磨损。
背景技术
重型车辆的轮胎包括旨在与安装轮辋接触的胎圈，这些胎圈由胎侧径向向外延续，所述胎侧本身连接至胎冠部分的两侧，所述胎冠部分由胎面覆盖，所述胎面的功能为在轮胎行驶时提供轮胎和道路之间的接触。
此类轮胎包括胎体增强件，所述胎体增强件锚固在胎圈中，该增强件延伸通过胎侧直至轮胎的胎冠。在轮胎的胎冠部分中，该胎体增强件(由一个或多个增强层形成)的径向外部由胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件本身由多个增强层组成。
轮胎的胎面具有合适的厚度并且还设置有特定用途的胎面花纹。该胎面花纹由凸起元件形成，所述凸起元件由沟槽、刀槽(通常由切口)限定。
定义：
轮胎的径向方向表示垂直于轮胎的旋转轴线的方向。
轴向方向或横向方向表示平行于轮胎的旋转轴线的方向。
周向方向表示与以轮胎的旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。
切口表示在胎面中形成的沟槽或刀槽。
沟槽表示在胎面的材料壁之间形成的空间，其深度最多等于胎面的厚度，这些材料壁在轮胎的正常行驶条件下不会彼此接触。
刀槽表示在胎面的材料壁之间形成的空间，其深度最多等于胎面的厚度，所述壁能够在轮胎的正常行驶条件下至少部分地彼此接触。
通道表示在胎面中形成的空腔，该通道具有最大宽度和最大高度的横截面。通道可以连接至至少一个其它通道，从而形成使流体在胎面内部循环的流通网络。类似地，通道可以连接至刀槽。也可以形成通向胎面的胎面表面并在该胎面的厚度中延续的通道。
凸起元件表示块状部或肋状部。凸起元件由沟槽限定，并且具有接触面和侧面，当轮胎行驶时，该接触面旨在与道路接触，所述侧面沿边缘面与接触面相交。周向肋状部为围绕轮胎一直延伸的凸起元件。
胎面的胎面表面表示胎面的所有凸起元件的所有接触面。
重型车辆包括具有多个非转向轮轴的拖车，非转向轮轴即安装至这些轮轴的轮胎/车轮组件仅具有一个方向。因此，这些轮胎不能转向以实现转弯移动。一段时间以来，对于每个所述轮轴已经观察到与转弯运动学有关的问题。虽然其中一个轮轴可以沿圆形路径切向运动，但其它轮轴却不能如此。这导致这些轮轴上轮胎的不规则磨损比轮胎沿圆形路径运动的轮轴上的轮胎的不规则磨损更明显。不规则磨损表示在轮胎胎面的整个胎面表面上不均匀且不规则的磨损。这种磨损可能导致所述轮胎提前报废。这是因为不能沿圆形路径运动的轮轴上的轮胎经受诱导漂移，导致其在路面上的滑动和胎面在路面上的摩擦，因此导致更明显的磨损。
该问题是众所周知的，并且已经提出了几种解决方案。
专利US-5622575提出了一种胎面花纹不对称的胎面，旨在朝向车辆底盘的内部设置的内部部分设置有周向沟槽和横向倾斜定向的刀槽，旨在朝向车辆的外部设置的外部部分不具有任何沟槽和刀槽。该外部部分包括沿周向线设置的多个空腔。
专利US-4905748提出了一种在胎面中平面的两侧结合不同曲率半径的特定胎面花纹，与位于内侧的沟槽相比，该胎面花纹包括位于外侧的具有更窄宽度的沟槽。
虽然这些解决方案提供了不规则磨损方面的改进，但是已经发现，对于安装在不沿圆形路径运动的轮轴上的轮胎，这些轮胎的外部部分(也就是说，沿轴向位于其胎面外部的部分)经受相对于路面的大量滑动，这导致该轴向外部部分的更明显的磨损。
文献US-9022083提出组合隐藏通道和径向通道，所述隐藏通道被交叉形成网络的刀槽覆盖，所述径向通道在刀槽的交点处形成从而通向胎面花纹，并且在胎面的厚度中延伸。
文献FR 2940185A1、FR 2995253A1、FR 2972962A1同样描述了与本发明有关的现有技术轮胎。
发明内容
本发明的目的为改进安装至不能沿圆形路径切向运动的轮轴的轮胎的胎面的磨损性能，同时在胎面的整个使用过程中保持该胎面足够水平的抓地力。
为此目的，旨在安装至重型拖车的重型车辆轮胎的胎面包括旨在与轮辋接触的胎圈，这些胎圈由胎侧径向向外延续，所述胎侧本身连接至胎冠部分的两侧，该胎冠部分的径向外部由胎面覆盖，所述胎面具有长度和待磨损材料的厚度E，并且具有胎面表面，所述待磨损材料的厚度E决定磨损极限，当轮胎行驶时所述胎面表面与路面接触。该轮胎包括胎体增强件，所述胎体增强件锚固在胎圈中，并且通过胎侧延伸至胎冠部分，轮胎的胎冠部分包括胎冠增强件。
本发明的胎面包括中心部分和边缘部分，这些边缘部分轴向限定中心部分。
该胎面在其中心部分和其中平面的两侧设置有多个刀槽，这些多个刀槽包括至少一个周向刀槽和横向刀槽，所述横向刀槽包括第一组侧向刀槽和第二组侧向刀槽，这些侧向刀槽组的每一个刀槽包括第一端部和第二端部，所述第一端部靠近胎面的中平面，所述第二端部沿轴向位于外部，所述侧向刀槽的两端轴向限定胎面的中心部分。每个侧向刀槽在其第一端部处通入周向刀槽中。
此外，胎面中心部分的所有刀槽在胎面中延伸至至少等于待磨损材料的厚度E的60％的深度，并且通过适当尺寸的隐藏通道在胎面中延伸，用于补充全新状态下胎面表面下的连续的流通网络，这些隐藏通道旨在在预定量的部分磨损之后形成沟槽。
该胎面满足如下条件：所述胎面在其中心部分完全没有沟槽，所述中心部分的宽度至少等于胎面的总宽度W的40％并且最多等于90％。此外，在胎面的中心部分形成的侧向刀槽在其第二端部处通入端部通道中，所述端部通道通向胎面的胎面表面，并且在所述胎面的厚度中延伸，直到其与刀槽底部的隐藏通道汇合，从而在所有通道之间(无论其为侧向通道还是隐藏通道)形成连续的流体流通网络。
因此，有可能通过改变中心部分的宽度以保持大量的材料，从而最佳地调节轮胎的局部刚度和整体刚度。设置有此类胎面的轮胎在拖车类型的重型车辆上的安装位置使得能够使用这种类型的被称为相对紧凑的胎面。表述“相对紧凑”在本文中应理解为表示空隙面积与总胎面表面积的比值较低，更具体地最多等于7％，所述总胎面表面积包括材料面积和空隙面积。
横向定向的刀槽在本发明中应被认为平行于轮胎的轴向方向或与轴向方向形成非零平均角度(在这种情况下，其可以称为倾斜的)。
周向切口(沟槽，刀槽)在轮胎周围的整个胎面宽度上延伸。
所有刀槽(无论其为周向刀槽还是横向刀槽)均可以具有直线或非直线的几何形状，并且在胎面的厚度上相对于垂直于胎面表面的方向具有非零倾斜。这些相同的刀槽可以具有适合的几何形状，使限定它们的相对壁机械地互锁。
待磨损材料的厚度E通常对应于全新状态下胎面的胎面表面和胎面中刀槽或通道的最内点之间的距离。
通过该胎面花纹，有可能在胎面的边缘部分和中心部分保持非常高的刚度，同时在覆盖水的路面上保持良好的行驶性能水平，在全新状态下在胎面表面下形成连接至胎面表面的排水通道。
优选地，端部通道的横截面积介于直径等于每个边缘的宽度Lb的15％的圆的横截面积和直径等于每个边缘的宽度的25％的圆的横截面积之间。
有利地，中心部分的宽度至少等于胎面的总宽度W的60％，甚至更有利地等于80％。
在本发明的一个优选变体中，边缘部分不具有任何周向切口(无论是沟槽还是刀槽)。这些边缘部分可以认为是“光滑”部分或实心部分，其体积空隙比等于0％。
该变体与上文提到的现有技术的不同之处在于，在全新状态下，在中心部分或边缘部分中不存在任何通向胎面表面的沟槽。
有利地，全新状态下中心部分的体积空隙比至少等于6％并且最多等于9％；在未充气轮胎上在胎面表面和平行于胎面表面并且穿过最深空腔(刀槽或隐藏通道)的最内点的表面之间评估该体积空隙比。有利地，全新状态下中心部分的表面空隙比至少等于2％并且最多等于6％。
所提出的胎面花纹由于不存在任何横向切口而能够在胎面的边缘处具有高机械刚度，同时通过如下手段限制胎面中心部分的刚度损失：刀槽闭合至一定程度使得当刀槽位于轮胎与路面接触的接地面中时，其相对壁至少部分地接触。这些刀槽能够形成有助于实现良好抓地力性能的边缘面。此外，在中心部分和每个边缘部分之间的边界处形成的端部通道的存在能够确保在行驶操作的过程中，在潮湿天气中存在于该区域中的水以有利于良好抓地力并且有利于轮胎边缘部分的热通风的方式被捕获。
因此可以同时：
-特别通过增加与路面接触的材料量获得磨损和磨损规律方面的性能改进，
-获得对施加在轮胎上的侧向应力(例如，在围绕小半径圆转向的多轮轴车辆上观察到的擦应力)的更好的抗性，
-对于所讨论的使用类型在水覆盖的路面上获得令人满意的抓地力。
有利地，第一组侧向刀槽的第二端部与第二组侧向刀槽的刀槽第二端部周向偏移，使得它们不同时与路面接触。
在本发明的一个变体中，横向或倾斜刀槽均在胎面的深度中相对于径向方向以同一个平均角度倾斜，所述平均角度最多等于25度，并且优选在0度和10度之间。通过该倾斜，当刀槽位于轮胎与路面接触的接地面中时产生更好的闭合。
在本发明的另一个变体中，胎面设置有额外通道，所述额外通道通向胎面并且凹入胎面的厚度中，这些额外通道有利地能够位于赤道中平面中。这些额外通道具有适当的尺寸并且连接至其它隐藏通道，从而形成连续的通道网络。
全新状态下通向胎面表面的刀槽的密度满足如下条件：在胎面的表面处，不与任何刀槽相交的圆的最大直径最多等于14mm。
通过该胎面结构，有可能减小胎冠增强件和胎面中最内通道之间的材料厚度，这有利于降低轮胎行驶时材料中达到的温度水平。非常低的表面空隙比和体积空隙比能够更有效地保护胎冠增强件免受腐蚀，从而降低拒绝翻新的比率。
参考通过以非限制性实施例的方式显示了本发明主题的实施方案的所附附图的以下描述，本发明的其它特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1显示了根据本发明的胎面的变体的局部视图，该变体包括四个纵向刀槽。
图2显示了根据本发明的胎面的第二变体，其中横向刀槽均相对于垂直于胎面表面的平面以非零平均角度倾斜。
图3显示了根据本发明的胎面的第三变体。
具体实施方式
对于本说明书所附的附图，可使用相同的附图标记表示本发明的变体，其中这些附图标记表示相同类型(不论是结构上还是功能上)的元件。
图1显示了旨在安装至重型拖车并且尺寸为385/65R 22.5的轮胎2的一部分，该轮胎包括胎体增强件4，所述胎体增强件4的径向外部由胎冠增强件3覆盖。该轮胎2还包括根据本发明形成的胎面1。该胎面1具有总宽度W，所述总宽度W对应于轮胎与路面的接地面的平均宽度，该接地面在轮胎的使用条件下在零的速度下获得。在所示的情况下，该宽度W等于310mm。
胎面1由通过单一材料制成的层51形成，该层51具有等于14.3mm的总厚度E，所述总厚度E对应于在设置有胎面的轮胎的整个使用寿命期间可磨损直到达到预先设定的磨损极限的厚度。该胎面1沿径向设置在中间层52(或底胎面)的外部，该中间层52沿径向放置在胎冠增强件3上，从而保护该胎冠增强件。一般来说，该中间层选择为具有低滞后性特性，从而限制损失并降低操作中的温度水平。该中间层52不旨在与路面接触，因此在磨损到达该中间层之前必须将轮胎从车辆上移除。
胎面1包括沿径向位于外部的胎面表面10，所述胎面表面10旨在在行驶时与路面接触。
如图1所示，全新状态下该第一胎面变体完全没有通向胎面表面10的沟槽。
此外，胎面1包括完全没有空隙(沟槽，刀槽)的边缘部分30，并且沿轴向在这些边缘部分30之间的为中心部分20，在所述中心部分20中形成所有切口。中心部分20设置有四个周向刀槽21和多个横向刀槽22，22’，22”，所述横向刀槽在径向平面中形成，也就是说在穿过轮胎的旋转轴线的平面中形成。在本变体中，横向刀槽和周向刀槽均垂直于胎面表面10。
在周向刀槽21之间形成的为多个横向刀槽22，所述横向刀槽22在周向方向上以等于28mm的间隔(即在全新状态下在其赤道中平面中测量的轮胎周长的0.8％)规则设置。在中心部分的最外周向刀槽22的轴向外部形成的为第一组横向刀槽22’和第二组横向刀槽22”，在中平面XX’的每侧各有一组，这些横向刀槽22’，22”在周向方向上以等于42mm的间隔(即在全新状态下在其赤道中平面中测量的轮胎周长的1.25％)设置。
这些横向刀槽22’，22”组的每一个刀槽包括第一端部和第二端部，所述第一端部靠近中平面，所述第二端部沿轴向位于所述第一端部的外部，侧向刀槽22’，22”的两端之间的距离轴向限定胎面中心部分的宽度Lc。每个侧向刀槽22’，22”在其第一端部处通入周向刀槽21中。
周向刀槽21和横向刀槽22，22’，22”形成允许流体循环的相互连接的网络。在新轮胎上，周向刀槽和横向刀槽具有小于1.0mm的平均宽度。
周向刀槽21延伸至等于9.3mm的深度(即待磨损材料的厚度E的65％)，并且通过通道210径向向内延续，所述通道210具有椭圆形横截面并且沿其主轴和副轴的尺寸分别等于7mm和5mm(副轴在胎面的厚度方向上定向)。类似地，连接至周向刀槽21的横向刀槽22通过通道220径向向内延续，所述通道220具有相同的椭圆形横截面并且沿其主轴和副轴的尺寸分别为4mm和3.5mm(副轴在胎面的厚度方向上定向)。
横向刀槽22’，22”通过横向定向的通道220’，220”径向向内延续，所述通道220’和220”具有与延续轴向最内周向刀槽22的通道220的横截面相同的横截面。这些通道220’，220”通入通道210中，所述通道210延伸最内周向刀槽21。
这些相同的横向刀槽22’，22”分别通过端部通道221’，221”延伸，所述端部通道221’，221”在径向方向上沿刀槽22’，22”延伸，直到其与分别在刀槽22’，22”径向底部形成的通道220’，220”汇合。
端部通道221’，221”具有直径等于4mm的圆形横截面，并且在转弯情况下在胎面的正确操作中起重要作用。
该图1显示在中心部分20的每侧形成的端部通道221’，221”沿周向偏移，以免同时与路面接触。
测量中心部分的宽度Lc作为位于中心部分两侧的端部通道221’之间的距离。在这种情况下，该宽度等于266mm，或略大于胎面的宽度W的85％。
需要注意的是，通道221，220，220’，220”旨在在胎面部分磨损之后形成新的沟槽；此外，由于其尺寸及其在胎面中的位置，这些通道仅非常轻微地影响该胎面的刚度。其作用主要是促进由刀槽和所述通道形成的网络中的液体流动。
中心部分20通过宽度为Lb(在该情况下等于22mm)的边缘部分30(在该变体中完全没有切口)轴向延伸。
该变体中心部分的体积空隙比约等于8％并且其表面空隙比等于5％。
因此，有可能获得用于拖车类型车辆的重型轮胎的胎面的胎面花纹，其在全新状态下不具有任何周向沟槽或横向沟槽，但包括通向胎面表面的足够数量的通道，从而确保排出路面上存在的水。由于低体积空隙比(在6％和9％之间)而紧凑的胎面花纹是特别有利的，因为其保持有利的边缘面，从而得益于合适的牵引力，同时最大化与路面接触的材料的量。
在另一个有利的变体(本文未示出)中，延伸周向刀槽和横向刀槽的隐藏通道可以部分地或完全地在中间层52中形成，所述中间层52位于胎面1和胎冠增强件3之间。
图2显示了根据本发明的另一个第二变体的胎面1的一部分。在该第二变体中，横向刀槽22，22’均相对于垂直于胎面表面的平面(该平面具有由该图2中的线RR表示的线)以相同的角度A倾斜，在所示的情况下，该角度A等于15度。该图中显示的方向CC表示周向方向。
在该变体中，端部通道221’凹入胎面的厚度中，并且遵循横向刀槽22’的路径，因此相对于垂直于胎面表面的平面以15度的角度倾斜。此外，在周向刀槽21之间形成的横向刀槽22的端部处模制额外通道221。
图3显示了根据本发明的胎面的第三变体的局部视图。在该变体中，胎面1具有总宽度W，并且包括沿径向位于外部的胎面表面10，所述胎面表面10旨在在行驶时与路面接触。
该胎面包括中心部分，其宽度Lc由径向通道221’，221”的端部确定，所述径向通道221’，221”在轴向最外倾斜刀槽22’，22”的轴向端部处形成。这些倾斜刀槽22’，22”在其另一端处通入两个周向刀槽21中。在两个周向刀槽21之间形成的为多个倾斜刀槽22，所述多个倾斜刀槽22在与轴向最外倾斜刀槽22’，22”的倾斜相反的方向上倾斜。
如第一变体所示，刀槽(无论其为周向刀槽21还是倾斜刀槽22，22’，22”)均通过隐藏通道沿径向朝内部延伸，所述隐藏通道旨在在预定量的部分磨损之后形成新的沟槽。
周向刀槽21和横向刀槽22，22’，22”相互连接从而形成网络。在新轮胎上，周向刀槽和横向刀槽具有适当的平均宽度，从而当轮胎处于与路面接触的接地面中时使得限定它们的壁至少部分地接触。
该图3显示了端部通道221’，221”在中心部分20的两个边缘之间偏移，以免同时接触。
沿轴向位于中心部分20的界限外部的为边缘部分30，所述边缘部分30完全没有横向或倾斜定向的切口。然而，这些边缘部分30各自设置有周向沟槽31，其最大深度对应于在胎面的中心部分中形成的隐藏空腔的底部。
借助这些变体描述的本发明并不旨在限制于这些变体，并且可以在不偏离本发明的范围的情况下对其进行各种修改。特别地，刀槽可以具有之字形形状(无论在深度中还是在胎面表面)。

Claims (10)

1.旨在装配至重型拖车的轮胎的胎面(1)，该胎面具有待磨损材料的厚度E并且具有胎面表面(10)，所述待磨损材料的厚度E决定磨损极限，所述胎面表面(10)用于与路面接触，该胎面分成中心部分(20)和位于中心部分两侧的边缘部分(30)，所述边缘部分(30)不具有任何横向切口，所述中心部分(20)设置有不具有任何周向沟槽的胎面花纹，该胎面花纹包括多个刀槽，该多个刀槽包括至少一个周向刀槽(21)和横向刀槽(22，22’，22”)，所述横向刀槽包括第一组侧向刀槽(22’)和第二组侧向刀槽(22”)，这些侧向刀槽(22’，22”)组的每一个包括第一端部和第二端部，所述第一端部靠近胎面的中平面，所述第二端部沿轴向位于所述第一端部的外部，侧向刀槽的两端轴向限定胎面的中心部分，每个侧向刀槽在其第一端部处通入周向刀槽中，胎面中心部分的所有刀槽在胎面中延伸至至少等于待磨损材料的厚度E的60％的深度，并且通过适当尺寸的隐藏通道(210，220)在胎面中延伸，用于补充全新状态下胎面表面(10)下的连续的流通网络，这些隐藏通道(210，220)旨在在预定量的部分磨损之后形成沟槽，该胎面(1)的特征在于，在其中心部分中完全没有沟槽，该中心部分的宽度至少等于胎面的总宽度W的40％且最多等于90％，在胎面的中心部分形成的侧向刀槽(22’，22”)在其第二端部处通入端部通道(220’，220”)中，所述端部通道(220’，220”)通向胎面的胎面表面，并且在所述胎面的厚度中延续，直到其与刀槽底部的隐藏通道汇合，从而在所有通道之间形成连续的流体流通网络，无论所述通道为侧向通道还是隐藏通道。
2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述中心部分(20)的宽度Lc至少等于胎面的总宽度W的80％。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的胎面，其特征在于，全新状态下胎面的表面空隙比最多等于7％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的胎面，其特征在于，所述端部通道(221’，221”)的横截面积介于直径等于每个边缘部分(30)的宽度Lb的15％的圆的横截面积和直径等于每个边缘部分(30)的宽度Lb的25％的圆的横截面积之间。
5.根据权利要求4所述的胎面，其特征在于，全新状态下所述中心部分(20)的体积空隙比选择为至少等于6％且最多等于9％，并且全新状态下表面空隙比至少等于2％且最多等于6％。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的胎面，其特征在于，所述边缘部分不具有任何周向定向的沟槽或刀槽。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的胎面，其特征在于，所述横向刀槽(22，22’，22”)在深度中相对于径向方向以相同的角度倾斜，所述角度最多等于25度，并且优选在0度和10度之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的胎面，其特征在于，胎面的中心部分(20)的轴向最外横向刀槽(22’，22”)围绕车轮以同一组的两个连续刀槽之间的平均距离分布，所述平均距离最多等于在所述轮胎的赤道中平面上测量的轮胎周长的2％。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的胎面，其特征在于，所述端部通道(221’，221”)在中心部分(20)的两个边缘之间偏移。
10.设置有根据权利要求1至9中任一项所述的胎面的轮胎，该轮胎旨在安装至拖车类型的重型车辆的承重轮轴。
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