CN1860037B - 重型设备用轮胎、轮胎胎面及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于重型车辆的轮胎，例如卡车、农业车辆或民用工程车辆。本发明的轮胎包括胎体，该胎体由顶端胎体径向叠加，顺次再由胎面覆盖，所述胎面通过两个胎边连接到两个胎圈。按照本发明，轮胎胎面的至少径向外部包括相对密度小于0.2的发泡弹性体混合物。本发明也涉及胎面和使用该胎面生产位移辅助装置。

Description

重型设备用轮胎、轮胎胎面及其用途
技术领域
本发明涉及一种轮胎或等效系统，其用于安装在重型车辆，农业，或建筑机械类的重型设备上，所述轮胎包括至少一个由胎面径向覆盖的胎体加强件。
背景技术
这种轮胎包括通常由胎冠加强件径向覆盖的胎体加强件，其本身还由胎面覆盖，所述胎面通过两个胎边与两个轮胎胎圈相连接。
已经发现这种车辆的使用，特别是如果应用于农业，将会导致压碎农作物。经由轮胎与土壤的接触区域车辆和地面之间发生接触；载荷施加的压力和刹车以及驱动力矩传递导致的切向力和车辆动力学相关的侧向力能够通过压紧，刨挖和磨擦土壤而有效的破坏土壤。
当车辆在田野上使用时，由于车辆压碎农作物，更具体而言是由于其轮胎在田野通过而压碎农作物，因此使用者现在所需要的是减少破坏农作物的风险。
为减少碎土，众所周知的是减少轮胎的压力和/或增加其尺寸以便减少施加到地面的压力和因此而导致的压碎。以这种方式可以获得小于1巴的地面压力。
在此压力水平上，轮胎的结构刚性与其气压刚性(pneumaticrigidity)相比不再是可以忽略不计的，因此地面的压力分布是不均匀的；胎肩承受的比轮胎胎面更多。如果地面具有不规则表面，在接触区域上压力分布的不均匀现象将会进一步加重。
到现在为止，申请人进行了很多调查研究，涉及胎面子午型面(profiles)，胎体加强件型面，胎体加强件和胎冠的材料的改进，或者胎面花纹块设计和尺寸的改进，但是并没有带来所希望的改善。
使用成对的轮胎也是公知的，通过减少每个轮胎的压力从而能够限制压碎同时保留载荷能力。然而这样的方法带来问题，特别是轮胎庞大笨重。
使用履带也是公知的，其能够使车辆施加在地面的平均压力进一步减少。
此类方法允许将载荷分布在一个更大的接触面积上，以便减少施加在地面的压力。与此相反，如果地面具有不规整的表面，那么接触仅仅发生在一些高点上，由于所述点，普通轮胎或履带导致局部超压。
发明内容
因而本发明的目的是提供用于重型设备的轮胎或等效系统，特别是当该重型设备在地面上通过时，不管地面的性质特别是在疏松土壤或不规整地面的情况下，由于压缩或压碎对地面产生的损害将减少。
按照本发明该设备的轮胎包括由胎冠加强件径向覆盖的胎体加强件，胎冠自身由胎面径向覆盖，所述胎面通过胎边连接到两个胎圈，所属胎面至少在其径向外部包括发泡的弹性体混合物，该混合物的相对密度小于0.2和优选接近0.1。
“轴向”应当理解为指与轮胎的旋转轴平行的方向；当其被指向轮胎内部时该方向可以是“轴向向内”，而当其被指向轮胎外部时该方向可以是“轴向向往”。
“径向”指与轮胎的旋转轴垂直和通过旋转轴的方向。该方向可以是“径向向内”或者是“径向向往”，而这取决于其是否被指向旋转轴或轮胎的外部。
轮胎的旋转轴是在正常使用时轮胎绕其旋转的轴。
轮胎的周向(circumferential direction)或纵向是对应于轮胎的圆周并由轮胎的滚动方向定义的方向。其完全垂直于径向和轴向。
径向平面或子午平面是轮胎旋转轴的平面。
轮胎的圆周平面是垂直于轮胎旋转轴的平面。
子午圆周平面或赤道平面是垂直于轮胎旋转轴的平面并将轮胎分成两半。
按照本发明所定义的轮胎，其能够在地面上的轮胎印记水平面上，使对地面所施加的压力的分布有本质的改善。
具体实施方式
在轮胎的一个优选实施方式中，发泡弹性体混合物的肖氏00硬度小于60和优选小于55。
肖氏00硬度是按照ASTM D 2240测定的。
对于发泡弹性体混合物也优选是闭孔泡沫材料。
按照本发明所定义的轮胎，其具有这样的特征以便在具有不规则表面的地面上，所述轮胎的胎面沿着障碍或不规则而变形，并且这种变形是在胎面本身之内局部的和有限的。换句话说，轮胎胎面的刚性与轮胎结构的刚性相比要低的多，而这将允许由于地面不规则带来的局部变形。因而，这样的结构能够保留地面胎印水平面上所施加载荷令人满意的均匀分布，而不会出现过度的超载峰值。此外，所定义的轮胎，更具体而言是其胎面，当由载荷施加到轮胎产生预应力时，在可接受的范围内变形。
在本发明一个特别有利的实施方式中，发泡弹性体混合物是丁基橡胶。这种材料可以是例如欧洲专利申请EP1149678所阐述的那种。
在本发明的一个有利的变异中，胎面的径向向外部分由保护膜覆盖。这种保护膜例如是非发泡的丁基橡胶类膜。所寻求的保护功能主要是源于土壤的侵蚀；因此，选择具有较大粘合性，特别是抗撕裂的一种材料是有利的。所选择的保护膜赋予其他类型的保护也是有利的，例如抗太阳辐射或者甚至抗化学侵蚀。
在本发明的一个优选实施方式中，胎面的径向向外部分紧紧黏附在与其直接接触的径向向内层。特别是，这个结果可以通过将胎面粘结到所述轮胎的基本结构上而获得。轮胎的基本结构例如是先前没有胎面制得的轮胎，或至少没有胎面的径向向外部分。
测试结果证实使用按照本发明的轮胎减少了当轮胎在田地中滚动时损害农作物的风险，而这特别是源于在地面接触区域的水平面上更好的压力分布。
本发明也建议一种用于重型设备的胎面，其至少在径向向外部分包括发泡弹性体混合物，该混合物的相对密度小于0.2和最好接近0.1。
最好，发泡弹性体混合物的肖氏00硬度小于60和优选小于55。
如更早所述，发泡弹性体混合物是闭孔泡沫材料，例如丁基橡胶。
对于胎面的径向向外部分最好也覆盖保护膜。
本发明也提出使用如上所定义的胎面，从而制造用于辅助移动的装置，例如轮胎或履带。
在第一个实施方式中，由任何本领域熟知的方法例如粘合剂，将所述胎面固定到所述移动辅助装置的基本结构。
在第二个实施方法中，所述胎面用非永久方法与所述移动辅助装置的基本结构连接起来。在这个实施方式中，胎面可以用套筒或保护套的形式使用，其仅仅在需要的时候被放入合适的位置。关于装配，这样的实施方式打个比方就如同客车提供链条用于在雪地上驱动一样。
这样的实施方式既可以用于轮胎也可以用于履带，因而胎面可以覆盖这样一种轮胎胎面，这种轮胎可以没有按照本发明的所述胎面而被使用。
按照本发明的这些实施方式尤其适合用于结构刚性低的移动辅助装置的基本结构。
更具体而言，按照本发明的胎面提供用于创造一种移动辅助装置，该装置用于重型车辆，其中所述移动辅助装置的充气压力小于0.3巴。
本发明的其他细节和有利特征将从所进行测试的阐述中出现和如下所述。
所进行的测试是两种类型。首先，车辆在地面行驶，在地面之中嵌入平面传感器从而测定轮胎对地面所施加的压力。然后，其他的测试包括模拟不规则地面和测定轮胎在这种不规则地面上所施加的载荷。
测试中所用的车辆具有尺寸710/70R 34充气到0.2巴的轮胎。该轮胎是按照本发明制造的和包括这样的胎面，其在外部径向具有40mm厚相对密度等于0.1和肖氏00硬度等于49的发泡丁基橡胶制成的层。
测试也使用参考车辆进行，该车辆装配有相同尺寸的轮胎并充气到相同压力，但是具有普通的胎面。
施加到美国轮胎的径向载荷是1600kg。
然后第一个测试包括在平面传感器上行驶车辆和测定在地面上施加的压力。
如果是参考车辆，与该胎面的中部相比在胎肩的水平面出现超压；在胎肩的这个超压大约是该中部压力的三倍。这些结果确证在所述充气压力下轮胎的结构刚性是不可忽略的因素。
按照本发明的轮胎所获得结果显示在胎面的全轴宽上压力均维持在小于0.4巴，这完全能够满足预计的应用。
第二个测试通过在环形传感器上行驶车辆进行，传感器是柱式和高度为30mm。
如果是参考车辆，传感器测定的质量为200至350kg之间，而这取决于其是否位于胎面中间或在胎肩的水平面上。
如果是按照本发明的轮胎，在胎面的整个轴向宽度上，由传感器测定的载荷小于80kg。
按照本发明所定义的轮胎或移动辅助装置的胎面，其可以在接触区域产生更好的压力均匀性和当地面存在不规整时减少局部压力增加的风险，从而使车辆能够在较小的地面损害(特别是压碎)风险下使用。

Claims (15)

1.用于重型车辆、农业或建筑机械类型重型设备的轮胎，其包括由胎冠加强件径向覆盖的胎体加强件，胎冠加强件本身由胎面径向覆盖，所述胎面通过两个胎边连接两个胎圈，其特征在于，胎面在其径向向外部分至少包括相对密度小于0.2的发泡弹性体混合物，发泡弹性体混合物的肖氏00硬度小于60。
2.按照权利要求1的轮胎，其特征在于，发泡弹性体混合物是闭孔发泡材料。
3.按照权利要求1的轮胎，其特征在于，发泡弹性体混合物是丁基橡胶。
4.按照权利要求1的轮胎，其特征在于，胎面径向向外部分由保护膜覆盖。
5.按照权利要求1的轮胎，其特征在于，胎面的径向向外部分紧紧黏附在与其直接接触的径向向内层。
6.用于重型设备的轮胎胎面，其特征在于，其在径向向外部分包括相对密度小于0.2的发泡弹性体混合物，发泡弹性体混合物的肖氏00硬度小于60。
7.按照权利要求6的胎面，其特征在于，发泡弹性体混合物是闭孔发泡材料。
8.按照权利要求6的胎面，其特征在于，发泡弹性体混合物是丁基橡胶。
9.按照权利要求6的胎面，其特征在于，胎面径向向外部分由保护膜覆盖。
10.按照权利要求6所述胎面用于制造移动辅助装置的用途。
11.按照权利要求10的胎面的用途，其特征在于，所述移动辅助装置为轮胎或履带。
12.按照权利要求10的胎面的用途，其特征在于，所述胎面固定在所述移动辅助装置的基本结构上。
13.按照权利要求10的胎面的用途，其特征在于，所述胎面与所述移动辅助装置的基本结构非永久的连接。
14.按照权利要求12或13的胎面的用途，其特征在于，所述移动辅助装置的基本结构具有低结构刚性。
15.按照权利要求10的胎面的用途，其用于制造设计用于重型车辆的移动辅助装置，其中所述移动辅助装置的充气压力小于0.3巴。
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Patentee after: Compagnie General Des Etablissements Michelin

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Granted publication date: 20100428

Termination date: 20190930