土木工程輪胎的厚胎面的製作方法
2023-08-03 08:58:16 6
土木工程輪胎的厚胎面的製作方法
【專利摘要】一種土木工程輪胎的胎面(1)，所述胎面包括位於中心部分中的區塊(3)和邊緣肋條(2、4)，中心排中的每個區塊具有在平行於橫向邊緣的方向上測得的寬度Ltb和在周向方向上測得的寬度Lcb，根據本發明的胎面(1)的特徵在於，每個邊緣肋條(2、4)包括形成殼體的多個凹槽(21、41)，所述凹槽(21、41)具有橫向寬度Lte和周向長度Lce，每個凹槽沿著其整個高度He由橫向定向的壁和一個周向定向的壁限定，每個凹槽(21、41)具有適於以周向間隙Ac(在周向方向上測得)和橫向間隙At(在橫向或軸向方向上測得)容納中心區域的區塊的至少一個端部的幾何形狀，所述間隙Ac和At被確定為使得確保在設有所述胎面的輪胎的通常行駛條件下所述中心區域的所述區塊的端部至少部分地與每個凹槽(21、41)的橫向定向的壁中的至少一個接觸，從而防止其端部被鎖定到所述凹槽中的每個區塊(3)與所述中心排的相鄰區塊接觸。
【專利說明】土木工程輪胎的厚胎面
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種土木工程車輛(所謂的「越野」型車輛)的輪胎，其具有厚度至少為25_的胎面。更具體地說，本發明涉及一種新型胎面，其具有能夠限制可能特別是通過沿彎曲路逕行駛而產生的胎面花紋元件之間的剪切應變方面的差異的刻紋。
[0002]剪切應變方面的差異可能引起形成胎面花紋的花紋溝(溝槽)的底部的脆化。
【背景技術】
[0003]預定用於裝配到土木工程車輛上的輪胎通常設有在徑向上從頂部覆蓋胎冠增強層的外側的胎面，所述胎冠增強層自身從頂部覆蓋胎體增強層。該胎面具有由隆起元件(肋條或區塊)形成的花紋，這些隆起元件由多個花紋溝限定；該花紋的厚度至少為25mm並且可能高達110mm( 「花紋的厚度」在本文中指花紋溝的最大深度)。
[0004]胎面的隆起元件具有在徑向上位於胎面外側並且設置用於與地面接觸的表面，其被稱為接觸面。花紋溝具有等於或者小於胎面厚度的深度，並且在橫截面中觀察具有適於限制地面上出現的小石子和其他物體的滯留的幾何形狀。
[0005]在沿彎曲路逕行駛時，觀察到形成胎面的材料的顯著擴展，該擴展直接地通過輪胎的漂移並間接地通過形成胎面的材料在所支承的負載下的壓縮而導致，該負載產生由泊松效應約束的擴展。由於在沿彎曲路逕行駛期間每個周向排相對於曲率中心的位置，觀察到每個周向排行進的距離的局部變化並且以所述排之間的應力和剪切力方面的差異顯現出來。
[0006]應力和剪切力方面的差異被關於土木工程車輛的輪胎的當前要求進一步放大，從而導致承載能力方面的增大。在這些運行條件下，存在對提高在不同類型地面上的牽引性能和儘可能提高耐磨性能(對於給定的可磨損厚度增大在移除輪胎之前所行進的距離)的需求。
[0007]為了滿足這些要求，存在一種在很大程度上增大胎面材料的可磨損厚度並因此增大花紋溝深度從而增大隆起元件的高度的已知方式。
[0008]在其通過接觸區期間，隆起元件承受壓縮力和沿周向方向、橫向方向以及傾斜方向彎曲其的切向應力。隨著區塊的高度增大的這些運動可能引起快速的局部磨損以及花紋溝底部上的橡膠的開裂，所述開裂則可能導致水滲入至輪胎的內部增強層。
[0009]為了限制該現象，存在一種在區塊之間配置平臺的已知方式，所述平臺的目的在於限制在行駛期間區塊的彎曲運動。所述平臺僅在區塊的一部分高度上延伸，以便至少在嶄新狀態下保持最大可能的邊緣長度。存在所述平臺的缺點在於可用花紋溝容積的減小以及當胎面被磨損到所述平臺的高度時有效邊緣長度的減小。
[0010]本發明的目的在於為上述問題提出一種解決方案，也就是說，提出一種土木工程車輛輪胎的胎面花紋，其要求大厚度的可磨損材料(也就是說，具有深度至少為25_的花紋溝)同時在嶄新狀態下產生長的有效邊緣，所述邊緣沿周向和橫向定向，並且同時限制不期望地在不同周向排之間在接觸區中行進的距離方面產生差異。
[0011]在本文中，「嶄新狀態下的有效邊緣」是指特別是嶄新狀態下的、胎面的滾動表面上存在的邊緣。
[0012]從現有技術已知重型車輛的輪胎，其具有小於20mm的可磨損材料厚度，該厚度小於本發明的輪胎的厚度。特別是，US-4320790-A描述了一種重型車輛胎面花紋，其包括邊緣肋條和沿軸向設置在這些肋條之間的多排區塊，所有這些區塊由Z字形周向花紋溝軸向地限定(限界)。該文件未以任何方式提出與本發明對應的變型的說明，因為胎肩肋條之間的區域由於多個周向花紋溝的存在而是高度撓性的，並且因此應用到厚輪胎(至少25mm的厚度)上將導致加速的磨損。
[0013]定義:
[0014]胎面花紋的單位表面的空隙比例等於由隆起元件(區塊和肋條)限定(基本上由花紋溝形成)的空隙的表面與總表面(隆起元件的接觸表面和空隙的表面)之間的比值。低空隙比例表示胎面的大接觸表面和隆起元件之間的小空隙表面。
[0015]區塊是形成於胎面上的隆起元件，該元件由空隙或花紋溝限定並且包括側壁和接觸面，接觸面預定用於在行駛期間接觸道路。
[0016]肋條是形成於胎面上的隆起元件，該元件沿周向方向圍繞整個輪胎延伸。肋條包括兩個側壁和接觸面，接觸面預定用於在行駛期間接觸道路。
[0017]術語「徑向方向」表示垂直於輪胎的旋轉軸線的方向(該方向對應於胎面厚度的方向)。
[0018]術語「橫向方向」或「軸向方向」表示平行於輪胎的旋轉軸線的方向。
[0019]術語「周向方向」表不與以旋轉軸線為中心的任一圓相切的方向。該方向垂直於軸向方向和徑向方向。
[0020]輪胎的通常行駛條件或者其使用條件由ETRTO標準限定；這些使用條件規定了與由其負載指數及其速度代碼所表示的輪胎的負載能力對應的基準充氣壓力。這些使用條件也可以被稱為「標稱條件」或「慣用條件」。
【發明內容】
[0021]本發明旨在改進具有厚胎面(也就是說，其花紋溝具有至少25_的深度的胎面)的土木工程車輛的輪胎的性能，所述胎面在嶄新狀態下具有長的有效邊緣，這些邊緣沿周向和橫向定向，所述輪胎具有就耐磨性和抓地力而言的高性能，並且對於可能發生在花紋溝底部的任何開裂具有良好的抵抗力。
[0022]為此，本發明提出了一種輪胎胎面，由橡膠材料製成的該胎面具有至少等於在行駛期間可磨損的材料厚度的厚度。
[0023]該胎面包括具有大致周向定向並具有深度Pc的兩個花紋溝，這些花紋溝將胎面劃分成中心區域和兩個邊緣區域。
[0024]中心區域包括多個大致橫向定向的花紋溝，所述大致橫向定向的花紋溝具有深度Pt和平均寬度Dt，這些橫向花紋溝和周向花紋溝在中心排中限定沿周向方向彼此隔開的多個區塊。每個區塊具有(多個)側壁和接觸壁，該接觸壁預定用於在行駛期間接觸地面，所述側壁沿著邊緣分割接觸壁，其中一些邊緣沿周向方向定向，而另外一些邊緣沿橫向方向定向。中心排中的每個區塊具有在平行於橫向邊緣的方向上測得的寬度Ltb和在周向方向上測得的寬度Lcb。每個區塊包括兩個端部，每個端部面向邊緣肋條。
[0025]另外，每個邊緣排由連續肋條形成，所述連續肋條具有預定用於在行駛期間接觸地面的接觸壁和以與肋條的最大寬度對應的距離Ltn隔開的兩個側壁，這些側壁之一限定周向花紋溝。
[0026]根據本發明的胎面的特徵在於，每個邊緣肋條的側壁包括形成殼體的多個凹槽，所述凹槽具有橫向寬度Lte和周向長度Lce，每個凹槽在其整個高度He上由橫向定向的壁和周向定向的壁限定，每個凹槽具有用於至少以周向間隙Ac (在周向方向上測得)和橫向間隙At (在橫向或軸向方向上測得)容納中心區域的區塊的端部的適宜幾何形狀，這些間隙Ac和At被確定為使得確保在設有所述胎面的輪胎的通常行駛條件下中心區域的所述區塊的每個端部至少部分地與凹槽的橫向定向的壁接觸，從而防止其端部被鎖定在所述凹槽中的每個區塊與中心排的相鄰區塊接觸，以便在輪胎行駛期間保持通過接觸區的每個橫向花紋溝中的儲存能力。
[0027]在本文中，「周向間隙Ac」意味著該間隙存在於凹槽的每個橫向定向的壁和預定用於與所述凹槽相互作用的端部之間。
[0028]本發明使得厚胎面(也就是說，具有至少25_的厚度的胎面)的中心區域的區塊能夠以有利的條件運行，以便在負荷下的直線行駛條件和轉彎條件時均可以在中心區域的所述區塊之間保持空隙。因為所述配置，可以減小在胎面的不同排所行進的距離方面的差異而導致的影響，同時確保中心排的區塊被邊緣排鎖定。
[0029]優選地，中心排的區塊的橫向邊緣相對於設有根據本發明的胎面的輪胎的旋轉軸線以不超過35度的角度傾斜。
[0030]根據本發明的一變型並且為了進一步改善中心排的區塊的鎖定，進入凹槽的每個區塊端部的長度Ltp至少等於所述區塊的總橫向長度Lb的7%，並且甚至更優選地，至少等於同一總長度Lb的15%。
[0031]很明顯，可以將凹槽的尺寸和預定用於與所述凹槽相互作用的區塊端部的尺寸在輪胎的兩個邊緣之間設置為不同。
[0032]在本發明的另一變型中，進入凹槽的每個區塊端部的長度隨著深度變化；該長度在嶄新狀態下的胎面的滾動表面上最大並且隨著深度減小。優選地，嶄新狀態下的滾動表面上的最大長度至少等於區塊的總橫向長度Lb的15%。
[0033]為了進一步增強中心排的區塊在邊緣肋條上的鎖定，可能有用的是，在限定凹槽的壁上形成與設置在中心排的區塊的端壁上的構件相互作用的構件。
[0034]優選地，中心排的區塊的每個端部整體上被設計為與邊緣肋條中的凹槽相互作用。
[0035]優選地，凹槽的橫向尺寸Lte比設置在橫向方向上的間隙At大至少30%。
[0036]本發明對於厚胎面、特別是具有在25mm至IlOmm的範圍內的厚度(其中「厚度」表示可磨損材料的高度)的胎面特別有用。
[0037]本發明的其他特徵和優點從以下參照以非限制性實例示出本發明所提出的變型實施例的附圖的說明中變得顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1示出了根據本發明的第一實施例的胎面的部分滾動表面的平面圖；
[0039]圖2示出了處於初始形態的圖1所示變型的局部透視圖；
[0040]圖3示出了處於行駛形態的圖1所示變型的局部透視圖；以及
[0041]圖4示出了本發明的一變型的局部透視圖。
【具體實施方式】
[0042]在說明書附圖中，使用相同的附圖標記描述本發明的變型，其中這些附圖標記表示就其結構或功能而言為相同種類的元件。
[0043]圖1示出了具有18.00R33尺寸的土木工程輪胎的胎面I的滾動表面。該胎面設有由三個周向排、即兩個邊緣排B和中心排C形成的花紋。胎面在當前情況下具有等於440mm的總寬度W。
[0044]這些排B和C被具有等於70mm的深度Pc和等於20mm的平均寬度Dc的大致周向定向的花紋溝62、64分開。
[0045]中心排C包括由在當前情況下具有等於15mm的平均寬度Dt和等於70mm的深度Pt的橫向花紋溝5彼此限定的多個區塊3。
[0046]中心排C的每個區塊3包括預定用於在行駛期間接觸地面的接觸面30以及前側面、後側面和端面。每個區塊的側面沿著形成橫向邊緣31、33和周向邊緣32、34的線分割接觸面。
[0047]中心排的每個區塊3具有最大橫向寬度Ltb和周向寬度Lcb。
[0048]每個邊緣排B由具有寬度Ltn的周向連續肋條2、4形成。在圖1的頂部處的肋條2包括接觸面20和兩個側面22與23，其中一個側面23與中心排C的區塊3的側面一起限定周向花紋溝62。
[0049]另外，肋條2的側面23包括多個凹槽21，凹槽的數量等於中心部分C的區塊3的數量。每個凹槽21形成用於容納中心排的區塊3的橫向端部302的一部分的殼體。每個凹槽21由具有周向長度Lce的周向面210和具有橫向寬度Lte的兩個橫向面211、212限定。
[0050]在此處所描述的情況下，每個區塊3的橫向端部302包括沿橫向方向偏置的部分302』，該偏置部分302』預定被置於凹槽21中。該偏置部分302』具有適於裝配到凹槽21中並同時在橫向方向5上與限定凹槽的周向面保持間隙At並且在周向方向上與限定凹槽的每個橫向面保持間隙Ac的尺寸Lcp和Ltp。在所圖解的情況下，間隙Ac在端部302』的每一側相同，但是完全可以提供不同的數值而同時仍然能夠實現所期望的目的。可以儘可能地減小這些間隙Ac和At，但是可能必須保持排水容積，其要求這些間隙為非零值。
[0051]在另一邊緣肋條4上設置相同結構，其區別在於形成於該肋條4上的凹槽41相對於另一肋條2的凹槽21沿周向偏置。因此，設計成與肋條2上的凹槽21和另一肋條4上的凹槽41相互作用的同一區塊3的偏置部分302』、304』沿周向偏置，以提供與行駛方向無關的更對稱的操作。區塊3的偏置部分304』具有相同的幾何特徵，以便與肋條4中的凹槽41的壁411、412相互作用。
[0052]在藉助於該圖1描述的該變型中，設置成與凹槽相互作用的區塊3的端部的偏置部分302』、304』的橫向寬度Ltp等於所述區塊3的總橫向寬度Ltb的10%。
[0053]圖2示出了處於無應力位置的區塊3的局部透視圖。在該圖2中，可以看到，與肋條2中的凹槽21和肋條4中的凹槽41相互作用的區塊3的橫向端部302』、304』從嶄新狀態下的滾動表面延伸至等於將區塊3與邊緣肋條2、4分開的周向花紋溝62、64的深度Pc的深度He。
[0054]圖3示出了處於與行駛期間的形態對應的位置的區塊3的相同局部透視圖。在該形態中，區塊3的橫向端部的偏置部分302』、304』接觸形成於肋條2和4中的凹槽21和41的橫向面。由於周向間隙Ac小於中心排的區塊3之間的橫向花紋溝5的寬度，所述花紋溝的寬度被減小了對應量，但是保持了當行駛時有用的橫向花紋溝空間。另外，通過該操作方式減小了花紋溝底部處的機械應力。箭頭F指示區塊3的剪切應變的合成方向。在該情況下，該方向F與由方向XX』指示的周向方向形成非零角度並且對應於輪胎遵循的彎曲路徑:在轉彎時至少位於外側的區塊的端部同時抵靠凹槽的周向面和同一凹槽的橫向面。
[0055]在未示出的一變型中，本發明可以附加地結合有在中心排的區塊之間形成的平臺。特別是，這些平臺可以與插入於與邊緣肋條中的凹槽相互作用的區塊之間的區塊保持足夠的分隔，這些插入區塊藉助於被鎖定到形成於所述肋條中的殼體中的端部不與所述邊緣肋條相互作用。
[0056]在圖4所示的另一變型中，預定用於相互作用的形成於肋條2和4中的凹槽21、41和區塊3的橫向端部302、304被形成為使得其具有隨著胎面的磨損程度而變化的尺寸。因此，每個凹槽可在嶄新狀態下的滾動表面上具有尺寸Lce和Lte以及連續地變化並在給定深度He處變為等於零的尺寸Lte』。該給定深度He可以例如等於將邊緣肋條與中心排的區塊分開的周向花紋溝的深度Pc的至少50%。
[0057]該變型的有益之處在於，具有大接觸表面的肋條在部分磨損後被修復，鑑於所述事實，根據該部分磨損程度，觸地區域中的區塊的彎曲應變和剪切應變減小，因為區塊的高度(滾動表面與花紋溝底部之間的距離)已經減小並且所述區塊的剛度已經增大。
[0058]在圖4所示的情況下，區塊3的每個橫向端部302、304的整個周向寬度Lcb與形成於胎肩肋條中的凹槽相互作用。
[0059]在未示出的另一變型中，凹槽可具有隨著磨損程度變化的周向長度Lce，該變化可以與同一凹槽的橫向寬度Lte的變化相結合。
[0060]所圖解的變型示出了其橫向邊緣平行於旋轉軸線(圖中的豎直線)的方向的區塊。如果區塊具有相對於旋轉軸線傾斜達到35度的角度的邊緣，則凹槽的橫向面被形成為平行於中心部分的區塊的橫向面。在該情況下，平行於由肋條的接觸面20上的凹槽形成的邊緣的方向測量凹槽的寬度Lte。
[0061]已經利用由多個變型支持的一般術語描述了本發明，但是應當理解，本發明不僅僅局限於所描述和所圖解的變型。很顯然，在不脫離本發明的總體內容的情況下可以進行不同的變化。
【權利要求】
1.土木工程輪胎的胎面(I)，其具有在25mm至IlOmm的範圍內的行駛期間可磨損材料厚度，該胎面包括兩個大致周向定向的花紋溝(64)，所述大致周向定向的花紋溝￠4)具有深度Pc，並將所述胎面劃分成中心區域(C)和邊緣區域(B)，所述中心區域(C)包括多個大致橫向定向的花紋溝(5)，所述大致橫向定向的花紋溝(5)具有深度Pt和平均寬度Dt，所述橫向花紋溝(5)和所述周向花紋溝￠4)限定單一排，所述單一排包括沿周向方向彼此隔開的多個區塊(3)，每個區塊(3)具有側壁和預定用於在行駛期間接觸地面的接觸壁(30)，所述側壁沿邊緣分割所述接觸壁，所述邊緣中的一些邊緣(32、34)沿周向方向定向，而另外一些邊緣(31、33)沿橫向方向定向，所述中心排的每個區塊(3)具有在平行於所述橫向邊緣(31、33)的方向上測得的寬度Ltb和在所述周向方向上測得的寬度Lcb，每個邊緣排(B)由連續的肋條(2、4)形成，所述肋條(2、4)具有預定用於在行駛期間接觸地面的接觸壁(20,40)和以與所述肋條的最大寬度對應的距離Ltn隔開的兩個側壁，這些側壁(23、43)中的每個與所述區塊(3)限定周向花紋溝出4、65)，根據本發明的胎面的特徵在於，每個邊緣肋條(2、4)的側壁(23、43)包括具有橫向寬度Lte和周向長度Lce的多個凹槽(21、41)，每個凹槽(21、41)在其整個高度He上由橫向定向的壁(211、212、411、412)和周向定向的壁(210、410)限定，每個凹槽(21、41)具有用於至少以在周向方向上測得的周向間隙Ac和在橫向或軸向方向上測得的橫向間隙At容納所述中心區域(C)的區塊(3)的端部(302』、304』)的適宜幾何形狀，這些間隙Ac和At被確定為使得確保在設有所述胎面的輪胎的通常行駛條件下所述中心區域的所述區塊(3)的每個端部(302、304)至少部分地與所述凹槽(21、41)的橫向定向的壁(211、212、411、412)接觸，以防止其端部被鎖定到所述凹槽(21、41)中的每個區塊(3)與所述中心排(C)的相鄰區塊(3)接觸。
2.根據權利要求1所述的胎面，其特徵在於，進入凹槽(21、41)的區塊(3)的每個端部(302』、304』)的長度Ltp至少等於所述區塊的總橫向長度Lb的7%。
3.根據權利要求1所述的胎面，其特徵在於，進入凹槽(21、41)的區塊(3)的每個端部(302』、304』)的長度Ltp至少等於所述區塊的總橫向長度Lb的15%。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的胎面，其特徵在於，進入凹槽(21、41)的區塊(3)的每個端部(302』、304』)的長度Ltp隨著所述深度變化，所述長度Ltp在嶄新狀態下的胎面的滾動表面上最大，並且隨著所述深度減小。
5.根據權利要求4所述的胎面，其特徵在於，在嶄新狀態下的滾動表面上測得的進入凹槽(21、44)的區塊(3)的每個端部(302』、304』)的長度Ltp至少等於所述區塊的總橫向長度Lb的15%。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的胎面，其特徵在於，所述中心排的區塊(3)的橫向邊緣(31、33)相對於所述旋轉軸線以不超過35度的角度傾斜。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的胎面，其特徵在於，每個凹槽(21、41)的橫向尺寸Lte比在所述橫向方向上測得的所述區塊的一端與所述凹槽的一個橫向壁之間的間隙At大至少30%。
【文檔編號】B60C11/13GK104169103SQ201380014274
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年2月22日 優先權日:2012年3月15日
【發明者】D·肖萬 申請人:米其林企業總公司, 米其林研究和技術股份公司