用于重型土木工程车辆的具有改进抓地性的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及一种用于重型土木工程车辆的轮胎(1)，其目的在于改善磨损使用寿命、抗攻击性和抓地性之间的性能折衷。胎面(2)具有轴向宽度L0并且在赤道平面(XZ)的每侧上包括在等于至少0.5*L0/2的轴向距离LE处的至少一个外部纵向切口(41)和在等于至多0.4*L0/2的轴向距离LI处的至少一个内部纵向切口(42)，至少一个外部纵向切口(41)包括通向胎面表面(3)并具有平均宽度WE1的外部径向部分(411)，所述平均宽度WE1等于所述外部径向部分(411)的高度HE1的至少0.6倍，并且至少一个内部纵向切口(42)包括未通向胎面表面(3)并具有平均宽度WI2的内部径向部分(422)，所述平均宽度WI2等于所述内部径向部分(422)的高度HI2的至少0.6倍。内部径向部分(422)的高度HI2的至少0.6倍。内部径向部分(422)的高度HI2的至少0.6倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于重型土木工程车辆的具有改进抓地性的轮胎


[0001]本专利技术涉及一种用于施工场地类型的重型车辆的轮胎，所述轮胎旨在承载重负荷并且在不平坦的多石地面(例如矿场的地面)上行驶。本专利技术特别地涉及这种轮胎的胎面，所述胎面的抓地性在轮胎的整个使用过程中是改进的。
[0002]本专利技术更特别地涉及一种旨在装配至施工场地类型的重型车辆的轮胎，所述重型车辆例如为旨在用于运输从采石场或从露天矿场开采的材料的自卸车。自卸车承受特别严苛的行驶条件：高负荷、持久的速度、倾斜且蜿蜒的路线、不平且多石的地面。举例而言，在开采诸如矿石或煤炭的材料的场地，自卸车类型的车辆的使用以简化的形式包括交替的负载外运循环和空载返回循环。在负载外运循环中，负载车辆将开采出的材料从矿场底部或矿坑底部的装载区主要向上地运输至卸载区，从而需要轮胎具有在牵引下的良好抓地性。在空载返回循环中，空载车辆主要向下地返回到矿场底部的装载区，从而需要在制动下的良好轮胎抓地性。通常倾斜的路径也常常是蜿蜒的，因此需要轮胎具有良好的横向抓地性。此外，车辆行驶的路径由通常取自矿场的材料(例如压碎且压实的石块)制成以在车辆经过时确保路径的磨损层的完整性，石块经常被弄湿，这意味着它们常常被泥土和水覆盖。因此，一方面，必须使得胎面可有效地去除泥土和水的这种混合物以确保在泥泞地面上的令人满意的抓地性，另一方面，还必须对地面上存在的石头所引起的磨损和攻击具有良好的抗性。

技术介绍

[0003]如上所述，自卸车的特定使用需要对装配在其上的轮胎进行特别管理。在崭新状态下，轮胎通常装配至车辆的前轮轴或转向轴。在该前部位置，施加到轮胎上的负荷通常估计为其标称载荷能力的80％至100％之间，这取决于车辆是在空载状态还是负载状态下行驶，所述标称载荷能力例如由标准ISO 4250和“轮胎和轮辋协会”或TRA标准所限定。当轮胎达到约三分之一的磨损(意味着胎面在崭新状态下的初始高度降低了三分之一)时，将轮胎从前轮轴上拆下，并装配至车辆的后轮轴或从动轴。在该后部位置，施加到轮胎上的负荷通常估计为其标称载荷能力的25％至100％之间，这取决于车辆是在空载状态还是负载状态下行驶。最后，根据现行实践，当轮胎的胎面达到与完全磨损状态相对应的剩余高度时，将轮胎从从动轴上永久拆除。
[0004]旨在构成轮胎外周部分的轮胎胎面包括至少一种橡胶基材料，并且旨在在经由胎面表面与地面接触时磨耗。
[0005]在下文中适用如下定义：
[0006]‑
径向方向：垂直于轮胎旋转轴线的方向，
[0007]‑
轴向方向或横向方向：平行于轮胎旋转轴线的方向，
[0008]‑
周向或纵向方向：与轮胎的外周相切并且与径向方向和轴向方向分别垂直的方向，
[0009]‑
赤道或中间周向平面：包含径向方向和周向方向的平面，其垂直于轮胎的旋转轴
线并且将轮胎分为两个相等的部分。
[0010]整合到轮胎中的胎面的几何性特征通常在于沿着轴向方向的轴向宽度L和沿着径向方向的径向厚度E。轴向宽度L定义为与平整地面接触的胎面表面部分的轴向宽度，轮胎安装在推荐的轮辋上并承受给定的压力和负荷条件。按照惯例，径向厚度E定义为在切口中测得的最大深度Dmax。在用于施工场地类型车辆的处于崭新状态的轮胎的情况下，举例而言，轴向宽度L至少等于600mm，最大深度Dmax至少等于60mm，或甚至70mm。然而，轴向宽度L和最大深度Dmax的这些特征取决于轮胎的磨损状态。特别地，最大深度Dmax在轮胎的崭新状态下的初始深度D0和轮胎的磨损状态下的剩余深度DR(在该值下，根据现行实践将轮胎从车辆上拆除)之间变化。
[0011]为了确保令人满意的纵向抓地性性能(在发动机扭矩和制动扭矩下)和横向抓地性性能，需要在胎面中形成作为分隔凸起元件的切口体系的胎面花纹。
[0012]切口是由材料壁界定并且从胎面表面起沿着径向方向在给定高度上延伸的空间，所述材料壁彼此相对并且彼此间隔开一定距离，所述距离限定了切口的宽度。根据其宽度的值，切口可以为刀槽或沟槽。在刀槽的情况下，当轮胎处于例如由TRA标准推荐的标称负荷和压力条件时，该宽度适合于允许界定所述刀槽的对立的壁至少在胎面与地面接触的接地面中至少部分地接触。在沟槽的情况下，在这些推荐的标称行驶条件下该沟槽的壁通常不会彼此接触。
[0013]切口界定了花纹块或肋状体类型的凸起元件。花纹块包括接触面和至少三个(通常四个)侧表面，所述接触面包含在胎面表面中，所述侧表面与胎面表面相交。肋状体包括接触面和两个侧壁，所述侧壁沿着周向方向沿着胎面的整个长度延伸。因此，肋状体沿着周向方向由一个或两个周向切口界定。
[0014]包含在胎面或胎面部分中的切口的比例可以由体积空隙率TEV或表面积空隙率TES来定义。
[0015]根据定义，胎面的体积空隙率TEV等于切口的总体积VD与切口的总体积VD和这些切口所界定的凸起元件的总体积VR的总和之间的比率，切口的总体积VD在未使用的轮胎上测得，即在未被安装且未被充气的轮胎上测得。总和VD+VR对应于沿径向包含在胎面表面与底表面(其从胎面表面沿径向朝内侧平移等于胎面最大深度Dmax的径向距离)之间的体积。该体积空隙率TEV(以％表示)根据可用的耐磨材料来制约磨损性能，并且根据横向边角和纵向边角各自的存在以及能够存储或去除水或泥土的切口的存在来制约纵向和横向的抓地性性能。
[0016]根据定义，当安装在标称轮辋上的轮胎充气至标称压力并在标称负荷下压缩时(这些标称特征例如由TRA标准推荐)，胎面的表面积空隙率TES在轮胎与刚性地面的接触表面区域中定义。该表面积空隙率TES等于切口的总表面积SD与切口的总表面积SD和这些切口所界定的凸起元件的总表面积SR的总和之间的比率，表面积SD和SR在接触表面区域中确定。总和SD+SR对应于接触表面区域。该表面积空隙率TES(以％表示)根据与地面接触的材料的表面积(其影响地面施加在胎面表面上的压力的分布)来制约磨损性能，并且根据横向边角和纵向边角各自的长度(其制约胎面花纹的凹陷的有效性)来制约纵向和横向的抓地性性能。
[0017]该体积空隙率TEV和该表面积空隙率TES可以在胎面的崭新状态(在轮胎用于行驶
之前)下或者在胎面的给定磨损状态(以胎面的剩余深度为特征)下加以确定。
[0018]用于施工场地类型车辆的轮胎的胎面通常包括可为纵向或横向的沟槽。纵向沟槽的等分线与轮胎的纵向方向形成小于45
°
的角度。横向沟槽的等分线与轮胎的纵向方向形成大于45
°
的角度。通常，由于界定所述沟槽的凸起元件的壁的倾斜，所以沟槽的宽度从胎面表面到沟槽的底部逐渐减小。因此，当轮胎从崭新状态进入磨损状态时，体积空隙率降低。例如，为了确保轮胎在寿命结束时(当轮胎完全磨损时)的体积空隙率等于约8％，在崭新状态下的相应体积空隙率需要至少等于约22％。然而，在崭新状态下的高体积空隙率具有许多缺点。首先，它促使石头被捕获并滞留在沟槽中，这些石头有可能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于施工场地类型的重型车辆的轮胎(1)，其在行驶之前的崭新状态下包括旨在经由胎面表面(3)与地面接触的胎面(2)：
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当安装在标称轮辋上的轮胎充气至标称压力Pn并在标称负荷Zn下压缩时，胎面表面(3)具有轴向宽度L0，
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胎面(2)包括分隔凸起元件(6)并具有最大深度D0的切口(4)，
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胎面(2)在赤道平面(XZ)的每侧上包括至少一个外部纵向切口(41)和至少一个内部纵向切口(42)，所述外部纵向切口(41)具有相对于轮胎的赤道平面(XZ)而言位于至少等于0.5*L0/2的轴向距离LE处的等分线(ME)，所述内部纵向切口(42)具有相对于轮胎的赤道平面(XZ)而言位于至多等于0.4*L0/2的轴向距离LI处的等分线(MI)，其特征在于，至少一个外部纵向切口(41)包括通向胎面表面(3)并具有高度HE1和平均宽度WE1的外部径向部分(411)，所述平均宽度WE1至少等于高度HE1的0.6倍；至少一个内部纵向切口(42)包括未通向胎面表面(3)的内部径向部分(422)，所述内部径向部分(422)至少部分地沿径向在外部纵向切口(41)的外部径向部分(411)的内侧延伸并且具有高度HI2和平均宽度WI2，所述平均宽度WI2至少等于高度HI2的0.6倍。2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其中，至少一个外部纵向切口(41)的外部径向部分(411)的平均宽度WE1至多等于高度HE1的2倍，优选至多等于高度HE1。3.根据权利要求1和2中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个外部纵向切口(41)的外部径向部分(411)沿径向朝内地向下延伸至至少等于D0/4，优选至少等于D0/3的径向深度DE1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个外部纵向切口(41)的外部径向部分(411)沿径向朝内地向下延伸至至多等于2*D0/3，优选至多等于D0/2的径向深度DE1。5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个外部纵向切口(41)包括通向其外部径向部分(411)的内部径向部分(412)，所述内部径向部分(412)具有高度HE2和平均宽度WE2，所述平均宽度WE2至多等于高度HE2的0.2倍。6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个内部纵向切口(42)的内部径向部分(422)的平均宽度WI2至多等于高度HI2的2倍，优选至多等于高度HI2。7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个内部纵向切口(42)的内部径向部分(422)沿径向朝内地向下延伸至至少等于D0/2，优选至少等于2*D0/3的径向深度DI2。8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个内部纵向切口(42)的内部径向部分(422)沿径向朝内地向下延伸至至多等于D0的径向深度DI2。9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个内部纵向切口(42)包括通向胎面表面(3)并通向其内部径向部分(422)的外部径向部分(421)，所述外部径向部分(421)具有高度HI1和平均宽度WI1，所述平均宽度WI1至多等于高度HI1的0.2倍。10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎(1)，当安装在标称轮辋上的轮胎充气至标称压力Pn并在标称负荷Zn下压缩时，轮胎具有在赤道平面(YZ)中测量的外径D和周向长度为C0的负载接触表面区域，其中，至少一个外部纵向切口(41)连接至至少NE个外部横向切口(51)，所述外部横向切口(51)在胎面(2)的轴向端部(21)处通向外部，NE至少等于Π*D/
C0，使得负载接触表面区域包括至少一个外部横向切口(51)。11.根据权利要求10所述的轮胎(1)，至少一个外部纵向切口(41)的外部径向部分(411)沿径向朝内地向下延伸至径向深度DE1，其中，每个外部横向切口(51)包括外部径向部分(511)，所述外部径向部分(511)具有至少等于HE1的高度HTE1、至少等于0.6*HTE1并优选至少等于WE1的平均宽度WTE1以及至少等于DE1的深度DTE1。12.根据权利要求1至11中任一项所述的轮胎(1)，当安装在标称轮辋上的轮胎充气至标称压力Pn并在约等于0.25*Zn的负荷下压缩时，轮胎具有在赤道平面(YZ)中测量的外径D和周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：