耐用性提高的土木工程车轮胎

摘要

本发明公开了一种用于土木工程式重型车的轮胎(1)，包括通过侧壁(3)在每一侧上延伸的胎冠部分、侧壁和胎圈，该胎冠部分包括胎面(2)和胎冠增强部分，胎冠增强部分在径向上位于胎面(2)与胎体增强部分(4)之间，胎冠增强部分包括保护性增强部分(6)、工作增强部分(5)和额外增强部分(7)，所述保护性增强部分(6)包括至少一个保护性层(61、62)，至少一个保护性层包括弹性金属增强件，所述弹性金属增强件相对于周向形成最少等于10°的角，所述工作增强部分(5)包括至少两个工作层(51、52)，至少两个工作层包括金属增强件，金属增强件从一个工作层至另一个工作层相交叉，并且相对于周向形成最多等于60°的角，所述额外增强部分(7)在轴向上以轮胎的赤道中平面为中心，包括至少一个层(71、72)，其轴向宽度最多等于至少两个工作层(51、52)的最短轴向宽度的0.9倍，并且包括相对于周向形成最多等于25°的角度的金属增强件，所述胎面(2)设有包括至少两个圆周取向的花纹槽(10)的胎面图案设计，该轮胎使得最靠近中平面的两个花纹槽(10)之间的平均轴向距离大于额外增强部分(7)的最大轴向宽度，在轴向上最远离中平面的该额外增强部分(7)的层的端部之间测量该宽度。

权利要求

1.一种用于土木工程式重型车的轮胎(1)，包括：

-胎冠部分，其通过侧壁(3)在每一侧上延伸，这些侧壁止于胎圈，

-胎体增强部分(4)，其延伸至胎冠部分、侧壁和胎圈中，该胎冠部分包括具有磨损厚度的胎面(2)和胎冠增强部分，胎冠增强部分在径向上位于胎面(2)与胎体增强部分(4)之间，-胎冠增强部分包括保护性增强部分(6)、工作增强部分(5)和额外增强部分(7)，-保护性增强部分(6)包括至少一个保护性层(61、62)，所述至少一个保护性层包括弹性金属增强件，所述弹性金属增强件相对于周向形成最少等于10°的角度，-工作增强部分(5)包括至少两个工作层(51、52)，所述至少两个工作层具有对应的轴向宽度并且包括非弹性金属增强件，非弹性金属增强件从一个工作层至另一个工作层相交叉，并且相对于周向形成最多等于60°的角度，-额外增强部分(7)在轴向上以轮胎的中平面为中心，并包括至少一个层(71、72)，所述至少一个层的轴向宽度最多等于所述至少两个工作层(51、52)的最短轴向宽度的0.9倍，并且包括相对于周向形成最多等于25°的角度的金属增强件，-胎面(2)设有在中平面的每一侧上包括至少一个圆周取向的花纹槽(10)的胎面图案设计，最靠近中平面的所述两个圆周花纹槽(10)限定宽度等于所述圆周花纹槽之间的平均距离的中心区域，中心区域设有多个斜向或横向取向的花纹槽，以形成多个块，

该轮胎的特征在于：

-在整个周边上的中心区域中的块数最少等于42，

-最靠近赤道中平面的两个圆周花纹槽(10)之间的平均轴向距离大于额外增强部分(7)的最大轴向宽度，在轴向上最远离赤道中平面的该额外增强部分(7)的层的端部之间测量该宽度，该额外增强部分的轴向端部在轴向上相对于所述两个圆周花纹槽(10)朝着内侧偏离，最靠近赤道中平面的两个花纹槽之间的平均轴向距离最少等于额外增强部分的轴向宽度的1.1倍。

2.根据权利要求1所述的用于土木工程式重型车的轮胎(1)，其特征在于，圆周花纹槽(10)的平均深度处于材料的磨损厚度的65％与80％之间。

3.根据权利要求1所述的用于土木工程式重型车的轮胎(1)，其特征在于，最靠近赤道中平面的两个花纹槽之间的平均轴向距离是额外增强部分的轴向宽度的至少1.5倍且最多

2.1倍。

4.根据权利要求1和2之一所述的用于土木工程式重型车的轮胎(1)，其特征在于，圆周花纹槽还位于所述中平面上，以将中心区域划分为两个半部。

5.根据权利要求1和2之一所述的用于土木工程式重型车的轮胎(1)，其特征在于，额外增强部分包括至少两个层。

6.根据权利要求5所述的用于土木工程式重型车的轮胎(1)，其特征在于，额外增强部分的至少一个层的金属增强件是非弹性的。

7.根据权利要求6所述的用于土木工程式重型车的轮胎(1)，其特征在于，额外增强部分的至少一个层的金属增强件是弹性的。

8.根据权利要求1和2之一所述的用于土木工程式重型车的轮胎(1)，其特征在于，各保护性层的弹性金属增强件优选地相对于周向形成最少等于15°且最多等于40°的角度。

说明书

耐用性提高的土木工程车轮胎

技术领域

[0001] 本发明涉及一种旨在安装到土木工程式重型车的子午线轮胎，并且更具体地说，涉及这种轮胎的胎冠部分，也就是说，轮胎在行驶时靠近或接触地面的那部分。

[0002] 虽然不限于这种类型的申请，但是本发明描述了旨在安装到自卸型车辆(运输从采石场或露天矿去除的材料的车辆)的大尺寸子午线轮胎。通常，根据欧洲轮胎和轮辋技术组织(E.T.R.T.O.)标准的含义，用于土木工程式重型车的子午线轮胎旨在被安装在至少25英寸直径的轮辋上。

[0003] 定义：

[0004] 中平面：这是垂直于旋转轴线并且穿过轮胎的在径向上最远离所述轴线的点的平面。该平面将轮胎分为两个相等的半部。

[0005] 块是由孔或花纹槽限定的形成在胎面上的鼓起的元件，并且包括侧壁和将要接触路面的接触面。该接触面具有限定为质心的几何中心或该面的重心。

[0006] 条是形成在胎面上的鼓起的元件，该元件在周向上延伸，并且形成轮胎的封闭圆。条包括两个侧壁和接触面，接触面会在在行驶时接触道路。

[0007] 径向在该文档中意指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面的厚度的方向)。

[0008] 横向或轴向意指平行于轮胎的旋转轴线的方向。斜向意指相对于轴向成非零角度并且相对于周向形成小于90度的角的方向。

[0009] 周向意指相对于以旋转轴线为中心的任何圆的切向的方向。该方向垂直于轴向和径向二者。

[0010] 在轴向上或在径向上朝外意指朝着内部轮胎腔室以外指向的方向。

[0011] 轮胎的正常行驶条件或服务条件是在E.T.R.T.O.标准中定义的那些；这些服务条件指明对应于通过其载荷指数和额定速度指明的轮胎的负载承受能力的参考充气压强。这些服务条件也可被称作“标称条件”或者“使用条件”。

[0012] 切割部分通常意指花纹槽或细缝花纹，并且对应于由彼此面对并且彼此以非零距离(称作“切割部分的宽度”)分离的材料的壁限定的空间。确切地说，该距离将细缝花纹与花纹槽区分开：就细缝花纹而言，随着细缝花纹进入其中其与道路接触的印迹，该距离适于允许限定所述细缝花纹的相对的壁至少部分接触。就花纹槽而言，该花纹槽的壁在正常行驶条件下彼此不接触。

背景技术

[0013] 大尺寸子午线轮胎包括胎冠部分、在每一侧上从胎冠部分延伸的侧壁，侧壁止于胎圈。这些胎圈旨在确保轮胎与轮胎安装于其上的轮辋之间的机械连接。

[0014] 轮胎的胎冠部分包括由在行驶中将要接触地面的胎面在径向上在外部覆盖的加强部分。该胎面包括在胎面与地面之间旨在提供与地面的接触的在径向上位于外侧的胎面表面。

[0015] 子午线轮胎包括在轮胎的胎冠部分、侧壁中延伸并且固定至各个胎圈中的胎体增强部分。该胎体增强部分由一个或多个胎体层构成，各个胎体层包括一个接一个地排列在弹性材料中的多个一般金属加强帘，这些加强帘沿径向取向。各个胎体层的金属加强帘在周向上的任何点上形成85°与95°之间的角度。

[0016] 而且，该胎体增强部分在胎冠部分中沿径向在外侧上被胎冠增强部分覆盖，胎冠增强部分自己由胎面覆盖。

[0017] 该胎冠增强部分通过多个胎冠层的叠加形成，各个胎冠层由通常为金属的彼此平行的加强帘构成，并且被弹性材料(称作“脱脂化合物”)覆盖。胎冠增强部分在径向上布置在胎面与胎体增强部分之间。

[0018] 胎冠增强部分包括由具有包围(belting)轮胎的功能并且为轮胎提供刚度和行驶性能的至少两个工作层形成的工作增强部分。该胎冠增强部分吸收由轮胎充气压强产生的充气的机械应力以及随着轮胎在路面上形式产生的且通过其胎面传递的通过行驶导致的机械应力二者。

[0019] 工作增强部分通常包括在径向上一个一个地叠加的至少两个工作层，其由各个层中彼此平行并且从一层至下一层相交叉的非弹性金属增强件(在周向上形成至多60°的角度并且优选地等于15°并且至多为45°)形成。

[0020] 而且，在形成保护性增强部分的保护性层之间通常形成区别，保护性增强部分旨在保护工作增强部分以防尖锐物体的潜在攻击因而使轮胎变弱。这些保护性层排列为尽可能靠近胎面，即在径向上位于工作增强部分外侧。

[0021] 保护性增强部分通常包括两个径向叠加的由据说“弹性”的金属帘形成的保护性层，它们在各层中彼此平行并且从一层至另一层相交叉，形成有最少等于10°且最多等于35°(并且优选地最少等于15°且最多等于33°)的周向角。

[0022] 在金属增强件中，在诸如在保护性层中使用的那些“弹性”金属增强件与诸如在工作层中使用的那些非弹性金属增强件之间通常有所区别。

[0023] 弹性金属增强件以最少等于0.4％的结构性延伸率As和最少等于3％的断裂时的总延伸率At为特征。此外，弹性金属增强件延伸时的弹性模量最多等于150Gpa，并且通常被包括在40GPa与150GPa之间。

[0024] 非弹性金属增强件以在等于断裂力Fm的10％、最多等于0.2％的张力下的相对延伸率为特征。而且，非弹性金属增强件的延伸弹性模量通常被包括在150GPa与200GPa之间。

[0025] 为了减小传递至工作增强部分的充气的机械应力，文档FR 2 419 181和FR 2 419 182公开了工作增强部分与胎体增强部分之间沿径向的定位，胎体增强部分是额外的增强部分，还被称作“限制块”，其目的是至少部分地吸收由于轮胎的充气导致的机械应力。

[0026] 文档FR 2 419 181描述和要求保护胎冠增强部分，其包括：工作增强部分，由金属增强件形成的至少两个工作层制成，金属增强件相对于周向形成从一层至另一层相对的角，并且最少等于30°；以及额外增强部分或限制块，包括至少两个额外层，其金属增强件不是非常可延伸，即非弹性，并且相对于周向形成从一层至另一层相对的角，并且最多等于工作层的最小角的四分之一。

[0027] 文档FR 2 419 182描述并要求保护胎冠增强部分，其包括：工作增强部分，由金属增强件形成的至少两个工作层制成，金属增强件相对于周向形成从一层至另一层相对的角，并且最少等于30°；以及额外增强部分或限制块，包括至少两个层，其金属增强件不是非常可延伸，即非弹性，并且相对于周向形成从一层至另一层相对的角，并且最多等于工作层的最小角的一半，并且优选被包括在5°与10°之间。

[0028] 文档DE 3327670 A1和US 8091600 B2公开了包括工作增强部分和额外增强部分的轮胎结构，额外增强部分的宽度可较小。

[0029] 而且，旨在适于土木工程式重型车的轮胎的胎面设有通过限制多个鼓起的元件(块和/或肋)的多个花纹槽的存在而形成的胎面图案设计。这些花纹槽旨在提高轮胎在任何类型的地面上行驶的性能，尤其是泥泞地面。作为一般的规则，胎面包括至少两个周向取向的花纹槽和多个横向和斜向取向的花纹槽。

[0030] 已发现胎冠部分的内部增强结构与胎面的胎面图案设计的组合对所述胎冠部分在胎面的水平或者在胎体增强部分的水平上的冲击阻力会具有明显效果。

发明内容

[0031] 申请法人自己设置的目标是使得用于土木工程式重型车的子午线轮胎的胎冠区对于当在包含许多或多或少的侵略体的地面上行驶时发生的撞击较不敏感，所述侵略体产生重复的撞击和弯曲，其可导致制成胎面的材料疲劳开裂。

[0032] 根据本发明利用一种用于土木工程式重型车的轮胎实现该目的，所述轮胎包括：

[0033] -胎冠部分，其通过侧壁在每一侧上延伸，这些侧壁止于胎圈，

[0034] -胎体增强部分，其延伸至胎冠部分、侧壁和胎圈中，

[0035] 该胎冠部分包括具有磨损厚度的胎面和胎冠增强部分，后者在径向上位于胎面与胎体增强部分之间，

[0036] -胎冠增强部分，其包括保护性增强部分、工作增强部分和额外增强部分，[0037] -保护性增强部分，其包括至少一个保护性层，至少一个保护性层包括弹性金属增强件，所述弹性金属增强件相对于周向形成最少等于10°的角，

[0038] -工作增强部分，其包括至少两个工作层，至少两个工作层具有对应的轴向宽度并且包括非弹性金属增强件，非弹性金属增强件从一个工作层至另一个工作层相交叉，并且相对于周向形成最多等于60°的角，

[0039] -额外增强部分，在轴向上以轮胎的赤道中平面为中心，包括至少一个层，至少一个层的轴向宽度最多等于至少两个工作层的最短轴向宽度的0.9倍，并且包括相对于周向形成最多等于25°的角度的金属增强件，胎面设有在赤道中平面的每一侧上包括至少一个圆周取向的花纹槽(10)的胎面图案设计，最靠近赤道中平面的所述两个圆周花纹槽(10)限制宽度等于所述圆周花纹槽之间的平均距离的中心区域，中心区域设有多个斜向或横向取向的花纹槽，以形成多个块，该轮胎使得：

[0040] -在整个周边上的中心区域中的块数最少等于42，

[0041] -最靠近赤道中平面的两个圆周花纹槽之间的平均轴向距离大于额外增强部分的最大轴向宽度，在轴向上最远离赤道中平面的该额外增强部分的层的端部之间测量该宽度，该额外增强部分的轴向端部在轴向上相对于所述两个圆周花纹槽朝着内侧偏离。

[0042] 圆周整体取向的花纹槽可为直线或者说是z字形或者甚至关于直线平均位置波动的。横向或斜向取向的花纹槽也可如此。

[0043] 额外增强部分的最大轴向宽度等于在该增强部分在中平面的各个侧面上最宽地间隔开的轴向端部之间在轴向上测量的宽度。

[0044] “超内侧的轴向偏离”在这里应该被理解为意指额外增强部分的端部位于花纹槽与赤道中平面之间。

[0045] 根据一个实施例，额外增强部分布置在胎体增强部分与工作增强部分之间，后一个增强部分被保护性增强部分覆盖。

[0046] 根据一个优选的实施例，圆周花纹槽的平均深度被包括在材料的磨损厚度的65％与80％之间。

[0047] 由于这些测量，可减少在行驶时的热的水平。增加轮子每转的图案数量具有减小周向上鼓起的元件的长度的效果。通过增大花纹槽的深度，鼓起的元件的子午圈弯曲刚度变小，导致在限制块的末端子午圈弯曲增大。

[0048] 花纹槽的深度限于材料的磨损厚度的80％，以保持胎面的肩部与胎面的其余部分之间的足够的机械连接，以在大量侧滑的情况下装载重的材料和/或在高度弯曲的情况下装载材料的情况下限制咔嚓的风险。

[0049] 根据一个优选的实施例，最靠近中平面的两个花纹槽之间的平均轴向距离最少等于额外增强部分的轴向宽度的1.1倍，并且更优选是额外增强部分的轴向宽度的至少1.5倍并且最多2.1倍。。

[0050] 根据一个优选的实施例，圆周花纹槽位于赤道中平面上。

[0051] 根据一个优选的实施例，额外增强部分包括至少两个层。

[0052] 根据关于额外增强部分的各层的增强件的第一替代形式，至少一个层的金属增强件是非弹性的。

[0053] 根据关于额外增强部分的各层的增强件的第二替代形式，至少一个层的金属增强件是弹性的。

[0054] 各个保护性层的弹性金属增强件相对于周向优选地形成最少等于15°且最多等于40°的角度。

[0055] 优选地，各工作层的非弹性金属增强件相对于周向形成最少等于15°且最多等于45°的角度。

[0056] 本发明的其它特征和优点将从下面参照附图提供的描述中得到显现，附图通过非限制性示例的方式示出了本发明的主题内容的一些实施例。

附图说明

[0057] 图1示出了根据本发明的轮胎的一个替代形式的表面图；

[0058] 图2示出了经过图1所示的轮胎的剖面。

具体实施方式

[0059] 该轮胎1的尺寸为50/80R 57。其包括胎冠部分，该胎冠部分包括沿径向在外侧的胎面2，其表面构成将要在行驶时接触地面的胎面表面20。该胎冠部分通过侧壁3在各侧上延伸，这些侧壁各自止于将要与安装轮辋接触的胎圈(本文未描述)。

[0060] 可从图2中看出，该轮胎结构从胎冠部分朝着各个胎圈通过胎体增强部分4增强，胎体增强部分4在这种情况下由多个金属帘制成的加强层，所述金属帘的端部固定到在各个胎圈中排列的圆周增强部分。

[0061] 该轮胎的胎冠部分包括增强结构，该增强结构包括由保护性增强部分6以及额外增强部分7覆盖的工作增强部分5，额外增强部分7在工作增强部分5与胎体增强部分4之间。

[0062] 工作增强部分5由两个工作层形成：

[0063] -第一工作层51，宽度等于802mm，该第一工作层由帘制成，该帘包括各个直径为0.35mm的77条线的组合，各帘的抗张强度等于1900daN；该层的帘相对于周向形成接近33度的角；

[0064] -第二工作层52，与第一工作层由相同帘形成，这些帘以等于19度的平均角布置，这些帘与第一工作层的帘交叉；该层的轴向宽度等于711mm；

[0065] 工作增强部分5在径向上由保护性增强部分6在外部覆盖，保护性增强部分6由称作保护性层的两层构成，各保护性层由多个弹性帘制成，就在径向上与第二工作层52接触的层61而言，弹性帘通过经测量直径为0.26mm的24根线的组合形成，并且就第二保护性层62而言，所述帘是由经测量直径为0.26mm的52根线的组合形成的弹性帘；各保护性层的帘以等于24度的平均角布置。最内侧保护性层61的宽度等于939mm，而最外侧保护性层62的宽度等于666mm。

[0066] 最终，工作增强部分5在径向上覆盖限制块7，限制块7形成额外增强部分并且包括两个额外层的径向堆叠件，其金属增强件不是非常可延伸，即非弹性，并且相对于周向(垂直于图的平面)形成与从一层至另一层相对的角，并且该角最多等于工作层的最小角的一半，并且在该情况下，等于8度。该限制块7包括轴向宽度等于451mm的第一层71以及在径向上位于该第一层的外侧的轴向宽度等于380mm的第二层72。构成这些层71、72的帘与工作层51、52的帘相同。与其它工作和保护性层相同，该限制块7以轮胎的赤道中平面(图中的平面中的线XX’)为中心。

[0067] 该轮胎的胎面的宽度为W，并且设有可在图1中看出的胎面图案设计，其中图1是示出了该胎面的胎面表面的示图。所述胎面图案包括形成轮胎的完整圆的整体圆周取向的三个主要花纹槽8、9、10。中平面XX’中的主要花纹槽在新轮胎时在胎面表面上的宽度等于10mm并且平均深度等于89mm。中平面的各侧上的其它两个主要花纹槽8和10的平均宽度等于12mm并且平均深度等于70mm。

[0068] 最靠近中平面XX’的各个主要花纹槽8、10以等于275mm的距离位于远离该中平面(在中平面与将各个主要花纹槽划分为两个相等部分的平面之间测量得到该距离)的位置。最靠近中平面的所述两个花纹槽8和10限制其中形成有相对于横向方向斜向取向的多个切割部分的中心区域，这些斜向取向的花纹槽通过圆周花纹槽限制该中心区域中的多个材料块。在轮胎的整个周边上，这些块的数量在这种情况下等于42(因为在中平面中存在圆周花纹槽，因此为两行42块)。块数的另一有利值为49或更多。

[0069] 两个轴向最外侧花纹槽之间的平均轴向距离在该情况下等于550mm(在将各个花纹槽划分为两个相等的半部的平面之间测量得到该距离)。

[0070] 由于中心区域中的数量多的倾斜花纹槽和限制块7相对于圆周主要花纹槽的层的端部的位置二者的组合的这种布置方式，当在覆盖有侵略性主体的地面上行驶时可提高冲击阻力和胎冠部分重复弯曲的阻力，而不会因此降低效率。

[0071] 就非常宽的胎面(意味着值大于900mm的胎面，例如等于至少1040mm的胎面)而言，计划布置圆周整体取向的四个主要花纹槽是明智的，两个主要花纹槽位于中平面的每一侧上。在这种情况下，随后确定形成限制块的层的端部的位置，以使得这些端部位于最靠近中平面的主要花纹槽之间以及位于该平面的每一侧上。

[0072] 结合示例描述的本发明不需要仅限于该示例，并且可对其作出各种修改，而不脱离由权利要求限定的范围。