專利名稱：用于重載運輸車輛的胎面設(shè)計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于運輸重載的車輛的輪胎；本發(fā)明更特別地涉及這種輪 胎的胎面。
背景技術(shù)：
對于例如裝載機、自卸車或鏟運機等用于礦山、采石場或在建筑工地 使用的車輛，由于這些車輛行駛時有時具有輕負載("空載")而有時具有 全負載("全載")，可知每一輪胎所承受的負載根據(jù)使用條件而變化很大。 在此情況下，輪胎上負載的變化可為E.T.R.T.O.(歐洲輪胎和輪輞技術(shù)組織) 標準確定的尺寸額定負載的40%至80%。
這兩個極端使用條件導致輪胎與地面的接地面積形狀也發(fā)生變化，因 為所述形狀可能從大體矩形的總體形狀改變?yōu)椴辉偈谴篌w矩形的形狀。在 該后一種情況下，接地面積具有在任一側(cè)以大體梯形形狀軸向延伸的矩形 中間部分(見圖1)。
應注意這些接觸幾何形狀以及胎面凸起基元的變化導致在輪胎滾動過 程中發(fā)生振動。這是因為胎面花紋基元的凸紋可具有與邊緣上的接地面積 端部的定向接近或相同的定向。
為了減少該缺點，在現(xiàn)有技術(shù)中已多次尋求采用裝置以限制不同負載 條件下接地面積幾何形狀的變化。

發(fā)明內(nèi)容
5本發(fā)明一個目的是提出一種胎面，其凸起基本花紋(motifs)的布置和 形狀可解決所述問題，即盡管接地面積幾何形狀變化，在輪胎可承載的整 個負載范圍內(nèi)的行駛過程中使振動顯著減小。
根據(jù)本發(fā)明，用于運輸重載的車輛的輪胎的胎面包括多個凸起基元， 該胎面沿軸向方向被分成三個部分， 一個中央部分以及軸向兩側(cè)的第一邊 緣部分和第二邊緣部分。
胎面的中央部分具有被確定為胎面的該區(qū)域的寬度的寬度Lc，在負載 條件等于0.40倍E.T.R.T.O.額定負載以及在E.T.R.T.O.額定壓力下，所述
中央部分的接地面積在最大接觸長度與最小接觸長度之間的差值至多等 于接地面積的總寬度W的0.5°/。。
第一與第二邊緣部分包括以節(jié)距Pe被布置的凸起基元，所述節(jié)距等 于所述邊緣的平均周長除以所述邊緣上的凸起基元數(shù)目，所述邊緣的平均 周長在輪胎被安裝在其標稱輪輞且被充氣至其額定壓力時在所述邊緣的 中間部分徑向最外點所測得。每一邊緣部分的凸起基元具有前導凸紋的線 條和尾隨凸紋的線條。
該輪胎胎面的特征在于無論在非定向胎面情況下中間對稱或在定向 胎面情況下軸向?qū)ΨQ，第一邊緣部分的凸起基元的凸紋的線條具有不能 疊合在第二邊緣部分的凸起基元的凸紋的線條的輪廓上的輪廓；以及第一 邊緣部分的凸起基元的凸紋的每一線條的平均方向的角度絕對值與第二 邊緣部分的每個凸起基元的凸紋的線條的平均方向的角度的各絕對值之 間的差值至少等于10度且至多等于20度。
此外，邊緣部分的凸起基元進入寬度等于胎面寬度且周長等于邊緣部 分的凸起基元的節(jié)距Pe的窗口的總接觸表面是恒定的或近乎恒定的(地面 上總表面的最小值與最大值之間的相對偏差至多5%),凸起基元的該總接 觸表面等于第一和第二邊緣部分的凸起基元的接觸表面的總和。
當俯視圖中凸起基元的設(shè)計并不意味優(yōu)選行駛方向時(例如圖3中整 體S形圖樣)，胎面被稱為非定向的。如果在俯視圖中凸起基元的設(shè)計意味 優(yōu)選的行駛方向(例如通常V形圖樣)，胎面被稱為定向的。優(yōu)選為每一邊緣部分應滿足以下關(guān)系
Be =Arctan(—) Pe
其中Be為所述部分的凸起基元的凸紋的平均角度，Pe為所述基元的 節(jié)距，且Le為所述部分的凸起基元沿縱向投影在橫向軸線上的總寬度。
為區(qū)分一個邊緣部分的基元的凸紋與另一邊緣部分的基元的凸紋的角 度，可取地使一個邊緣部分的凸起基元的凸紋的角度等于角度Be或比角度 Be大在0至20度之間任一值的差值a (alpha),而另一邊緣部分的凸起基 元的凸紋的角度等于角度Be或比角度Be小在0至20度之間任一值的差值 (3 (beta),這些角度a (alpha)與|3 (beta)的絕對值的總和至少等于10度 且至多等于20度。
如果角度總和小于10度， 一個邊緣部分與另一邊緣部分的凸起基元之 間的不對稱不足以對與某些接地面積形狀關(guān)聯(lián)的振動產(chǎn)生顯著影響。如果 角度總和大于20度，則在全負載下邊緣部分的凸起基元將再次開始產(chǎn)生振 動。
在包括以節(jié)距Pc沿圓周方向分布的多個凸起基元的中央部分上，所述 節(jié)距等于輪胎中心(徑向最外點)處所測量周長除以凸起基本花紋總數(shù)目， 所述中央部分的凸起基本花紋通過長度等于節(jié)距Pc的窗口的接觸表面是恒 定的(即，地面上總表面的最小值和最大值之間的相對偏差至多5%)是有 利的。
根據(jù)本發(fā)明胎面因此可盡量避免當開始和脫離接觸時每一邊緣肩部上 的凸起基本花紋的凸紋一致。
此外，提出一種構(gòu)建用于建筑機械的輪胎胎面的凸起基元的花紋的方 法，它使得大體可減小車輛行駛時的振動，所述振動很大程度上與所使用 時負載較大范圍變化相關(guān)聯(lián)，該方法包括以下步驟
一確定胎面的軸向?qū)挾葹長c的中央部分，在中央部分上沿縱向方向
以節(jié)距Pc布置多個凸起基元，這些凸起基元由凹槽相互分隔，這些凸起基
元的每個具有與胎面縱向方向成角度Ac傾斜的前導和尾隨凸紋的線條，使
7得滿足以下關(guān)系
<formula>formula see original document page 8</formula>
—在中央部分軸向兩側(cè)的任一邊緣部分，以節(jié)距Pe布置多個凸起基
元，這些凸起基元由凹槽相互分隔，這些凸起基元的每個具有與胎面縱向
方向成一角度的前導和尾隨凸紋的線條，對一個邊緣部分所述角度為De,
而對另一邊緣部分所述角度為Ce，使得滿足以下關(guān)系
De = Arctan(—) + a Pe
Ce =Arctan(^) + |3 Pe ，
所述值a (alpha)與p (beta)被選擇在-20度與+20度(包括邊界)之 間，使得所述角度a與e的絕對值的總和至少等于10度且至多等于20度。


從以下參考附圖的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將是明顯的，它們 通過非限制性實例描述了本發(fā)明的主題的實施例的形式。
圖1顯示了在額定負載(連續(xù)線)和80%額定負載(虛線)下輪胎接 地面積的輪廓；
圖2顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的胎面凸起基元的俯視圖3A顯示了根據(jù)本發(fā)明的胎面變體的凸起基元的俯視圖；圖3B顯示 如圖3A所示胎面的兩個凸起基元的疊合；
圖4A顯示了由圖3A變體構(gòu)建的根據(jù)本發(fā)明的胎面變體；
圖4B顯示了如圖4A所示胎面的兩個凸起基元的疊合。
具體實施方式
圖1顯示了尺寸為26.5 R 25的輪胎在充氣至壓力為4.5巴且承載負載 等于由2006 E.T.R.T.O.標準所確定的該尺寸輪胎額定負載的80%和40%條 件下該輪胎接地面積的疊合輪廓1、 2。在此情況下該額定負載等于 15,000 kg。實線線跡1對應負載12,000 kg，等于該額定負載的80% (全載 條件)，而虛線線跡2對應負載6,000 kg，或額定負載的40% (空載條件)。 當用于例如裝載機、自卸車或鏟運機等工程機械時，應注意這些車輛輪胎 部分時間為全負載而其它時間大體空載。全負載階段與空負載階段交替。
這兩個負載條件充分代表實際的使用條件。
在圖1中，應注意存在寬度為Lc的中央部分C，當開始或脫離接觸時 其接地面積的輪廓的邊界大體上平行于軸線XX'(該軸線與輪胎轉(zhuǎn)動軸線平 行)。該寬度Lc (對所述實例等于200mm)對應中間區(qū)域?qū)挾?，對其沿?直于XX'方向的縱向方向測量的接地面積的長度在全負載時變化小于接地 面積的寬度W (等于580 mm)的0.5%。在該圖1中，最大長度Lmax與 最小長度Lmin之間的差值小于接地面積的寬度W的百分之零點五。
在軸向地位于前述中央部分外側(cè)的每一邊緣部分I、 II上，接地面積的 輪廓的形狀變化很大，幾何形狀較之矩形(全載條件)而言更接近梯形(空 載條件)。在此情況下，每一邊緣部分的寬度Le等于190mm。
圖2顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于輪胎的凸起基元21的接地面積，所述 輪胎所受負載為額定負載的80%。在額定負載的40% (虛線線跡)負載條 件下的接地面積的輪廓疊合在該接地面積上應注意在接地面積的邊緣上， 凸起基元的一些凸紋22與接地面積輪廓邊界一致。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)， 一個 邊緣部分的凸起基元通過中間對稱可與另一邊緣部分的凸起基元幾何疊 合。此時，胎面花紋的設(shè)計為非定向的(即無優(yōu)選行駛方向)。
根據(jù)本發(fā)明的胎面的第一胎面花紋變體以俯視圖顯示于圖3A中。用于 尺寸為26.5 R25的輪胎的該胎面包括連續(xù)且總體在橫向方向(XX')延伸 的多個凸起基元30，該橫向方向與輪胎轉(zhuǎn)動軸線方向平行。凸起基元30沿 縱向方向(YY')(或輪胎圓周方向)被大體橫向定向的Z形凹槽36相互分隔。
9在寬度Lc等于200 mm的中央部分33，每個凸起基元30包括相互平 行且與縱向方向成角度Ac的直線凸紋331、 332。中央部分的凸起基元的 凸紋投影在橫向軸線上的寬度等于所述部分的寬度Lc。在該中央部分，在 全負載以及當空載條件(先前對圖l的描述給出了值)下接地面積的最大 與最小長度差值小于胎面寬度的百分之零點五，或2.9 mm (580 mm的百分 之零點五)。
在中央部分兩個連續(xù)的基元之間的節(jié)距Pc等于每一肩部平均周長除以
凸起基本花紋總數(shù)目。角度Ac滿足下式
Pc丄 tgAc
在所示實例中，節(jié)距Pc等于208.4 mm,而角度Ac因此等于43.9度(角 度相對于縱向方向被測量)。
在中央部分兩側(cè)存在第一邊緣部分31 (圖中軸向左側(cè))與第二邊緣部 分32 (圖中軸向右側(cè))，這兩個部分具有同一寬度Le等于190mm。
對每一邊緣部分31、 32分別定義凸起基元301、 302的平均角度Be，
使得
tgBe ，已知每一邊緣部分凸起基本花紋節(jié)距Pe等于每一邊緣部分 平均周長除以凸起基本花紋總數(shù)目。所述邊緣平均周長在每一邊緣部分中 間測量。角度Be此處等于42.45度。
在第一邊緣部分31上，凸起基元301(與位于該邊緣部分的凸起基元30 的部分對應)在運行表面(即在行駛過程中將與路面接觸的胎面的外表面) 上具有平行四邊形形狀，并且被布置為節(jié)距Pe等于207.7 mm。在該第一邊 緣部分上的所述凸起基元布置成使得，相對于通過所述邊緣部分的基元的 前導凸紋與沿軸向延伸的中央部分的基元的直線交點的虛線，所述基元(邊 緣部分基元與中央部分基元)位于同一側(cè)。第一邊緣部分的每個凸起基元301包括直線前導凸紋311和直線尾隨 凸紋312，這些凸紋與縱向方向所成角度De等于46.9度。凸紋311、 312 的該角度De等于角度Be增加0至20度之間的角度a (在此情況下為 4.45度)。凸起基元的前導凸紋與輪胎滾動時進入接地面積的凸起基元的第 一凸紋對應。所述尾隨凸紋與脫離接地面積的凸起基元的最后凸紋對應。
第二邊緣部分32包括多個凸起基元302 (與位于該邊緣部分的凸起基 元30的部分對應)，它們的外表面為平行四邊形形狀。該第二部分32的基 元302的節(jié)距與第一部分的基元的節(jié)距相同或等于207.7 mm。第二邊緣部 分的每個凸起基元302的所述前導和尾隨凸紋321、 322所成角度Ce等于 角度Be減去0至20度之間的角度P (在此情況下為7.88度)。該第二部分 的凸起基元302的定向使得所述凸起基元與位于中央部分的凸起基元部分 形成V。第二邊緣部分32的凸起基元302大體與第一邊緣部分31的凸起 基元301沿著相同方向定向，但是一個邊緣部分的基元的前導和尾隨凸紋 如圖3B所示不能與另一邊緣部分的基元的凸紋疊合。在圖3B中，當基元 301已符合中間對稱后，將第一與第二邊緣部分各自凸起基元301、 302比 較清楚可見這兩個凸起基元具有不同的幾何形狀。該使得可確保無論是 在全負載或空載情況下接地面積的凸紋和輪廓的幾何形狀完全一致的數(shù)量 減少。
此外，角度a (alpha)與卩(beta)的絕對值總合優(yōu)選在10度與20度 之間，以在兩個邊緣部分之間產(chǎn)生適當?shù)姆菍ΨQ性。在此情況下，該總合 等于12.33度。以此方式，第一邊緣部分31的凸起基元的凸紋311、 312的 每一線條不能與第二邊緣部分32的凸起基元的凸紋321、 322的線條疊合。
對邊緣部分如此固定的關(guān)系使得可確保大體為恒定的的材料與地面相 接觸，邊緣部分的凸起基元進入寬度等于胎面寬度且周長等于邊緣部分的 凸起基元節(jié)距Pe的虛擬窗口 37的總接觸表面為恒定的或近乎恒定的。"恒 定的或近乎恒定的"理解為意指總表面的最大變化量至多為所述總表面的 最大值的5%。凸起基本花紋的總接觸表面等于第一與第二邊緣部分以及中 央部分的凸起基本花紋的總表面。因此，可保持在輪胎行駛過程中胎面與
ii地面接觸的部分的大致不變的剛性，同時防止邊緣部分的凸起基元的很多 凸紋在全負載或空載下與接地面積輪廓一致。
在根據(jù)圖3A和圖3B所描述的情況下，凸起基元具有位于各邊緣上平 行的前導和尾隨凸紋。作為未顯示的變體，可使每個凸起基元的前導凸紋 形成與所述基元的尾隨凸紋的角度不同的角度，已知這些角度從凸起基元 的平均角度Be開始確定，所述平均角度由邊緣部分的寬度與節(jié)距之間的關(guān) 系在先地確定
Pe丄 tgBe
當然，重要的是同一凸起基元的前導和尾隨凸紋的角度不相等的情況 下滿足一定條件，根據(jù)該條件進入寬度等于胎面寬度且長度等于凸起基元 的節(jié)距的虛擬窗口的總接觸表面必須是恒定的。
在另一變體中，如圖4A和圖4B所示，凸起基元的凸紋可以是非直線 定向的。在此情況下區(qū)塊的凸紋的線條的平均方向由凸紋的線條的線性回 歸線的平均線(最小二乘線)確定。
如圖4A所示，凸起基元40的設(shè)計已經(jīng)從圖3的凸起基元的線跡(圖4 中虛線)進行調(diào)整以考慮與使用中所需其它類型性能相關(guān)聯(lián)的約束。具體 地，所述凸起基元的點41已經(jīng)被倒圓以獲得規(guī)則磨損形狀并減小磨損速度。 在輪胎胎面尺寸為26.5R25的該實例中，角度Ac還是43.9度，且角度Be 為42.45度。此外，已在每一邊緣部分制成小深度的凹槽43。
對于第一邊緣部分I，凸起基元401代表基元40的一部分；前導凸紋 的線條和尾隨凸紋線條分別包括兩個不同的線條，它們的平均方向與縱向 方向成角度46.9度(虛線，圖3的凸起基元的幾何形狀的線跡)。此外有利 的是，在同一基元的前導凸紋與尾隨凸紋之間提供幾度的角距。
對于第二邊緣部分II，凸起基元401代表基元40的一部分；前導凸紋 的線條和尾隨凸紋的線條分別包括兩個不同的線條，其平均方向與縱向方向成角度34.6度。正如第一邊緣部分一樣，此外有利的是，在同一基元的 前導凸紋與尾隨凸紋之間提供幾度的角距。
在圖4B中，每一邊緣部分的凸起基元401、 402的部分己疊合可清 楚看到這兩個凸起基元具有不同的幾何形狀。
權(quán)利要求
1、一種用于配裝在重載車輛上的輪胎胎面，包括多個凸起基元(30)，該胎面沿軸向方向被分成三個部分，中央部分(33)以及在軸向兩側(cè)的第一邊緣部分(31)和第二邊緣部分(32)；胎面的中央部分(33)具有被確定為胎面的該區(qū)域的寬度的寬度Lc，在負載條件等于0.40倍E.T.R.T.O.額定負載以及在E.T.R.T.O.額定壓力下，所述中央部分的接地面積在最大接觸長度與最小接觸長度之間的差值至多等于接地面積的總寬度W的0.5％；第一與第二邊緣部分(31、32)包括以節(jié)距Pe被布置的凸起基元(30)，所述節(jié)距對應于所述邊緣的平均周長除以所述邊緣上的凸起基元數(shù)目，所述邊緣的平均周長在輪胎被安裝在其標稱輪輞且被充氣至其額定壓力時在所述邊緣的中間部分徑向最外點所測得；每一邊緣部分的凸起基元具有前導凸紋(311、321)的線條和尾隨凸紋(312、322)的線條；所述輪胎胎面的特征在于無論在非定向胎面情況下中間對稱或在定向胎面情況下軸向?qū)ΨQ，第一邊緣部分(31)的凸起基元的凸紋(311、312)的線條具有不能疊合在第二邊緣部分(32)的凸起基元的凸紋(321、322)的線條的輪廓上的輪廓；第一邊緣部分的凸起基元的凸紋(311、312)的每一線條的平均方向的角度絕對值與第二邊緣部分的每個凸起基元的凸紋(321、322)的線條的平均方向的角度的各絕對值之間的差值至少等于10度且至多等于20度；以及邊緣部分的凸起基元通過周長等于邊緣部分的凸起基元的節(jié)距Pe的窗口的總接觸表面是恒定的或近乎恒定的(地面上總表面的最小值與最大值之間的相對偏差至多5％)，凸起基元的該總接觸表面等于第一和第二邊緣部分的凸起基元的接觸表面的總和。
2、 如權(quán)利要求l所述的胎面，其特征在于，中央部分包括沿圓周方 向以節(jié)距Pc分布的多個凸起基元，節(jié)距Pc等于在輪胎中心(徑向最外點) 測量的周長除以凸起基本花紋的總數(shù)目，以及中央部分的凸起基本花紋通 過長度等于節(jié)距Pc的窗口的接觸表面是恒定的(地面上總表面的最小值 與最大值之間的相對偏差至多5%)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的胎面，其特征在于，邊緣部分的凸起基元的凸紋角度等于角度Be或比角度Be大在0至20度之間任一值的差值a (alpha),而另一邊緣部分的凸起基元的凸紋的角度等于角度Be或比角度Be小在0至20度之間任一值的差值卩(beta),這些角度a (alpha)與卩(beta)的絕對值的總和至少等于10度且至多等于20度，角度Be由以LeBe = Cretan—下關(guān)系確定 Pe，其中Pe為所述邊緣部分的基元的節(jié)距，以及Le為所述部分的凸起基元沿縱向投影在橫向軸線上的總寬度。
4、 一種構(gòu)建胎面的凸起基元的花紋的方法，所述胎面大體可減小行 駛過程中與使用時負載大的變化相關(guān)聯(lián)的振動，該方法包括以下步驟一在軸向?qū)挾葹長c的中央部分，成節(jié)距Pc布置多個凸起基元，節(jié)距Pc等于所述周長除以凸起基元的數(shù)目，這些凸起基元的每個具有與胎面縱向方向成角度Ac傾斜的前導和尾隨凸紋的線條，使得滿足以下關(guān)系:丄c、Ac = Arctan(—) Pc一在中央部分的軸向兩側(cè)的每一邊緣部分，成節(jié)距Pe布置多個凸起 基元，節(jié)距Pe等于每一邊緣部分的周長除以凸起基元的數(shù)目，這些凸起 基元的每個具有與胎面縱向方向成角度De (對于第二邊緣部分為Ce)的 前導和尾隨凸紋的線條，使得滿足以下關(guān)系De = Arctan(—) + a PeCe =Arctan(^) + (3 Pe所述值a (alpha)與p (beta)被選擇在-20度與+20度(包括邊界) 之間，使得所述角度a與e的絕對值的總和至少等于IO度且至多等于 20度。
全文摘要
一種用于配裝在重載車輛上的輪胎胎面，包括多個凸起基元(30)，胎面沿軸向被分成三個部分中央部分(33)以及在軸向兩側(cè)的第一邊緣部分(31)和第二邊緣部分(32)；所述輪胎胎面的特征在于第一邊緣部分(31)上的凸起基元的邊緣線條(311、312)具有不能疊合在第二邊緣部分(32)上的凸起基元的邊緣線條(321、322)的輪廓上的輪廓；第一邊緣部分上的凸起基元的每個邊緣線條(311、312)的平均方向角度的絕對值與第二邊緣部分上的每個凸起基元的邊緣線條(321、322)的平均方向角度的各絕對值之間的差值至少等于10度且至多等于20度。
文檔編號B60C11/04GK101511611SQ200780032684
公開日2009年8月19日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月8日
發(fā)明者J·M·博丹 申請人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份公司