用于重型车辆的具有改进强健性的轮胎胎面的制作方法

本发明涉及一种用于重载型车辆的轮胎胎面，所述重载型车辆旨在承载重负荷并且在不平坦的多石和/或泥泞地面上行驶，例如为用于矿场或采石场的自卸车类型的施工场地车辆。

背景技术：

1、胎面包括至少一种橡胶基材料，并且旨在构成轮胎的外周部分，还旨在在其胎面表面与地面接触时被磨耗。

2、胎面可以以三个尺寸的几何术语来限定：沿着垂直于胎面表面的方向的较小尺寸或厚度；沿着横向方向的中间尺寸或宽度；以及沿着纵向方向的较大尺寸或长度。当胎面结合在轮胎中时，横向方向还因与轮胎的旋转轴线平行而被称为轴向方向，纵向方向还因在轮胎的行驶方向上与轮胎的圆周相切而被称为周向方向。

3、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，需要在胎面中形成分隔凸起元件且被称为胎面花纹的切口组合。

4、切口可以有两种类型：沟槽和刀槽。沟槽为宽切口，其主要用于存储和排出地面上存在的水或泥土。当轮胎经受推荐的充气和负荷条件(如特别由例如标准iso 4250以及“轮胎和轮辋协会”或tra的标准所限定的)，胎面进入接地面时，在切口的宽度满足界定该切口的对立的材料壁不会彼此接触的情况下，所述切口被称为宽切口。刀槽是窄切口，其与胎面表面的相交部或边缘拐角由于接地面中的能够破坏地面上存在的水膜的边角效应而有助于在湿地面上的抓地性。当在如上所述的由tra指定的轮胎负荷和压力条件下，胎面进入接地面时，在切口的宽度满足界定该切口的对立的材料壁至少部分地彼此接触的情况下，所述切口被称为窄切口。

5、切口的特征通常在于平均表面，所述平均表面与界定切口并与胎面相交的壁等距。该平均表面与胎面表面的相交线被称为切口的平均线。切口的平均线不一定是直线，举例而言，其可以具有波浪形或z字形。当在任何一点处切口的平均线的切线与胎面的纵向方向形成的角度在0°至45°之间时，所述切口在广义上被称为纵向切口。当在任何一点处切口的平均线的切线与胎面的横向方向形成的角度在0°至45°之间时，所述切口在广义上被称为横向切口。

6、在用于重载型施工场地车辆的轮胎胎面的情况下，凸起元件通常为花纹块。花纹块是由包含在胎面表面中的接触面、底表面以及连接接触面和底表面的侧表面界定的材料体积。这些花纹块可以被布置为形成花纹块的纵向排，这些排成对地由沟槽或刀槽类型的纵向切口(也称为纵向空隙)分隔开。此外，在同一纵向排的花纹块中，花纹块通常成对地由沟槽或刀槽类型的横向切口分隔开。

7、结合在轮胎中的胎面的几何特征通常在于沿着横向方向的宽度l和沿着垂直于胎面表面的方向的厚度h。宽度l被定义为当轮胎经受例如由tra标准推荐的标称压力和负荷条件时，新轮胎的胎面与平整地面(例如柏油碎石路面)接触的表面的横向宽度。厚度h通常被定义为当轮胎崭新时在切口中测量的与花纹块的最大径向高度相对应的最大径向深度。在用于自卸车类型的施工场地车辆的轮胎情况下，举例而言，宽度l至少等于600mm并且厚度h至少等于60mm或者甚至70mm。

8、用于施工场地车辆的轮胎的常规行驶条件是特别严苛的。举例而言，这样的车辆旨在在常常是倾斜的路径上向上行驶(需要轮胎在牵引下具有良好的抓地性)或向下行驶(需要轮胎在制动下具有良好的抓地性)。此外，这些路径也常常是弯曲的，这需要轮胎具有良好的横向抓地性。最后，车辆行驶的路径通常由就地取得的材料制成，所述材料例如为压实的碎石块，这些碎石块被定期浇水以在车辆经过时确保路径磨损层的完整性，并且常常被泥土和水覆盖：这需要胎面具有良好的抗攻击性以确保令人满意的使用寿命，并且具有使泥土和水的这种混合物渗入胎面并从胎面排出的良好能力以确保在泥泞地面上具有令人满意的抓地性。此外，这些严苛的行驶条件在胎面的花纹块中造成相当大的机械压缩应力和剪切应力。花纹块的变形则会在胎面的组成粘弹性材料中产生热耗散。这种热耗散将引起轮胎胎冠中的温度升高，这可能导致沿径向位于胎面内侧的轮胎胎冠增强件严重受损或甚至破裂。

9、例如在文献wo 2014170283中已经描述了一种包括花纹块的胎面，其旨在确保在牵引和制动下的良好的纵向抓地性、令人满意的横向抓地性、排泥能力和有限的热度水平。

技术实现思路

1、发明人为其自身设定的目的是针对用于重载型车辆(特别是重载型施工场地车辆)的轮胎的胎面(其包括花纹块)，进一步改善胎面的抓地性(特别是在泥泞地面上的牵引下的抓地性)与轮胎胎冠的热度水平之间的折衷。

2、该目的已通过一种用于重载型车辆的轮胎的胎面来实现，所述胎面旨在经由胎面表面与地面接触，并且包括沿着纵向方向成排布置并由切口界定的花纹块，

3、-所述胎面具有沿着横向方向在胎面表面的两个侧边缘之间测量的宽度和与沿着垂直于胎面表面的方向测量的切口的最大深度相等的高度，

4、-切口能够至少部分地为沟槽或刀槽，所述沟槽的深度至少等于胎面的高度的50％并且所述沟槽的宽度至少等于所述深度的20％，所述刀槽的深度至少等于胎面的高度的50％并且所述刀槽的宽度严格小于所述深度的20％，

5、-所述胎面包括五个排，所述五个排成对地由纵向切口分隔开并且沿着横向方向以正中排、两个中间排和两个侧排分布，所述正中排以在胎面表面的中心垂直于胎面表面的正中平面为中心，所述两个中间排位于所述正中排的两侧并且相对于正中平面对称，所述两个侧排位于横向最外侧并且相对于正中平面对称，

6、-在同一排中的花纹块至少部分地通过横向切口来成对地分隔开，

7、-在侧排中的每个横向切口为从胎面表面的侧边缘延伸至外部纵向切口的横向沟槽，

8、-在中间排中的每个横向切口为横向非贯穿沟槽或横向刀槽，所述横向非贯穿沟槽延续相邻侧排中的横向沟槽并且从外部纵向切口延伸至横向非贯穿沟槽的横向内端，所述横向刀槽从外部纵向切口延伸至内部纵向切口，使得沿着纵向方向，每个横向非贯穿沟槽与横向刀槽交替，

9、-分隔分别为中间排和正中排的两个相邻排的每个内部纵向切口为纵向沟槽。

10、因此，本发明所涉及的胎面包括以正中排花纹块、两个侧排花纹块和两个中间排花纹块分布的五排花纹块，所述正中排的花纹块以胎面的正中平面为中心，所述两个侧排相对于正中平面对称并且沿横向位于外侧(亦即位于胎面边缘)，每个中间排沿横向位于正中排与侧排之间。

11、在每个侧排的花纹块中存在的每个横向沟槽的深度至少等于胎面高度的50％并且宽度至少等于所述深度的20％，且横向沟槽经由横向非贯穿沟槽延续到最近的中间排花纹块的横向外部，亦即未完全穿过中间排，确保了在中间排的横向外部与侧排之间形成连续的通道，因此能够侧向地排出地面上的水或泥土，从而提高轮胎的抓地性。这些通道也有助于冷却轮胎胎冠的沿径向位于这些通道内侧的部分，因此有助于轮胎胎冠的耐久性。

12、在每个中间排中存在的横向刀槽与横向非贯穿沟槽交替，每个横向刀槽的深度至少等于胎面的高度的50％并且其宽度至多等于所述深度的20％，这确保了中间排的闭合，使得能够保护轮胎的胎冠在该中间区域中抵抗由地面上存在的石头引起的攻击。其具体地是在接地面中表现出强压力并且对石头引起的攻击敏感的区域。

13、还根据本发明，分隔分别为中间排和正中排的两个相邻排的内部纵向切口为纵向沟槽。该内部纵向沟槽是中间排与正中排之间的连续通道，因此能够纵向排出地面上存在的水或泥土，从而提高轮胎的抓地性。该通道也有助于冷却轮胎胎冠的沿径向位于通道内侧的部分，因此有助于轮胎胎冠的耐久性。

14、因此，在胎面表面上的任何点处，侧向地通过由侧排中的横向沟槽(其由中间排中的横向非贯穿沟槽延续)构成的横向通道，或者纵向地通过由位于中间排和正中排之间的内部纵向沟槽构成的纵向通道，使得胎面能够有效地排出地面上存在的水或泥土。

15、横向通道和纵向通道的这种网络也有助于胎面的有效通风和轮胎胎冠的冷却。

16、有利地，每个外部纵向切口具有相对于胎面的正中平面沿着横向方向定位在平均距离处的平均线，所述平均距离至少等于胎面的宽度的20％。切口的平均线为切口的与界定该切口的花纹块的壁等距的平均表面在胎面表面上的线。由于切口的平均线不一定是严格纵向的，因此其相对于正中平面的平均距离为其所有点与正中平面的距离的平均值。上述特征限定了每个外部纵向切口与正中平面的最小平均距离，因此相应地限定了侧排的最大宽度。由此产生的技术效果是确保沿径向位于胎面边缘内侧并且通常经受高温的轮胎胎冠侧部分中的热度水平可接受。

17、还有利地，每个外部纵向切口具有相对于胎面的正中平面沿着横向方向定位在平均距离处的平均线，所述平均距离至多等于胎面的宽度的35％。该特征限定了每个外部纵向切口与正中平面的最大平均距离，因此相应地限定了侧排的最小宽度。由此产生的技术效果是确保当轮胎经受横向转弯应力时每个侧排的与胎面磨损相关的刚度水平可接受。

18、有利地，中间排中的横向非贯穿沟槽的每个横向内端相对于胎面的正中平面沿着横向方向定位的距离至少等于胎面的宽度的20％。该特征隐含地限定了中间排中的横向非贯穿沟槽的最大接合。如果横向非贯穿沟槽部分过度接合，亦即如果其横向内端过于靠近正中平面，则其延伸到在接地面中表现出强压力并且对石头引起的攻击特别敏感的区域内。这样则使得中间排对石头引起的攻击更加敏感。

19、还有利地，中间排中的横向非贯穿沟槽的每个横向内端相对于胎面的正中平面沿着横向方向定位的距离至多等于胎面的宽度的35％。该特征隐含地限定了中间排中的横向非贯穿沟槽的最小接合。如果横向非贯穿沟槽接合到足够的程度，亦即如果其横向内端足够靠近正中平面，则其在轮胎经受小负荷(通常在等于其标称负荷的20％的负荷下)并且以成对配置安装在空载车辆的后轮轴上时延伸到接地面中。在这些条件下，接地面中横向非贯穿沟槽的存在确保了地面上存在的水或泥土的侧向排出，从而提高了轮胎的抓地性。

20、有利地，每个内部纵向切口具有相对于胎面的正中平面沿着横向方向定位在平均距离处的平均线，所述平均距离至少等于胎面的宽度的5％。切口的平均线为切口的与界定该切口的花纹块的壁等距的平均表面在胎面表面上的线。由于切口的平均线不一定是严格纵向的，因此其相对于正中平面的平均距离为其所有点与正中平面的距离的平均值。该特征限定了每个内部纵向切口与正中平面的最小平均距离，因此相应地限定了正中排的最小宽度。不够宽的正中排则将由窄的花纹块组成，因此刚度较小，对崩花更加敏感。

21、还有利地，每个内部纵向切口具有相对于胎面的正中平面沿着横向方向定位在平均距离处的平均线，所述平均距离至多等于胎面的宽度的20％。该特征限定了每个内部纵向切口与正中平面的最大平均距离，因此相应地限定了正中排的最大宽度。过宽的正中排则将由宽的花纹块组成，因此不利于轮胎胎冠的热性能。

22、优选地，分隔分别为侧排和中间排的两个相邻排的每个外部纵向切口为纵向刀槽。这些纵向刀槽确保了闭合，从而确保了保护胎面免受地面上存在的石头所引起的攻击。此外，当轮胎经受横向应力时，例如在转弯时，这些纵向刀槽通过排与排之间的肩部效应限制了这些排的花纹块的横向运动。因此胎面的这种横向硬化限制了转弯时这些排的花纹块的磨损。

23、还优选地，正中排中的每个横向切口为横向刀槽，所述横向刀槽延续相邻中间排中的横向刀槽并且从第一内部纵向切口延伸至第二内部纵向切口。在正中排中存在的每个横向刀槽的深度至少等于胎面的高度的50％并且其宽度至多等于所述深度的20％，这确保了正中排的闭合，使得能够保护轮胎的胎冠在该正中区域中抵抗由地面上存在的石头引起的攻击。其具体地是在接地面中表现出强压力并且对石头引起的攻击敏感的区域。

24、有利地，由两个连续的横向沟槽界定的侧排中每个花纹块具有沿着垂直于胎面表面的方向的花纹块高度和沿着纵向方向的花纹块长度，所述花纹块高度至多等于所述花纹块长度的80％。超过80％，则侧排花纹块变得不够硬，因此对磨损更加敏感，尤其在转弯应力下是如此。

25、有利地，侧排中的每个花纹块具有沿着纵向方向的花纹块长度，并且由两个花纹块界定的每个横向沟槽具有沿着纵向方向的横向沟槽宽度，所述横向沟槽宽度至少等于所述横向沟槽宽度和所述花纹块长度之和的18％。该特征限定了侧排花纹块的最小空隙率，低于该最小空隙率，水或泥土从胎面侧部排出不足，这对轮胎的抓地性产生不利影响。

26、还有利地，侧排中的每个花纹块具有沿着纵向方向的花纹块长度，并且由两个花纹块界定的每个横向沟槽具有沿着纵向方向的横向沟槽宽度，所述横向沟槽宽度至多等于所述横向沟槽宽度和所述花纹块长度之和的35％。该特征限定了侧排花纹块的最大空隙率，超过该最大空隙率，侧排中的花纹块的刚度会变得不足以确保轮胎具有良好的耐磨性。

27、有利地，沿着纵向方向在同一侧排中的至少两个连续的横向沟槽之间设置至少一个通风腔体，所述通风腔体通向胎面表面并且具有至少等于高度的70％的深度。通风腔体为在胎面中沿大致径向方向形成的凹部，并且具有以闭合的轮廓通向胎面表面的表面：因此，它不是如上所述的切口。这种通风腔体有时被称为通风井。侧排花纹块中通风腔体的存在使得能够对胎面的边缘进行通风，因此能够冷却作为轮胎热点的径向内部胎冠部分，从而限制轮胎胎冠的降解并改善其耐久性。

28、根据特定的实施方案，通风腔体包括由径向内部第二部分沿径向向内延续的径向外部第一部分，所述径向外部第一部分的内壁相对于与胎面表面垂直的方向以第一角度倾斜，所述径向内部第二部分的内壁相对于与胎面表面垂直的方向以严格小于第一角度的第二角度倾斜。具有双斜度的内部通风壁限制了在腔体中获得并滞留石头，这些石头易于产生对轮胎胎冠的耐久性不利的裂纹。

29、还有利地，胎面包括两个外部侧表面，每个外部侧表面在胎面表面的侧边缘处与胎面表面相交，侧排中的所有横向沟槽沿着开口部分通向胎面的侧表面，沿着纵向方向在同一侧排中连续的横向沟槽所通向的至少两个表面之间设置至少一个通风腔体，所述通风腔体在轮胎崭新时通向胎面的侧表面而不是通向胎面表面。在该情况下，通风腔体为在胎面的侧表面中沿大致横向方向形成的凹部，其具有的表面以闭合的轮廓通向胎面的所述表面。通向胎面的侧表面的通风腔体的存在使得能够对胎面的侧表面进行通风，因此能够冷却沿横向在胎面的所述侧表面的内侧延伸的胎冠增强层的端部，从而限制轮胎胎冠的降解并改善其耐久性。这种通风腔体在轮胎崭新时不通向胎面表面，以避免在胎面边缘开始出现不规则磨损。

30、本发明还涉及一种用于重载型车辆(优选重载型施工场地车辆)的轮胎，该轮胎包括根据上述任何一个实施方案的胎面。