CN100343082C - 具有较低模量固定区域的增大机动性的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种轮胎，其包括两个胎侧，胎冠，从每个胎圈向胎冠区域延伸的加强结构，至少一个所述胎圈(3)具有反向胎圈基座，在所述胎圈中有加强结构的固定区域(30)，包括环形帘线(12)排列，在环形帘线(12)与加强结构(12)之间的粘结混合物，所述固定区域的粘结混合物在10%变形下具有的弹性模量小于20MPa，并优选在10至20MPa之间的范围；设置在胎圈区域中的轴向外部区域(17)，所述胎圈的支持区域(50)。该固定橡胶混合物能够保持非常令人满意的刚度特性，尽管其大大低于以前所述的刚度。

Description

具有较低模量固定区域的增大机动性的轮胎

本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎，其中至少有一个胎圈，该胎圈包括具有母线的基座，其轴向内端位于直径大于其轴向外端所在圆的圆环上。这种设计类型特别适合于新型轮胎，其在一定限度内可用于低压，甚至零压或实际的零气压下，而消除了该轮胎从其所安装的轮辋上分离的危险。此概念通常表示为术语“增大的机动性”(extended mobility)。

长期以来，轮胎制造商试图开发一种轮胎，该轮胎在压力非正常下降时，甚至压力完全损失时，也不会产生任何潜在风险或成为危险的来源。所遇到的难点之一涉及泄气轮胎或很低压力的轮胎的行驶问题，因为当常规轮胎在压力很低时甚至零气压下时行驶时，靠压力保持在轮辋上的胎圈有从轮辋边缘上脱离的巨大危险。

为了克服这些缺陷，人们已经试验了许多解决方案。这些解决方案往往给轮胎在轮辋上的安装/拆卸带来了额外的困难。

另外，轮辋上轮胎的夹紧功能是确保该轮胎工作质量的基本功能，因为其直接或间接地影响着多个方面，例如轮胎的安装(有时称作“卡住”)或紧固，轮胎的密封性，在轮辋上的旋转性等等。这些功能都十分重要并且需要具有特定性能并制造严格的产品，特别是当需要高质量标准的时候。目前，用于相同尺码的轮辋和轮胎在实际尺寸上常常具有稍微的不同，主要是由于制造允许偏差的缘故。这些尺寸上的不同造成更加难以实现以上列出的各种功能。

工业上使用了两种主要的解决途径来实现这些功能。首先对于传统轮胎来说，胎圈钢丝可同时实现所有的这些功能。

近来，在本申请人所制造的一些类型的产品中，用固定区域代替了常规的胎圈钢丝，该固定区域包括以特定排列形式的环形帘线，其通过固定或粘结混合物来与胎体型加强件结构协同作用。在这种情况下，该固定区域也实现了上述的所有功能。

然而，在所有这些情况下，很难优化特定的参数，因为通常一个参数的优化会造成另一个参数的退化。由于人们常难以容忍在特定方面有较差性能，因而有特定的限制使得在一方面获利而另一方面损失之间做出这样的妥协措施。

EP 0582196公开了一种轮胎，具有由两胎侧和两胎圈延伸出的胎面，以及在两胎圈中固定到环形加强件的胎体。该胎体由以相邻方式设置的帘布层构成，其沿圆周方向对齐，并在包括该环形加强件的胎圈的钩状区域内，与至少一层高弹性模量的粘结橡胶层接触。在这种轮胎中，该胎圈的钩状区域的环形加强件由环形帘线的叠层构成，在胎体加强帘布层与这些叠层之间插入了高弹性模量的粘结橡胶。该实施例用于常规的轮胎，其胎圈由于轮胎充气压力而保持在轮辋钩部上。在这种结构类型中，以横向或轴向类型应力为主，其引起从胎壁向胎圈中心基本上轴向作用的主要压力。这些力随着充气压力而增加。压力的增加倾向于使胎圈对着轮辋钩部向外径向滑动。所引起的相对于轮辋基座的径向向内的应力随该压力的增加而减小，或者随着胎体型加强件结构的张力的任何增加而减小。

可以进一步注意到，帘线的叠层以基本上平行于支撑该胎圈的轮辋钩部的外形的方向对齐。这种类型的轮胎胎圈的外形相对较窄而细长；该固定件分布在该胎圈高度和宽的主要部分上。胎体进入胎圈中的通道通常是相对于所述胎圈壁的大致中央部分。此外，当相对狭窄的胎圈主要承受轴向力时，该充气压力和该胎体中产生的张力都不会产生使该胎圈本身旋转和翻转的大转矩和力矩。

用这种类型的轮胎，如果压力下降而车辆继续行驶的话，就不再能保证该轮胎仍保持在轮辋上，在大多数情况下轮胎将滚离轮辋。

EP 0673324描述了一种滚动部件，包括至少一个具有轮胎，该轮胎具有固定在每个胎圈上的径向胎体加强件，以及特殊形状的轮辋。该轮辋包括具有母线的第一基座，使所述母线的轴向向外端离旋转轴的长度小于其轴线内端之间的距离，并且通过一突起或者轮辋凸缘而轴线限定到外侧。该轮胎具有适合于安装在该轮辋上的胎圈基座。该文献中所提出的轮胎/轮辋交界面类型与以已知解决方案相比具有许多优点，尤其是容易安装/拆卸，同时就算压力降低的情况下也能行驶一定的距离。

EP0748287描述了一种解决方案，其认可了上述EP0673324中所述的基本技术的最初优化方案。这种轮胎的至少一个胎圈所具有的结构能够根据胎体加强件的张力，特别是当充其压力增加到其额定值时其中的加强件张力，来改进所述胎圈的夹紧性。该文献由此提出了使用一种胎圈，其由相对于胎圈钢丝的轴向和径向内侧，绕该胎圈钢丝的基部翻转来固定该胎体端部。在该胎圈钢丝及其轴向外侧附近，该胎圈还包括相对较高硬度的橡胶混合物成形部件，当该胎体加强件的张力增大时，该胎圈钢丝可向其施加压力。该压力在安装在轮辋上的胎圈胎趾产生自夹紧。该胎体的张力从而使得胎圈钢丝向外侧移动，使后者产生所述的压力。在此构造中，常规类型胎圈钢丝的存在以及胎体在胎圈钢丝下面的翻转对于压力的产生不可缺少。这限制了对其它类型构造的考虑。

此外，EP0922592描述了两个实施例，其具有通过轴向向外的翻转而固定的胎体。第一个实施例提出，通过在胎圈中径向向胎体端部外侧翻转而固定胎体。该翻转的两边被两个径向重合的金属线层所围绕，该金属线层设置成轴向并列并且沿胎圈基座覆盖几乎整个轴向部分。这些层这样设置以便与基座平行。该金属线的类型以及相应的尺寸非常精确。该文献中提出的第二种解决方案涉及具有不同直径的胎圈基座。用不同于第一种解决方案的形式也保护了胎体。首先，胎体细分为两部分，它们在胎圈的水平面上径向分开。每个部分由径向设置的钢丝层所连接，每层径向设置于相对每个胎体部分的外部。径向外胎体部分和径向内侧钢丝层由胎圈中具有的高硬度弹性体插入件隔开。该插入件轴向位于该胎圈中央部分，并径向向外且轴向向内升高，超出该钢丝存在的径向范围。

EP0922952中的两个解决方案实例具有一些缺点。因此，该文献中提出的胎体固定需要设置轴向向胎体端部外侧的翻转。此外，重叠的钢丝层径向设置在靠近胎圈的基座处，在径向位置的相当部分比支撑胎圈的凸缘上部离旋转轴更近。除非使用高延伸性的钢丝，由于钢丝的径向位置不佳，很难安装/拆卸轮胎。还可以注意到，这些钢丝叠层以基本平行于支撑胎圈的基座外形设置。根据第二种解决方案，胎体细分为两部分，并且需要高硬度的插入件，以便一方面分开钢丝层，另一方面分开两个胎体部分。然而，该胎体没有固定在该插入件上。所描述的插入件的形状受到限制。

文献WO01/39999描述了一种增大了机动性的轮胎，其中每个胎圈包括反向基座，固定区域，支撑区域以及过渡区域。每个区域可分离开，但所有区域也可以以一定程度形成内胎圈，其能够影响相对移动，例如相对于其它区域，或者相对于实际压力中心CP，或者相对于轮辋基座等等的角度或旋转类型。

优选地，所述支撑区域为基本伸长的。例如，其基本上沿着胎圈基座延伸。这样可以在轴向内部向轴到外部的底部区域旋转时传递力，同时保持对一部分胎圈基座的支撑压力。力的传递形成胎圈缘趾对轮辋的自夹紧。

本发明建议克服上述详细解决方案中内在的各种缺陷，特别是优化固定区域的特性，以便能在性能、持久度以及安装/拆卸特性上具有有利的效果。

为此，提供了一种用于车轮的轮胎，包括：

-彼此轴向分开的两胎侧，在它们的径向外部通过其径向外部具有环形胎面的胎冠区域相连接。

-胎圈，径向设置在每个胎侧内部，每个胎圈包括用于与合适的轮辋相接触的基座和外凸缘；

-加强件结构，从每个胎圈沿着所述胎侧向所述胎冠区域基本上径向地延伸；

-至少一个所述的胎圈包括：

-胎圈基座，具有一母线，其轴向内端位于直径大于其轴向外端所在的圆环直径的圆环上；

-用于所述胎圈中所述加强件结构的固定区域，包括设置成基本邻近于所述加强件结构部分的环形帘线排列，并包括至少两层叠层，该叠层分布在加强件结构两侧，设置在环形帘线与加强件结构之间的粘结混合物，所述固定区域的粘结混合物的10％变形的弹性模量在小于20MPa并优选在10至20MPa之间。

-设置于胎圈区域内的轴向外部区域，设置在所述轮辋钩和所述固定区域之间，所述区域安装了橡胶混合物，其10％变形的弹性模量基本上高于所述固定区域的弹性模量。

-用于所述胎圈的支撑区域，其基本上沿着后者的基座轴向延伸。

十分令人惊讶的是，本申请人已注意到该固定橡胶混合物能够保持所述胎圈十分优良的耐久特性，就算其刚度大大小于以前所主张的刚性。

优选地，该粘结橡胶混合物包括至少一种合成弹性体，该合成弹性体选自由SBR和聚丁二烯组成的组，合成弹性体的总比例大于弹性体总重量的50％。

优选地，合成弹性体的总比例占弹性体总重量的55至65％之间。

当高于65％时，连接橡胶的粘性变得不足，这会导致构造轮胎胎圈的问题；另一方面，当低于55％时，固定橡胶混合物对静态蠕变压力的抵抗力在高温下会受到损害。

固定橡胶混合物优选包括Tg在-70至-25℃之间的SBR，其重量比例大于弹性体总重量的20％。

其还可以包括Tg在-110至-90℃之间的聚丁二烯，其重量比例小于弹性体总重量的40％。

实际上，聚丁二烯的存在提高了固定橡胶混合物在高温下的热稳定性；然而，超过弹性体总重量40％时，生产该固定橡胶混合物变得困难。

该固定橡胶混合物有利地是能承受在150℃时初应力为2.35Mpa下的静态蠕变压力至少5小时而不断裂。

优选地，该固定橡胶混合物在150℃初应力2.35Mpa下，具有在3至5小时应力之间小于2×10^-3/min的静态蠕变量。

优选地，所述固定橡胶混合物在197℃下10min后具有的硫化返原量小于10％。

优选地，所述固定橡胶混合物在197℃下10min后具有的硫化返原量小于5％。

外侧区域的橡胶混合物在10％变形下的弹性模量有利地大于30MPa并优选大于40MPa。

优选地，该外侧区域与该固定区域协同作用。

有利地是，该固定区域的橡胶混合物一方面与环形帘线接触，另一方面与胎体型加强件结构接触。

根据本发明的轮胎有利地包括设置在胎圈水平上的抗蠕变区域，其基本上沿着胎体型加强件结构。抗蠕变区域的橡胶混合物优选具有的10％变形下的弹性模量大于固定区域混合物的该弹性模量。例如，抗蠕变区域的橡胶混合物具有的10％变形下的弹性模量为大于30MPa并优选大于40MPa。

胎体型加强件结构优选由在两个胎圈之间来回延伸的帘线环构成，在每个胎圈中形成环。此外，该帘环优选由单一的帘线构成。

固定区域不包括胎圈钢丝，特别是常规类型的胎圈钢丝，例如胎体帘布层(ply)相对其翻转的多帘线胎圈钢丝，这样该帘布层与胎圈钢丝之间的翻转部分会影响胎体帘布层层的保持。

有利的是，胎侧和胎冠的加强件结构为胎体型，其机械性特与已知类型的胎体层的类似。此外，有利的是，形成的加强件结构在胎体水平上没有轴向分隔。因此所有环形排列的帘线优选占据着基本上相同的轴向位置。

支撑区域优选与轮辋基座基本上相临近。

优选地，支撑区域基本上由高模量的橡胶混合物构成。

在径向内部部分中相对于凸缘的高模量橡胶区域的存在提供了良好的轴向支持并可防止胎圈向外轴向滑落。

根据制造方法的特别优势，其中轮胎的各种组件直接设置在中央胎芯上，其形状使得轮胎在生产过程中具有与成品形状基本上相似的形状，省略了翻转(存在于常规结构中)有利地实现了生产过程的简化。

根据一种本发明实施例的有利形式，叠层(径向最接近于轮胎旋转轴的帘线)的基部设置成径向上比所述凸缘端部(所述凸缘轴向和径向的最外面部分)更远离外部。有利的是，提供叠层基部以相对于匹配该轮胎的轮辋的凸缘成外部径向设置。从而有助于安装/拆卸操作。

有利的是，胎体型加强件构造从每个胎圈沿胎侧向胎冠区域基本上径向地延伸。因此所述构造可一体地并从一个胎圈向另一个延伸，或者可选择地被分成两个半结构，每个沿着一个胎侧延伸。

叠层的数目以及环或每个叠层圈数的数目根据轮胎的预期特性被有利地建立起来，例如其工作压力。例如，可具有较大数量的叠层以提高胎圈区域水平上的刚度。

根据另一个有利的变形，可以不对称地设置成内部胎圈设置在轮胎内侧而外部胎圈安装在轮胎外侧的形式。这样，例如叠层的数目或每个叠层圈数的数目可以不同，例如使内部胎圈中帘线叠层的数目不同于外部胎圈中帘线叠层的数目。

根据另一方面，对于固定和支持区域来说具有对称性。每个胎圈可具有不同的构造，其中例如，一个或多个区域的形状、设置以及尺寸可以不同。也可以改变组件材料和机械特性，例如硬度，正如可以改变区的数量一样。

本发明的其它特性和优点在阅读了本发明轮胎的实施例后将会更加明白，该实施例是以非限制性的方式给出的，并参照附图1至5，其中：

图1表示根据本发明的轮胎的横截面图；

图2表示根据本发明轮胎第一变化形式的胎圈放大横截面图；

图3表示根据本发明轮胎第二变化形式的胎圈放大横截面图；

图4为图示的加强线部分排布方式透视图；以及

图5表示静态蠕变测试的结果。

轮胎的加强料以及加强件当前——并且最常——通过帘布层叠一个或多个通常被称为“胎体帘布层”、“胎冠帘布层”等的帘布层而构成。这种表明加强料的方式来自生产过程，其包括生产一系列帘布层形式的半成品，具有通常为纵向的帘线加强线，接着将其装配或堆叠以构成轮胎坯料。所制造的帘布层平整，尺寸大，随后根据给定产品的尺寸进行切割。在第一阶段中所述帘布层也被组装得基本上平整。这样生产的半坯料随后成形以成为典型轮胎的环形外形。然后被称作“完成的”产品的半成品应用于所述坯料，以便获得准备硫化的成品。

这类“常规”过程包括，特别是用于制造轮胎坯料的阶段，使用固定元件(通常为胎圈钢丝)，用于在轮胎的胎圈区域固定或支持胎体加强件。因此，在这类过程中，构成胎体加强件(或仅是其一部分)的所有帘布层的一部分绕着设置在轮胎胎圈中的胎圈钢丝翻转。通过这种方式，胎体加强件就固定在胎圈中。

尽管在制造帘布层和组装中会有许多变形，该常规类型的过程在工业中变得愈加普及，这使得本领域技术人员会使用模仿该过程的用语；因此公认的术语尤其包括术语“帘布层”、“胎体”、“胎圈钢丝”、“成形”来表示从平整外形到环形外形等的改变。

然而，确切地说，现在有的轮胎没有包括根据前述限定的“帘布层”或“胎圈钢丝”。例如，文献EP 0582196描述了在没有以帘布层形式半成品情况下制造的轮胎。例如，不同的加强件的帘线直接应用于邻近的橡胶混合物层，其整个应用于环形胎芯的连续层上，其中该环形胎芯的形状使之可以直接获得与制造轮胎的最终外形相似的外形。因此在这种情况下，不再有任何“半成品”或“帘布层”，也没有“胎圈钢丝”。基本产品，如橡胶混合物和以帘线或单丝形式存在的加强件线，被直接应用于胎芯中。由于该胎芯为环状，所以坯料不再需要成形以从平整的外形变换到环形外形。

此外，该文献所描述的轮胎没有“常规”的胎体帘布层绕胎圈钢丝的翻转。这类固定方式由环形帘丝设置成邻近于所述胎侧加强件结构的设置方式所代替，其整个被嵌入固定或粘结橡胶混合物中。

还有一些用于组装环形胎芯的过程，其采用了特别适合于快速有效并简单铺在中央胎芯上的半成品。最后，还可以采用包括这两种特定半成品的混合物来生产特定构造的方面(例如帘布层、胎圈钢丝等)，然而其它的应用可通过直接应用混合物和/或细丝形式的加强线来制造。

本文献中，为了考虑到近来在制造和产品设计领域的技术发展情况，常规术语如“帘布层”、“胎圈钢丝”等被中性术语和独立于所使用过程种类的术语有利地代替了。因此，术语“胎体型加强线”或“胎侧加强线”可有效地表示常规过程中的胎体帘布层加强件帘线，以及根据无半成品过程生产的轮胎中相应的帘线，其通常用于胎侧部分。术语“固定区域”，部分来说，可很好地表示常规过程中，由环形帘丝、橡胶混合物以及用环状胎芯过程生产的底部区域附近的胎侧加强件部分所构成的组装中的“传统的”胎体帘布层绕胎圈钢丝的翻转。

之后，使用了以下定义：

-“加强线”：为单丝和多丝的，或者例如钢丝、合股线或任何同等类型的组件，而无论这些加强线的材料或加工过程，例如表面处理或涂覆或预加工以便增强与橡胶的粘结度。

-在加强线与固定橡胶混合物之间的“接触”：至少部分所述加强线的外周线与固定橡胶混合物密切接触；如果所述加强线包括包裹层或涂层的话，术语“接触”意思是该包裹层或涂层的外周线与固定橡胶混合物的密切接触。

-“轴向”：平行于轮胎旋转轴的方向；当其指向轮胎内部时该方向为“轴向内部”，其指向轮胎外部时该方向为“轴向外部”；

-“径向”：经过并垂直于轮胎旋转轴的方向；根据其是否指向轮胎旋转轴或指向轮胎外部，该方向可为“径向内部”或“径向外部”。

“橡胶混合物的“弹性模量”：10％变形和环境温度下伸长的正切模量，该测量在达到10％变形时的第一圈适应周期(accommodationcycle)之后有效：

$-E_{10}=\frac{F_{10}}{S\×{\mathrm{\ϵ}}_{10}}$ 即 $E_{10}=\frac{F_{10}(1+{\mathrm{\ϵ}}_{10})}{S_0\×{\mathrm{\ϵ}}_{10}}$ 以及 $E_{10}=\frac{F_{10}\×1.1}{S_0\×0.1},$ 其中ε₁₀等于0.1；

其中E₁₀：10％变形下伸长的正切模量；F₁₀：10％变形伸长下的伸长；S₁₀：测试件的初始断面；S：伸长ε的变形下的测试件断面；在橡胶材料的情况下，已知： $S=\frac{S_0}{1+\mathrm{\ϵ}};$ 以及ε₁₀：10％的伸长变形。

-弹性体的“Tg”：通过差热分析测得的其玻璃转化温度；

-“静态蠕变测试”：制备测试件中的测试，其有用部分长度为70mm，宽度为5mm，厚度为2.5mm(这些测试件由厚度为2.5mm的硫化胶片切割成)；测试件放置在150℃下的炉中，并且立即在它们下悬挂3kg重量；实施该测试的初始压力为：

${\mathrm{\σ}}_0=\frac{\mathrm{Mg}}{S_0}=2.35\mathrm{MPa}$

其中M：所施加的重力，g：重力加速度，以及S₀：所测量测试件的初始断面；延长测试件有用部分作为定时功能测量；“静态蠕变量”对应于给定时间内变形的改变，例如测试3至5小时内：

$\mathrm{\τ}=\frac{\mathrm{\Δ\ϵ}}{\mathrm{\Δ\τ}}$

其中Δε＝ε(t₂)-ε(t₁)：时间间隔Δt＝t₂-t₁分钟(min)内测得的变形量变化；

-“流变测试”：在变形±0.2度，频率100圈/min，温度197℃以及持续10min时的交变剪切测试；该测试在未处理混合物圆盘上进行，转矩改变大于10min。记录施加于圆盘两面之间的剪切结果；这里特别注意最大测量之后的转矩改变：如果所测转矩保持稳定就没有硫化返原，即测试件硬度减少，如果所测转矩减少就表明有硫化返原；硫化返原现象会导致测试件在测试条件下刚度的减少。这是混合物在高温下的热稳定性测试；

$\mathrm{\γ}=\frac{C_{\max }-C_{10}}{C_{\max }}\×100$

表示测试结束时的硫化返原量；C_max为测得的最大转矩，而C₁₀为测试10分钟后测得的转矩；

-“沿圆周定向的加强线”：基本平行于轮胎圆周方向的加强线，也就是说，与该方向形成的角度不会偏离圆周方向多于五度；以及

-“轴向方向的加强线”：基本包含在同一个的轴向平面或者与轴向平面所成角度小于或等于10度的平面内的加强线。

本说明书中，术语“帘线”通常指单丝和多丝的，或者例如钢丝、合股线或任何同等类型的组件，而无论这些加强线的材料或加工过程。例如它们可以是表面处理，涂覆或预加工以便增强与橡胶的粘结度。术语“单帘丝”表示由单个元件不用组装形成的帘线。相反，术语“多帘丝”表示至少两个单元件组装体以形成钢丝帘线，合股线等等。

另一方面，应该明白“径向结构”的意思是以90度设置，但按照习惯，也可以是接近90°的角度。

已知常规的胎体单帘布层或多帘布层是绕着胎圈钢丝翻转。之后该胎圈钢丝起着固定该胎体的作用。因此特别是其承受产生在胎体帘线的伸长，例如在充气压力的作用下。文献中所描述的结构能够提供类似的固定作用。还知道，利用常规形式的胎圈钢丝可提供将胎圈夹紧在轮辋上的作用。本文献中所描述的设置也能提供类似的夹紧作用。

本发明书中，应明白“粘结”橡胶或混合物意思是可以与加强件帘线接触，将它们粘合并能够填充相邻帘线之间的空隙的橡胶混合物。

“胎侧”指轮胎的一部分，通常是在胎圈与胎冠之间具有低弯曲强度的部分。“胎侧混合物”相对于胎体加强件结构的帘线与其粘结橡胶在轴向外部的橡胶混合物。这些混合物常常具有低弹性模量。

“胎圈”指轮胎中与胎侧径向内侧相邻的部分。

图1表示了根据本发明的轮胎1的横截面图。从图2可更好地看见本发明实施例中的特定胎圈元件的例子。该轮胎包括邻近于第一胎圈3的第一胎侧5，所述第一胎圈优选相当于内胎圈。类似的，该轮胎的相对部分包括邻近于第二胎圈4的第二胎侧6。上面具有胎面8的胎冠7形成了两胎侧之间的连接。该胎冠优选具有至少一个加强带。

该轮胎包括胎体型加强件结构2，其具有最好是大致径向构形的加强线。该结构可以从一个胎圈经过胎侧和胎冠到另一个胎圈连续设置，或者可以具有两个或多个部分，设置成例如沿着胎侧而并不覆盖整个胎冠的形式。

该加强件结构2的端部21位于胎圈上。

该加强件结构2可由单根帘线卷绕而成，该帘线在两个胎圈之间来回延伸。在每个胎圈处形成环。这些覆在橡胶混合物中的环有助于加强件结构2和胎圈之间，尤其是叠层13中的机械连接。通过该帘线“前”和“后”截面之间的环的存在，可以看出该加强件为单丝形式。当然，胎体可以不用单一帘线以连续的方式制造，并且可以没有环，而是例如，自由端头。

胎圈进一步包括固定区域30，其基本上为环向并包括设置成基本邻近于加强件结构部分环形帘线12的结构，并包括至少两帘布层叠层，该叠层分布在加强件结构的每一边，以及设置在该环向帘线和加强件结构之间的粘结(或固定)混合物14。

在固定区域，一个叠层13的至少一个帘线12优选设置于紧靠加强件结构2的一部分21的附近。所述叠层还可以设置成使部分21插入叠层13之间。

在固定区域，帘线12与加强件结构2之间的空间被粘结橡胶混合物14所占据。该固定或粘结橡胶混合物14设在加强件结构和圆周线圈12之间的加强件结构的两边。该固定橡胶混合物14一方面与该结构2的至少一部分加强件元件直接接触，另一方面与存在于该固定区域的帘线12直接接触。在所示实施例中，固定橡胶混合物与所有的帘线或设置于固定区域的加强线接触，并且填充了它们之间的间隙。这种固定橡胶混合物9与固定区域中加强件元件之间的直接接触对环形帘线和固定橡胶混合物之间良好的机械协作十分必要，该协作用于将加强件结构2的元件安全地固定在胎圈的固定区域，并承受这些元件所受的力，尤其是轮胎的充气压力。该固定橡胶混合物具有极佳的抗蠕变性作为其主要的机械特性，弹性模量在10至20Mpa之间。

帘线12基本上无伸展性，可以为金属帘线。常规的结构2中的该元件为高弹性模量的织物加强线，例如芳香族聚酰胺加强线。

帘线11的布置可以以多种方式设置和制造。例如，有利地是，叠层13可由单根帘线12构成，它以螺旋的方式，优选从最小直径向最大直径卷绕(基本上成零度角)。叠层还可以由一个在另一个中布置的多个彼此重叠的同心帘线构成。

在图3所示的实施例的例子中，轮胎包括设置在胎圈部分的抗蠕变区域90，基本上沿着胎体型加强件结构。在所示实例子中，该区域在加强件结构2和邻近于该结构2，优选在该结构2的两边的第一叠层13之间延伸。抗蠕变区域的橡胶混合物在10％变形下具有的弹性模量大于固定区域混合物的弹性模量，例如大于30MPa，甚至优选大于40MPa。所用混合物的抗蠕变特性在该区域中占优势。

胎圈还包括支撑区域50，大致设置在固定区域和胎圈基座之间，大致与这些区域轴向对齐，所述区域适于经受将轮胎安装到合适轮辋上时的压力。通过传递由夹紧区域产生的夹紧力，该压力有助于保证加紧轮胎。选择该区域的橡胶混合物以提供良好的抗蠕变性，以确保该夹紧特性的持久性。

外侧区域17设置在位于轮辋凸缘或钩部60与固定区域之间的胎圈区域中。该区域优选用较高模量，例如10至40Mpa之间，的橡胶混合物制备。

该区域可以提高夹紧压力，特别是轮辋钩部区域中的夹紧力。由于该区域有限的可变形度，可以限制胎圈径向滑出轮辋钩部的趋势。另一方面，其进一步有助于抑制任何产生转动的趋势，并且另一方面，具有动态稳定性，例如当转弯或受到大的侧面压力时。

有利的是，外侧区域17设置在胎圈的轴向外部，并在邻近于轮辋钩部的部分与固定区域之间延伸。有利的是，其与固定区域协同作用，使得在所述固定区域和邻近于轮辋钩部的胎边部分之间具有更好的机械作用。

根据本发明的轮胎特别适用于EP 0673324中所描述的轮辋类型。这种轮辋包括基座和优选的，位于轴向和径向向外的升高区域或凸缘。

所述叠层(径向最接近于轮胎旋转轴的帘线)的基部优选设置成比所述凸缘的端部(所述凸缘轴向和径向的最外面部分)径向更向外远离，例如图2所示。该叠层的基部相对于匹配轮胎的轮辋60(或轮辋钩部)的凸缘来说最好设置在径向外部。这样有助于安装/拆卸操作。因此，从图2可以看出，r_f(第一帘线的半径)比r_j(轮辋凸缘或钩部的半径)大。该半径对应于到旋转轴的距离。

有利的是，可用EP 0580055中所述的装置类型生产所描述和/或图示的不同实例。

因此，例如，非常有利的是在中央胎芯上形成该轮胎，该胎芯形成了其内腔形状。利用这种胎芯的轮胎的所有部件，优选为最终构造所需，直接设置于其最终位置上，并基本具有最终的外形。在此情况下，这种轮胎可以如US 4895692中所述进行成形和硫化。

图4表示了在本发明的一个轮胎胎圈实施例中不同的加强线的相对设置透视图。该图中只表示了加强件元件。可以看出胎体型加强结构的加强线的环形排列。在它们的径向低端，形成并列环55的帘线部分位于胎圈内。这些环55接近但不重叠。在胎体型加强件结构的轴向各边，表示了邻近的帘线12。

在变形方案中，可以使用许多别的实施例，特别是用于胎体型加强件结构。通过实例，可以使用连续放置或几根成组以形成条带的单独帘线来代替在胎圈中使用的构成环的连续帘线。

根据本发明的固定或粘结橡胶混合物从而具有作为必要的机械特性的硬度，这样其10％变形下的伸长模量在10至20MPa之间，在高温下具有极佳的抗蠕变性，并且在高温下具有良好的稳定性。所选硬度向所述胎圈结构提供了足够的挠曲度从而可以容易地影响轮胎在其工作的轮辋上的安装和从轮辋上拆卸，甚至对那些大尺寸的轮胎，而不会对其持久性产生不利的影响；抗蠕变性对于在胎圈中获得固定和持久的固定胎体加强件来说是必要的，而由于一些轮胎胎圈有可能在运行中遇到非常苛刻的热条件，所以高温下的热稳定性也很重要。

实验表明，为了获得良好的耐久性结果，可使用含有合成SBR弹性体的固定橡胶混合物的Tg在-70到-30℃之间，单独使用或与聚丁二烯偶联。优选聚丁二烯具有-110到-90℃之间的Tg。合成弹性体(们)以占弹性体总重量的至少50％的比例使用，余量由天然橡胶构成。固定橡胶混合物额外地含有适合于获得预期硬度的加强填料，例如碳黑以及硫化体系。实施例中所示的帘线12为镀铜金属丝。因而该固定橡胶混合物优选具有大量硫并含有能提高对铜的粘合度的添加剂(例如钴或镍金属盐)的。例如，使用含量占弹性体总重量的5至8％之间的硫以及含量占弹性体总重量的60至70％之间的碳黑。优选使用碳黑N347。

制造并测试了四种混合物，用以表示根据本发明的固定橡胶混合物的特性。

这些混合物配方的主要组分如下表所示：

产品	1	2	3	4
					CNSBR2300BR113N347硫	10000627	801010627	403030627	40600627

因此测试了这四种混合物的：

-硬度：10％伸长和环境温度下的弹性模量的确定，

-蠕变：如前面所述在150℃下进行7小时静态蠕变测试，以及

-热稳定性：如前面所述在197℃下流变测试10min。

测试	1	2	3	4
					弹性模量蠕变测试TR	10.630min后断裂----35％	11.860min后断裂----26％	11.6OK1×10-3/min1.5％	13.0OK0.6×10-3/min7.7％

这四种混合物都具有令人满意的硬度。

图5表示了这四种混合物的静态蠕变测试结果。只基于天然橡胶的混合物1在高温下的抗静态蠕变性完全不足。测试件在测试30分钟后就看到了断裂。其热稳定性也不令人满意，因为该混合物具有非常大的硫化返原量。

混合物2的结果比混合物1有所改善，但仍不能令人满意。

混合物3和4成功地通过了静态蠕变测试和流变测试。其在高温下的抗蠕变性完全合格，其高温下的热稳定性也一样。含有三种弹性体的混合物3比混合物4的硫化返原性结果稍好一些。

还对配方类似于测试混合物的固定橡胶混合物进行了轮胎测试。轮胎在安装和拆卸操作中显示的性能虽然不错，但只有那些含有相当于混合物3和4配方的固定橡胶混合物在胎圈中的胎体型增强件结构的固定上显示出了足够的耐久性。

通过并非限制的方式，我们应当注意到可以优选采用在本发明未固化状态基础上不作任何改动，或者只作很小改动的方法来制造根据本发明的轮胎。例如，将欲形成轮胎的坯料装配到形成其内腔形状的中央胎芯上。按最终构造决定的添加顺序，将轮胎的所有组件都应用到该胎芯上，并直接排列在它们的最终位置上，而不用在加工过程中的任何时候进行剪切。特别是，在加工时可以使用专利EP 0243851中描述的用于铺设胎体加强件的加强线的装置，以及专利EP0264600中描述的用于铺设橡胶组合物的装置。然后可以对该轮胎进行成型和硫化，如美国专利4895692中所述。

Claims (18)

1.一种用于车轮的轮胎，包括：

-彼此轴向分开的两胎侧，在它们的径向外部通过设置在其径向外部的、具有环形胎面的胎冠区域相连接；

-胎圈，径向设置在每个胎侧内部，每个胎圈包括用于与合适的轮辋相接触的基座和外凸缘；

-加强件结构，从每个胎圈沿着所述胎侧向所述胎冠区域基本上径向地延伸；

-至少一个所述的胎圈包括：

-胎圈基座，具有一母线，其轴向内端位于一圆环上，该圆环的直径大于其轴向外端所在的圆环直径；

-用于所述胎圈的支撑区域，其基本上沿着胎圈的基座轴向延伸；

-用于所述胎圈中加强件结构的固定区域，包括设置成基本邻近于所述加强件结构部分的环形帘线排列，并包括至少两层叠层，该叠层分布在加强件结构两侧，以及设置在环形帘线与加强件结构之间的粘结混合物，

其特征在于，所述固定区域的粘结混合物的10％变形的弹性模量小于20MPa；

-所述至少一个所述的胎圈设置有布置于胎圈区域内的轴向外部区域，其设置在所述轮辋钩部和所述固定区域之间，所述区域布置有橡胶混合物，该橡胶混合物10％变形的弹性模量基本上高于所述固定区域的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述固定区域的粘结混合物的10％变形的弹性模量在10至20MPa之间。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述粘结橡胶混合物包括至少一种合成弹性体，该合成弹性体选自由SBR和聚丁二烯组成的组，其中该合成弹性体的总比例大于弹性体总重量的50％。

4.根据权利要求3所述的轮胎，其中所述合成弹性体的总比例为55至65％之间。

5.根据权利要求2至4中任一所述的轮胎，其中所述固定橡胶混合物包括Tg在-70至-25℃之间的SBR，其重量比例大于弹性体总重量的20％。

6.根据权利要求2-4中任一所述的轮胎，其中所述固定橡胶混合物包括Tg在-110至-90℃之间的聚丁二烯，其重量比例小于弹性体总重量的40％。

7.根据权利要求2-4中任一所述的轮胎，其中所述固定橡胶混合物能承受在150℃时初应力为2.35Mpa下的静态蠕变压力至少5小时而不断裂。

8.根据权利要求2-4中任一所述的轮胎，其中所述固定橡胶混合物在150℃且初应力2.35Mpa下，具有在3至5小时的应力之间小于2×10^-3/min的静态蠕变量。

9.根据权利要求2-4中任一所述的轮胎，其中所述固定橡胶混合物在197℃下10min后具有的硫化返原量小于10％。

10.根据权利要求9所述的轮胎，其中所述固定橡胶混合物在197℃下10min后具有的硫化返原量小于5％。

11.根据权利要求2-4中任一所述的用于车轮的轮胎，其中所述外侧区域的橡胶混合物在10％变形下的弹性模量大于30MPa。

12.根据权利要求11所述的轮胎，其中所述外侧区域的橡胶混合物在10％变形下的弹性模量大于40MPa。

13.根据权利要求2-4中任一所述的用于车轮的轮胎，其中所述外侧区域与所述固定区域协同作用。

14.根据权利要求2-4中任一所述的用于车轮的轮胎，其中所述固定区域的橡胶混合物一方面与所述环形帘线接触，另一方面与所述胎体型加强件结构接触。

15.根据权利要求2-4中任一所述的用于车轮的轮胎，进一步包括设置在胎圈水平上，基本上沿着胎体型加强件结构的抗蠕变区域。

16.根据权利要求15所述的用于车轮的轮胎，其中所述抗蠕变区域的橡胶混合物在10％变形下具有的弹性模量大于固定区域混合物的所述弹性模量。

17.根据权利要求15所述的用于车轮的轮胎，其中所述抗蠕变区域的橡胶混合物在10％变形下具有的弹性模量大于30MPa。

18.根据权利要求17所述的用于车轮的轮胎，其中所述抗蠕变区域的橡胶混合物在10％变形下具有的弹性模量大于40MPa。

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