CN102497999B - 车辆充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尤其用于商用汽车的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎带有一个径向胎壳(3)、一个多层的帘线带(2)和一个胎面(1)，该胎面在径向上由两个以不同橡胶混合物制成的层、一个胎面罩(5)和一个胎面基底(6)组成，其中，在轴向上观察，该胎面基底(6)具有至少径向向外地指向的一个中央部分(6a)和两个侧面部分(6b)。为了更好的耐久性并保证翻新能力，该中央部分(6a)由一种根据DIN 53 512在70℃下具有的回弹弹性比胎面基底(6)的这两个侧面部分(6b)的橡胶混合物更低的橡胶混合物构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种尤其用于商用汽车的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎带有一个径向胎壳、一个多层帘线带和一个胎面，所述胎面在径向上由两个以不同的橡胶混合物制成的层、一个胎面罩(Laufstreifencap)和一个胎面基底组成，其中在轴向上观察所述胎面基底具有至少径向向外地指向的一个中央部分和两个侧面部分。
背景技术
不论是用于客车还是商用车辆，车辆充气轮胎通常都设有一个两件式的胎面，它由一个胎面罩和一个胎面基底组成，胎面罩在轮胎滚动时与底面发生接触。胎面罩由在磨损方面优化过的橡胶混合物制造，而胎面基底由对滞后优化过的橡胶混合物制造。
本文开头所述类型的、附加地把胎面基底划分为在轴向宽度上不同的区域的车辆充气轮胎是现有技术中公知的。这种基底的划分用于使轮胎的特性更好地适配于所要求的条件。
例如从DE 198 50 766A1公知，通过把胎面基底在中间部分做得较软而在侧面部分区域做得较硬的方式来改善车辆充气轮胎的滚动阻力，其中更外部的部分构成得更有滞后性，也就是说有更小的回弹弹性。
在DE 10 2006 012 536A1中说明了一种车辆充气轮胎、尤其是商用汽车轮胎，它具有分开的胎面基底以改善帘线带的耐久性并降低滚动阻力，所述胎面基底在侧面部分由一种有较高的导热率的混合物构成。这种混合物的导热率高于所述胎面罩和胎面基底中央部分的混合物的导热率。
在车辆充气轮胎、尤其是商用车辆轮胎的情况下，可能出现胎面的损伤(例如滚动面中的割伤或者裂纹)深至涉及帘线带层的情况。于是所述割伤达到帘线带的帘线，这可能导致侵蚀和帘线断开并且从而导致轮胎耐久性的降低。在商用车辆轮胎中起重要作用的翻新能力
也由于这样深的割伤或者裂纹而受到损害或者甚至完全受到阻碍。
发明内容
本发明的基本目的是，在本文开头所述类型的一种轮胎的情况下改善轮胎的耐用性，并且在商用车辆轮胎的情况下改善翻新能力。
根据本发明，所提出的这个目的通过以下方式实现，即所述中央部分由一种橡胶混合物构成，该橡胶混合物具有根据DIN 53 512在70℃下低于胎面基底的两个侧面部分的橡胶混合物的回弹弹性。
已经出人意料地确认，在胎面基底中的一种在70℃具有低回弹弹性(高滞后)的橡胶混合物会减轻胎面罩中的损伤。基底的橡胶混合物在后文中给出。同时，直至所述帘线带层的割伤或者裂纹也被减轻。因为具有低回弹弹性并且从而有相关联的、较高发热的橡胶混合物只处于胎面的中间，优选的是只处于胎纹区域中，并且在有较高回弹弹性(低滞后)并且从而有较低发热的混合物处于胎面基底的侧面部分，从而实现了保持轮胎的温度关键区域、也就是帘线带边沿温度较低。由此改进了轮胎的耐久性。特别易于受到损伤的中间区域由较低回弹弹性的混合物保护。而边缘区域由较低发热的混合物保护而免于过热。在商用汽车轮胎的情况下，可以通过根据本发明的胎面基底的结构来保证翻新能力。
根据本发明的胎面基底可以不同地构成，重要的只是，在轴向上观察，所述胎面基底具有至少径向向外指向的一个中央部分和两个侧面的部分。用于中央部分和侧面部分的这些混合物可以相应地在所述胎面基底的整个厚度(厚)上延伸，其中，用于轮胎的这两个侧面部分的这些混合物也可以基于不同的混合物(与轮胎的内侧和外侧相一致)。然而，在此，中央部分的混合物还可以在所述侧面部分之下延伸至胎面基底的边缘。还有可能的是，用于侧面部分的混合物在所述中间部分之下沿其延伸。
为了在帘线带边沿区域中由升温造成的损害较低的同时达到对帘线带层的特别良好的损伤保护，事实表明有利的是，所述胎面基底的中央部分的混合物在70℃下所具有的回弹弹性比所述胎面基底两个侧面部分的橡胶混合物至少低5％。
根据本发明的一个有利的扩展，所述胎面基底的中央部分的混合物在室温下根据DIN53 505具有比所述胎面基底的两个侧面部分的橡胶混合物更低的肖氏A硬度，优选的是至少低2个肖氏A硬度点的肖氏A硬度。以此方式，可以保护胎纹下方的帘线带免受例如由石块造成的割伤。这些石块可以插入到较软的混合物中，但是它们不毁坏该混合物。
为了良好地避免帘线带损伤，优选的是胎面基底的中央部分的混合物在室温下具有最高55个肖氏A的肖氏A硬度。
由于物体、尤其是石头特别地在遮盖所述帘线带的橡胶量较少的圆周沟纹区域中进行切入，事实表明，为了保护轮胎的全部所述圆周沟纹，所述胎面基底的中央部分至少延伸到轴向在外的这些圆周沟纹是有意义的。
根据本发明的一个优选的扩展，所述胎面基底具有至少4mm的厚度。通过在胎面基底中的这样的橡胶材料量可以特别良好地改进耐久性和翻新能力。
可以用不同的方式影响胎面基底的混合物的回弹弹性。于是例如可以通过专用的橡胶、专用的交联体系、填充剂含量(例如炭黑含量)、和/或填充剂在周围的橡胶底物上的连接而对所述回弹弹性加以影响。
根据本发明的一个优选的实施方式，胎面基底的中央部分的橡胶混合物具有大于50phr的填充剂含量，而在两个侧面部分的橡胶混合物具有小于45phr的填充剂含量。在此，填充剂可以考虑使用例如炭黑和/或硅酸。
在此，本说明书中采用的数据phr(每百份橡胶的重量份数)是橡胶行业内通常的混合物配方的量数据。在此，各物质的重量份的剂量始终是以在所述混合物中存在的所有橡胶总量为100重量份。
胎面基底的这些部分的橡胶混合物一般基于二烯橡胶。属于二烯橡胶的有：所有至少部分衍生自共轭二烯的、带有不饱和碳链的橡胶。经常使用的有天然橡胶(NR)、合成的聚异戊二烯(IR)、聚丁二烯(BR)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)。这些二烯弹性体能被很好地加工并且在硫化的轮胎中表现出良好的轮胎特性。
所述橡胶混合物除了橡胶和填充剂之外还可以含有通常重量份的添加剂。这类添加剂有：软化剂，硅烷偶联剂，抗老化剂例如N-苯-N’-(1，3-二甲基丁基)-p-苯二胺(6PPD)、N-异丙基-N’-苯-p-苯二胺(IPPD)、2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉(TMQ)以及其它物质，如从出版物J.Schnetger，橡胶技术百科全书，第2版，Hüthig书籍出版社，海德堡，1991，第42-48页(J.Schnetger，Lexikon derKautschuktechnik，2.Auflage，Hüthig Buch Verlag，Heidelberg，1991，S.42-48)公知的活化剂，例如氧化锌和饱和脂肪酸(例如，硬脂酸)、腊、树脂和塑炼助剂，例如2，2’-二苯甲酰氨基二苯二硫(DBD)。
所述混合物在硫化加速剂存在的情况下用硫和/或硫供体进行交联。
本发明所述的车辆充气轮胎的制造按照本领域技术人员公知的通常方法进行，其中具有根据本发明实施方式的胎面用对应的挤出机和挤出机管口(Extrudermundstücken)产生并且置于轮胎坯件上。还可以使用一种在坯件上喷射窄的混合物带以产生胎面的方法。
附图说明
下面参照附图和表1详细地说明本发明。
唯一的附图图1示出了穿过根据本发明的、商用车辆的车辆充气轮胎的胎面区域的一个横截面。
具体实施方式
图1示出商用车辆的充气轮胎的通常部件中的一个胎面1、一个优选带有四个由嵌入像胶中的(优选由钢丝构成的)加强织物构成的帘线带层2、一个同样用加强织物增强的径向胎壳3以及一个气密的内层4。该图仅示出了轮胎的侧壁的轴向在外的末端部分。没有示出带有胎圈内芯和内芯型材的胎圈区域。
胎面1由一个径向在外的橡胶层(胎面罩5)和一个径向在内的橡胶层(胎面基底6)组成。在胎面基底6之下还可以设置图中没有示出的一个下板。胎面基底6具有实质上恒定的约4.5mm的厚度、并且在轴向上分成三部分，这样它由一个中央部分6a和两个侧面部分6b组成。中央部分6a相对轮胎中间中心式地延伸直至超过两个在外的圆周沟纹。在图示的实施方式中，所述两个侧面部分6b等宽并且相对轮胎中间对称地安排。在圆周沟纹的底部与胎面基底6之间还可以有由胎面罩5的橡胶混合物制成的一个薄层。
这两个侧面部分6b由一种在70℃具有比中央部分6a的橡胶混合物的回弹弹性更高的橡胶混合物构成。这两个侧面部分6b的混合物还比中央部分6a的混合物更坚硬。对于胎面罩5，为了减少使用的混合物的数量，也可以采用与用于侧面部分6b的混合物相同的混合物。
在表1中列出用于中央部分6a的混合物和侧面部分6b的混合物及其特性。
混合物的制造在通常的条件下在制造出一种母料之后接着在一个实验室正切混合器中进行成品混合。根据DIN 53 523，在100℃的穆尼粘度ML(1+4)借助于一个无转子粘度计(MDR＝移动盘式流变计(Moving Disc Rheometer))进行测量。通过在160℃在压力下优化硫化而由整体的混合物制造试样，并且用该试样按以下给出的测试方法测得橡胶工业中典型的材料特性。
根据DIN 53 505在室温和70℃下的肖氏A硬度
根据DIN 53 512在室温和70℃下的回弹弹性
根据DIN 53 504在室温下的抗拉强度
根据DIN 53 504在室温下的撕裂伸长
根据DIN 53 504在室温下300％伸长的张力值(模量)
根据DIN EN10 045依据高速撕裂能量测试在室温下单位形变体积的撕裂能量
表1
a高度顺式的聚丁二烯
此外还用表1中的混合物制造了带有一个根据本发明的胎面基底的、尺寸规格315/80R22.5的实验商用车辆充气轮胎。在此，于约2000km行驶负荷之后，根据对轮胎部分的分析，表明不存在到达钢丝的割伤。而这样的割伤在常规的、没有基底或者具有由侧面部分的混合物制造的贯穿式基底的商用车辆轮胎中是非常常见的。在根据本发明的轮胎中，存在的割伤限于许多非常小的、最多达5mm长的割伤和少数大的割伤，然而这些割伤达不到径向在外的帘线带层的钢丝。以此方式，所述轮胎具有更高的耐用性并且保持了翻新能力。
Claims (6)
1.用于商用汽车的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎带有一个径向胎壳（3）、一个多层的帘线带（2）和一个胎面（1），该胎面在径向上由两个以不同橡胶混合物制成的层、一个胎面罩（5）和一个胎面基底（6）组成，其中，在轴向上观察，该胎面基底（6）具有至少径向向外地指向的一个中央部分（6a）和两个侧面部分（6b），
其特征在于，
该中央部分（6a）由一种根据DIN53512在70℃下具有的回弹弹性比胎面基底（6）的这两个侧面部分（6b）的橡胶混合物更低的橡胶混合物构成，根据DIN53505在室温下该胎面基底（6）的中央部分（6a）的混合物具有比该胎面基底（6）的这两个侧面部分（6b）的橡胶混合物至少低2个肖氏A硬度点的肖氏A硬度。
2.如权利要求1所述的车辆充气轮胎，其特征在于，在70℃下该胎面基底（6）的中央部分（6a）的混合物具有比该胎面基底（6）这两个侧面部分（6b）的橡胶混合物至少低5%的回弹弹性。
3.如权利要求1所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该胎面基底（6）的中央部分（6a）的混合物在室温下具有最大55个肖氏A的肖氏A硬度。
4.如权利要求1所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该胎面基底（6）的中央部分（6a）至少延伸到这些轴向在外的圆周沟纹。
5.如权利要求1所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该胎面基底（6）有至少4mm的厚度。
6.如权利要求1所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该胎面基底（6）的中央部分（6a）的橡胶混合物具有大于50phr的填充剂含量，而该胎面基底（6）的这两个侧面部分（6b）的橡胶混合物具有小于45phr的填充剂含量。
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