CN1246375C - 轮胎安全支承及其可使用于硫化状态下的橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可使用于硫化状态下的橡胶组合物，其用作安装在轮胎内轮辋上的安全支承；本发明涉及一种安全支承，如果在轮胎充气压力降低的情况下，所述安全支承也能支承住所述轮胎的胎面；及本发明涉及一种含有该安全支承(1)的安装组件。根据本发明的一种橡胶组合物，其成份包括(phr：以重量计每100份重量的二烯烃合成橡胶中所占的份数)：天然橡胶或聚异戊二烯数量比大于或等于60phr；多于60phr的增白填料；3-8phr的硫磺。

Description

轮胎安全支承及其可使用于硫化状态下的橡胶组合物
本发明涉及一种可使用于硫化状态下的橡胶组合物，其可用作安装在轮胎中间的轮辋上的安全支承；本发明涉及一种如果在轮胎充气压力下降情形下也能支承所述轮胎胎面的这类支承；本发明还涉及一种包括这支承的安装组合。
众所周知，车辆轮胎安全支承用来安装在轮胎内轮辋上，其目的是如果在轮胎充气压力降低情形下也能支承所述轮胎胎面。这些支承特别包括一用来与所述轮辋相配合的底内圈，和一在轮胎充气气压降低条件下与轮胎胎面相接触的轮周，该轮周在正常压力条件下与所述的胎面之间留有间隙。
日本专利说明书JP-A-3/82601提出了一种这样的支承，其底内圈和轮周是大致圆柱形的，且包括连接上述底内圈和轮周的一环形体。
此环形体包括-连续圆周的支承部件，其包括：若干隔板，其在所述的圆周中央平面(P)每一侧轴向延伸，且绕所述的支承的圆周方向分布，
连接部件，其大体上沿圆周方向延伸，每一连接部件与置于支承同一侧的两个相邻隔板相应端相连，所述的连接部件在隔板的每一侧上可交替地连续排列着；
其中隔板和连接部件大致为直线式，且支承部件的轴向截面积最大与最小之差作为方向角的函数，与这些面积的总和相比，最好低于0.3。由此，作为方向角的函数，所述支承部件的轴向截面积最多变化两倍，以确保在行驶时支承上承载能力均匀良好且限止振动。
此支承基本上是由硬聚合材料制造的，整个支承部件设计成抗压负荷。
这样的支承可以用传统方式制造，如注塑成型。
本发明的目的是提供一种可使用于硫化状态下的橡胶组合物，其可用作安装在轮胎内轮辋上的安全支承，在可比较的瘪轮胎行驶使用期中，该橡胶组合物能进一步改善所述的支承减重性能。
为此，根据本发明的橡胶成份是这样的，其包括(phr：以重量计每100份重量的二烯烃合成橡胶中所占的份数)：
天然橡胶或聚异戊二烯数量比大于或等于60phr；
多于60phr的增白填料；
3-8phr的硫磺。
应该注意本发明既涉及非硫化状态下橡胶组合物，还涉及硫化状态下橡胶组合物。
至于所述的合成橡胶，二烯烃合成橡胶是指至少部分(即均聚物或共聚物)从二烯烃单体(具有双碳-碳键的共轭或非共轭单体)中获得的合成橡胶。
最好注意所述的合成橡胶最终由基本不饱和二烯烃合成橡胶构成。
例如，基本不饱和二烯合成橡胶是指至少部分从具有大于15％(mol％)的半个或整个二烯烃源(共轭二烯烃)的共轭二烯烃单体中获得：
a)通过聚合共轭二烯烃单体获得的各种均聚物，诸如：1，3-丁二烯；2-甲基-1，3丁二烯(或者异戊间二烯)；2，3-双(C1至C5烷基)-1，3-丁二烯；例如诸如：2，3-二甲基-1，3-丁二烯；2，3-二乙基-1，3-丁二烯；2-甲基-3-乙烷基，3-丁二烯；2-甲基-3异丙基-1，3-丁二烯；苯基-1，3-丁二烯。
b)由一个或多个共轭二烯烃相互共聚或与一个或多个乙烯基芳香化合物共聚获得的各种共聚物，所述乙烯基芳香化合物诸如苯乙烯，正-，侧-，后-甲基苯乙烯。丁二烯-苯乙烯共聚物、或丁二烯-异戊间二烯共聚物以实施例方式提及。
根据本发明实施方式，所述橡胶组合物包括由具有4-12个碳原子的共轭二烯烃单体聚合获得的均聚物，或与一个或多个共轭二烯烃相互共聚或与一个或多个的具有8至20个碳原子的乙烯基芳香化合物共聚获得的各种共聚物，所述均聚物或共聚物数量上小于或等于40phr。
因此，所述的橡胶组合物包括例如一种天然橡胶和聚丁二烯的混合物。
根据本发明另一实施方式，所述的橡胶组合物包括单个的全部由天然橡胶或聚异戊间二烯组成的二烯烃合成橡胶。
增白填料是指能强化用于制造轮胎的橡胶组合物的白色填料，除了白色填料/合成橡胶结合剂外，其本身不需要任何中间东西，换言之，能够替换传统的轮胎类碳黑填料的强化作用。
这样的增白填料，例如可以是由二氧化硅组成，有利地在所述的化合物中以60-80phr出现，更优选地是65-75phr。
所采用的适宜的二氧化硅是本领域普通技术人员熟悉的、沉淀的或高温产生的二氧化硅，两者的BET和CTAB表面值都处于50m2/g至200m2/g范围之间。优选可高度分散的二氧化硅。
“可高度分散的二氧化硅”理解为在合成橡胶基体中具有非常显著的分解和分散能力，其可以通过电子或光学显微镜以通常的方法在其细截面上观察。这些适于本发明可高度分散的二氧化硅的非限定的例子可以是，例如可提及的有：来自Degussa的BV3370和BV3380二氧化硅；来自Rhodia的Zeosil的1165MP和1155MP的二氧化硅；来自PRG的BXR 160二氧化硅，或来自Huber的Zeopol 8745二氧化硅。
最好，采用的二氧化硅，其BET和CTAB表面值都处于110m2/g至200m2/g范围之间，更优选地处于140m2/g至195m2/g范围之间。
所述二氧化硅的物理状态是不重要的，不管是粉末状，微粒状，颗粒状，球状都可以。
当然，所述二氧化硅还可以指不同的二氧化硅混合。此二氧化硅可单独使用或与其它白色填料一起使用。根据1987年11月的NFT45007标准的方法，来决定CTAB特定的表面值。根据BRUNAUER，EMMETT和TELLER的方法，来决定BET特定的表面值。其描述在“The Journal of the American Chemical society，vol.60，p309(1938)”和相应的1987年11月的NFT45007标准。
下面是还可用的增白填料非限定实施例：
氧化铝(分子式为Al2O3)，诸如可高度分散的氧化铝，其在欧洲专利说明书EP-A-810258中或其它中有描述。
氢氧化铝，诸如在国际专利说明书中WO-A-99/28376中有描述。
应该注意，本发明的成份包括碳黑加上所述的例如碳/硅混合物形式的增白填料。
本发明橡胶组合物传统地还包括一增白填料/合成橡胶结合剂(也称之为偶联剂)，其目的是在所述白色填料和所述合成橡胶之间提供一种适当的化学和/或物理的结合(偶联)，同时便于此白色填料在合成橡胶中分散。
这样的一结合剂至少有两个作用，它具有例如简化的通用公式“Y-T-X”，其中：
Y表示-作用组(“Y”作用组)，其能够与白色填料进行物理和/或化学结合，这种结合能在例如在偶联剂的二氧化硅原子和填料的羟基(OH)表面组之间建立结合(例如在二氧化硅情形下的表面硅醇)。
X表示-作用组(“X”作用组)，其能够与合成橡胶进行物理和/或化学结合，例如通过硫磺原子。
T表示烃基组，能够连接Y和X。
这些结合剂特别不能与涂覆在讨论中的填料上的简单制剂混淆，这些简单制剂通常可以包括相对于所述填料具有活性的Y作用组，但缺乏相对合成橡胶具有活性的X作用组。
这种具有可变效果的结合剂，有大量的文献对此进行了描述，对于本领域普通技术人员来说是非常公知的。事实上，可能采用其它的结合剂，诸如有机硅、特别是多硫化烷氧基硅烷或含氢硫基硅烷，这些结合剂均是已知的或有可能确保在适于制造轮胎的二烯烃橡胶组合物中，在二氧化硅与合成橡胶之间进行有效的结合。
特别是采用多硫化烷氧基硅烷，其叙述在例如专利说明书US-A-3842111，US-A-3873489，US-A-3997581，US-A-4002594，或更近的US-A-5580919，US-A-5583245，US-A-5663396，US-A-5684171，US-A-5684172和US-A-5696197中，上述均详细地描述了这些公知的化合物。
满足下列通用公式(I)的所谓“对称的”多硫化烷氧基硅烷特别适于本发明化合物，但本发明的化合物并不受如下定义的限制：
(I)    Z-A-Sn-A-Z，
其中：n是2至8的整数(最好是2至5)；
A是二价的烃基(最好是C1-C18烯烃组或C6-C12亚芳香基组，尤其是C1-C10烯烃，特别是C2-C4烯烃，尤其特别是丙烯)；
       Z表示下列公式之一：
其中：R1基是可以替代的或不可替代的基，是可以相同的，也可以是不同的，表示C1-C18烃基组、C5-C18环烷组、或C6-C18芳基组(尤其是C1-C6烃基组、环烷或苯基、特别是C1-C4烃基组、尤其特别是甲基和/或乙烷基)；
其中：R2基可以是替代的或不可替代的基，可以是相同的或不同的，表示C1-C18烷氧基组，或C5-C18环烷氧基组(尤其是C1-C18烷氧基组、或C5-C18环烷氧基组、尤其特别是甲氧基和/或乙氧基)。
在对应于上述公式(I)的多硫化烷氧基硅烷混合物的情形下，特别是传统的商业可用的混合物，应该理解“n”的平均值是一分数，最好在2至5中变化。
特别提及的多硫化烷氧基硅烷是双(烷氧基(C1-C4)硅烷丙基)的多硫化物(特别是四硫化物)，尤其是双(三烷氧基(C1-C4)硅烷丙基)，特别是双(3-三甲氧基硅烷丙基)的多硫化物或双(3-三乙氧基硅烷丙基)的多硫化物，在这些化合物中，优选采用公式[(C2H5O)3Si(CH2)3S2]2中双(3-三乙氧基硅烷丙基)的四硫化物，缩写为TESPT。例如由Degussa出售的商品名为Si69(或含有50％Wt的碳黑时为X50S)或可替代的由Witco出售的商品名为SilquestA1289。
根据本申请，本领域普通技术人员能够调整本发明化合物的偶联剂含量、所采用的合成橡胶和所采用的增白填料的数量。
在本发明橡胶组合物中，偶联剂的重量相对于增白填料的质量而言所占比例为2-15％，最好是5-12％。
至于根据本发明的化合物中的硫磺含量，应该注意其变化值最好在4-6phr内。
本发明橡胶成份除了所述合成橡胶外，还含有强化填料、硫磺和一个以上的增白填料/合成橡胶结合剂，所有的或部分的可用于橡胶混合物的其它成份和添加剂，诸如增塑剂、颜料、抗氧化剂、硫磺加速剂、混合油、一个以上的增白填料的涂层剂，如烷氧基硅烷、多羟基化合物、胺等…。
根据本发明的橡胶组合物包括除了所述合成橡胶、所述强化填料、硫磺和一种或多种增白填料/合成橡胶结合剂外，还包括全部的或部分的经常使用在橡胶混合物中的其它成分和添加剂，例如可塑剂、硬化防止剂、硫化促进剂、稀释剂油、一个或多个如烷氧基硅烷，多羟基化合物，胺等涂在所述增白填料上的制剂。
根据本发明另一特征，所述的橡胶组合物在10％变形条件下所表现出的M10弹性模量大于10Mpa，更好是大于12Mpa，最好是位于13和20Mpa之间。
本发明的硫化橡胶组合物根据本领域普通技术人员所熟悉的工序通过三个连续的准备阶段来准备。
在升高温度的情况下的第一热机工作或搅拌阶段(有时称之为“非生产”阶段)，该温度将一直升高至130℃-200℃之间的最高温度，最好是145℃-185℃之间的最高温度，在该阶段，所有的必需成分，除了硫化系统外，包括根据本发明的偶联系统，各种可选择的填充涂层剂或补充处理剂，及其它附加物可掺入例如形成一适合的混合物，诸如一通常的内部混合物。
在较低温度下的第二机器工作阶段(有时称之为“生产”阶段)，该温度典型地是在120℃以下，例如在60℃-100℃之间，，即完工阶段，在该阶段引入交联和硫化系统，对这个阶段的描述在例如专利说明书EP-A-0501227中。
第三个在第二阶段完成后对所获得的混合物的硫化阶段。
一种根据本发明的安全支承在于其包括本发明所述的橡胶组合物。
根据本发明的此支承属于包括如下部件的类型：
一大致圆柱形的用来与所述轮辋相配合的底内圈
一大致圆柱形的轮周，其在轮胎气压降低条件下将与轮胎胎面相接触，且在正常压力条件下与所述的胎面之间留有间隙，
一环形体，其将底内圈和轮周连接起来，所述的环形体包括一具有圆周中央平面的连续圆周支承部件，所述的支承部件包括若干隔板，其在所述的圆周中央平面每一侧轴向延伸，且绕所述的支承的圆周方向分布。
根据本发明此例支承的第一实施例，所述的环形体还包括连接部件，其在支承所述侧之一大致沿圆周方向延伸，每一连接部件与置于支承所述一侧的两相邻隔板相应端相连，所述的连接部件在隔板的每一侧上可交替地连续排列着。
在此第一实施例中，通过延伸在支承上的所述轮周和所述底内圈之间的肋条，所述的连接部件在两个相邻隔板之间相互支承着，这样，所述的连接部件以三角网格形式沿整个所述支承的所述一侧形成连续的连接壁。
更确切地说，所述的连接壁包括若干单元格，每一单元格由两相邻的肋条所界定。每单元格大致为两平面角形状，其隆脊由所述隔板形成，其侧面分别由所述的交替的连接部件形成。
根据本发明此例支承的第二实施例，所述的环形体还包括在所述支承两侧大致沿圆周方向延伸的连接部件，每一连接部件与置于所述支承同一侧的两相邻隔板的相应端相连，所述的连接部件在所述隔板每一侧连续交替地排列着。
在此第二实施例中，在所述隔板的中央部位上，相对于其两端对所述隔板进行改动，以便增强所述环形体在径向载荷下的抗弯性能。
事实上，在所述支承的行驶过程中，由于重复弯曲变形的产生，所述支承部件的中央部位将会与连接部件相脱离而可能被损坏。在支承基本上由合成橡胶材料制成的情况下，这种重复弯曲变形在行使中会在受到拉伸的所述墙的侧壁上产生和扩散裂纹。另一方面，在支承基本上由塑料材料制成的情况下，弯曲变形导致塑料变形。这种不可逆的变形大大地减少了结构的刚度和承载能力，日积月累计会使其不能实现其功能。
所述的隔板中央部位和横向端的厚度比大于1.1，最好是大于1.5厚度的变化非常显著地增加了隔板中央部位的抗弯性能，即，对于给定的径向负载而言，可以限定连接部件的厚度且可以减少支承总重量。
从一横向端至另一横向端，这些隔板在其弯曲部分的方向上至少有一个反向折弯，最好是包括三个反向折弯。
所述的隔板具有例如设置在两横向部位之间大致沿轴向延伸的中央部位，所述的横向部位与连接部件交汇，且相对于圆周方向成从20到40度的γ角。
根据另一实施例，所述隔板在其中央部位上具有两个大致沿轴向延伸的部位，该两个部位沿圆周方向相互偏移着，且与第三连接部位连接起来。此第三连接部位和两大致轴向走向的部位之间的平均方向变量α最好大于20度。
每一连接部件可以通过朝着环形体外侧大致沿轴向延伸的至少一壁，在支承部件的一侧或两侧上得到支承。
这些轴向壁与支承部件集成于一体并且相对较短，因此相对不易被弯曲。在一给定的支承恒定宽度下，这些轴向壁使减少支承部件的宽度成为可能，从而提高了支承部件的抗弯性能。
在一优选实施例中，每一连接部件与支承轴向壁、和两相邻隔板的横向端一起形成三支星形结构，一个轴向壁的轴向宽度小于或等于所述支承部件的两相邻隔板的半个轴向宽度。
根据本发明，支承部件还可以包括一个大致为圆柱形且与所述支承共轴的腹板，该腹板例如可以沿径向设置在所述的支承部件半个高度处。
此腹板用与环形体架相同的材料制成。当置于半个高度处时，所述腹板使隔板高度分为两部分，因此大约四倍于所限定的弯曲载荷。
为了便于生产本发明的支承，调节支承部件各种几何形状，以便不要切口部件来阻碍所述支承的轴向脱模。
最好，根据本发明的一种用于机动车的安装组合包括一轮辋，一安装在所述轮辋上的轮胎，和一本发明所述支承，所述轮辋包括在每侧周边的轮辋座，该轮辋座旨在容纳所述轮胎的胎缘，在其两轮辋座之间，所述轮辋一方面包括一承载表面，另一方面包括一安装沟槽，该安装沟槽将承载表面连接到一个所述轮辋座、或第一轮辋座的轴向内部边缘上。
应该注意，瘪轮胎结构通过所述的承载表面被引入到轮辋，这样，在瘪轮胎行驶中，支承的整个宽度承受载荷，不象“中空”轮辋一样。
本发明前述特征及其它特征，将会通过阅读本发明数个实施例的下述说明更好地得到理解，在与非本发明其它实施例的比较中，所给出的本发明实施例仅为了说明，而非限定性的。
根据本发明，上述三个有关于支承构造实例的实施方式，下面将结合附图更加详细地进行描述，其中；
图1是根据本发明一个实施例的安全支承的侧视图；
图2是根据本发明安装组合的轴向截面图，其中图1所示的支承被安装在轮辋上，且位于朝向轮胎方向的支承位置上；
图3是根据本发明第一实施例的支承部件沿图1中A-A线的截面图；
图4是根据本发明第二实施例的支承部件沿图1中A-A线的截面图，它包括通过交替的圆周连接部件相互连接在一起的隔板；
图5，类似于图4，是支承部件沿图1中A-A线的截面图，其中隔板具有可变厚度；
图6，类似于图4，是支承部件沿图1中A-A线的截面图，其中隔板包括沿圆周走向的中央连接部分；
图7，类似于图4，是支承部件沿图1中A-A线的截面图，其中圆周连接部件具有可变长度；
图8，类似于图4，是支承部件沿图1中A-A线的截面图，其中隔板沿其宽度方向具有三个反向折弯；
图9，类似于图4，是包含支承部件另一实施例的一个环形体沿图1中A-A线的截面图，其中隔板沿其宽度方向具有三个反向折弯；
图10和11，类似于图4，分别是根据本发明，包含有支承部件的环形体沿图1中A-A线的截面图，其中隔板具有可变厚度且具有轴向支承壁；
图12是根据本发明所述第二实施例的支承的侧视图，其中环形体包括一中央腹板；
图13是描述现有支承结构的透视图。
在这些实施例中，根据本发明在支承上进行瘪轮胎行驶测试，“控制”支承，这些支承由于一方面考虑制造支承的橡胶成份，另一方面通过选择这些支承的构造而并不相同。
参见图1和2，所测试的每一支承1基本包括三个部分：
一底内圈2，其大致呈环形；
一基本环形轮周3，在其径向延伸壁上，(可选择地)具有纵向沟槽5；
一环形体4，其连接底内圈2和轮周3。
图2特别描述了支承1的功能，即在轮胎充气压力作用严重损失的情况下，用来支承住轮胎胎面。
这些每一被测试的支承被安装在要装备在机动车上的安装组合内，该机动车以商品名“PEUGEOT 806”来出售。
用于此安装组合的轮辋示于图2中，上面已经结合本发明最佳安装组合对其进行了描述(法国专利说明书FR-A-2 720 977也对该轮辋进行了详细描述)。
更确切地，被测试的每一安装组合的特征尺寸(分别为轮胎宽度尺寸，轮胎直径，轮辋直径)，以mm表示为：
205-650-440。
每一被测试的支承的特征尺寸(分别为宽度尺寸，内径，高度尺寸)以mm表示为：135-440-50。
对于每一瘪轮胎测试(控制测试和根据本发明测试)而言，应该注意确保在支承的径向方向上获得支承相同的相对压扁度(此相对压扁度常量定义为相对于支承高度的变形比率)。
每一测试的行驶条件如下：
作用在轮子上载荷：   530kg；
行驶速度：           100km/h；
行驶温度：           20℃～25℃；
行驶在高速公路环路上。
控制实例
1)控制实例1：
为了进行瘪轮胎行驶测试，安装在上述安装组合内的第一控制支承由如下所限定的硫化橡胶组合物组成：
合成橡胶：           天然橡胶                    100phr；
强化填料：           “ZEOSIL 1165MP”二氧化硅   54phr
由Rhodia出售的二氧化硅，其BET和CTAB表面值至少为150～160m2/g)；
偶联剂：            Si69/碳黑N330              8.5phr
(其中，4.25phr的Si69和4.25phr的碳黑N330)；
“6PPD”                                                                                     2phr；
ZnO：                                           4phr；
硬脂酸：                                         1phr；
硫化加速剂：“CBS”：                            3phr；
硫磺：                                           4.5phr；
其中“6PPD”为N-(1，3-二甲基丁基-N’-苯基-P-苯二胺；“CBS”为N-环己基苯并噻唑基亚磺酰胺。
此第一控制支承的特征为具有9Mpa的M10弹性模量(M10是在大约10％变形下、和室温条件下、及第三个负载周期内，根据标准ISO37-1977，获得的切向延伸系数的标准缩写)。
相对于图1和2而言，此支承采用公知构造，如图13所示。
图2所示的截面示出了环形体4的第一固体部分4a及其第二部分4b，第二部分4b由沿整个轴向延伸且基本上大于半个环形体4的、且在大致轴向方向上向外敞开的凹进部组成(同时参图1)。这些凹进部4b沿环形体4的整个圆周方向上均匀分布且限定了隔板6，该隔板6在支承1的底内圈2和轮周3之间提供直接的径向连接。
当隔板6受压时，此几何结构优点能使所述隔板6承受弯曲载荷而不是压缩载荷。凹进部4b及如此的隔板6在数目上足以能确保在行驶中均匀地支承在所述的支承上。
更确切地，该被测试的第一控制支承1包括：在整个圆周上有38个隔板6，每一隔板6厚度为18mm，两个两个之间的间隔为38mm。
而且，底内圈2和轮周3的厚度分别为7mm和8mm。该第一控制支承1的环形体的厚度为35mm(在轴向方向上)。
此第一控制支承1的质量为8kg。
在上述条件下，对包括有第一控制支承的所述安装组合的行驶测试结果显示，其使用期大于200km。
2) 控制实例2
为了进行瘪轮胎行驶测试，安装在上述安装组合内的第二控制支承含有的硫化橡胶组合物不同于所述第一控制支承的硫化橡胶组合物，其不同在于其仅包括天然橡胶(60phr)和聚丁二烯(40phr)的混合物；该支承的构造、尺寸和质量等同于所述的第一控制支承。
该第二控制支承的特征在于具有大致等于所述第一控制支承的M10弹性模量值。
在上述条件下，对包括有第二控制支承的所述安装组合的行驶测试结果显示，其使用期大于200km。
，也可以对如下的其它控制支承进行测试：该控制支承包括根据所述的控制实例1或2的控制化合物的，但具有如下面图3至12所示的构造。在上述条件下，行驶测试结果显示，其使用期处在低于200km情形下。
本发明支承的实例
对根据本发明的一系列支承进行测试，所有这些支承由相同的硫化橡胶组合物组成，且分别具有图3至12所示的构造。
为了解释本说明书，这些所测试的支承构造将出现在本说明书尾部。
根据本发明的每一支承的特征在于由下列硫化橡胶成份组成，其包括：
合成橡胶：       天然橡胶                        100phr；
强化填充物：     “ZEOSIL 1165MP”二氧化硅       70phr；
偶联剂：        Si69/碳黑N330                  11phr
(其中，5.5phr的Si69和5.5phr的碳黑N330)；
“6PPD”                                                                                    2phr；
ZnO：                                           4phr；
硬脂酸：                                         1phr；
硫化加速剂：“CBS”：                            3phr；
硫磺：                                           4.5phr；
本发明每一支承的质量有利地为5kg，相对于上述每一控制支承的8kg质量而言，大致减少了三分之一。其结果是相对于这些所述“控制”支承本发明的此支承的质量减小。
而且，在上述条件下对分别包括有本发明支承的安装组合的行驶测试结果同样显示，其使用期大于200km。
另外，本发明每一支承的特征在于具有16MPa的M10弹性模量，其弹性模量高于所述的“控制”支承。
应该注意使用在本发明每一支承的橡胶组合物中的上述增白填料，如二氧化硅，被引入该化合物中，一方面，改进了未硫化处理特性，另一方面，同样改进了硫化特性，如粘聚性，另外还有上述的刚性。
所有本发明支承的测试构造
本发明第一优选的支承构造设计如图3所示。
如上述通用术语中描述，结合图1和2，根据图3所示的安全支承1属于包括所述的底内圈2、所述的轮周3，和所述的环形体4的类型。图3示出了此优选支承1的连续圆周的支承部件7，所述的支承部件7包括若干隔板6，该隔板6在支承1的所述圆周中央平面P的每一侧上轴向延伸且绕所述支承1的圆周方向上均匀分布。从图3可以看出，此支承部件7包括：连接部件8，其在支承1的所述一侧上，基本沿圆周方向延伸，每一连接部件8与置于支承1所述一侧上的两相邻隔板6的相应端6a相连接，且所述的连接部件8在所述隔板6的每一侧可交替地连续排列着。
更确切地说，通过延伸在支承1上的所述轮周3和所述底内圈2之间的肋条8a，连接部件8在两相邻隔板6之间相互支承着。这样，所述的连接部件8以三角网格形式沿整个所述支承1所述一侧形成连续的连接壁9。
更确切地说，所述的连接壁9包括若干单元格9a，每一单元格由两相邻的肋条8a所界定。每单元格9a大致为两平面角形状，其隆脊由隔板6的一顶端6a形成，其侧面分别由所述的交替的连接部件8形成。
在此对构造的优选测试实例中，绕支承1圆周具有40个所述支承1的隔板6。每一隔板厚度为8mm，它们之间的间隔为40mm。象上述情况，每一测试的支承1宽度为135mm，直径为440mm，高度为50mm。
而且，所述支承1的底内圈2和轮周3的厚度分别为6mm和7mm。
此外，在此优选实例中，所述连接部件8的轴向中央平面P’和所述肋条8a的相应自由端之间轴向方向距离为20mm。
本发明支承1的构造第二种设计如图4所示，图5至12描述了此第二种设计的变型(以下与图4类似的结构部件，从图5开始，在其图中用标号加10指示其标号)。
如第一设计所述那样，图4至12所涉及的支承1都属于包括所述的底内圈2，所述的轮周3和所述的环形体4的类型。
图4示出了这样一环形体10。该环形体由连续圆周的支承部件11组成，该支承部件11包括一组隔板12，该隔板12两两地由相邻连接部件13连接起来。
该隔板12沿支承1的圆周中央平面P的每一侧横向延伸，且绕所述支承1的圆周方向上均匀分布。它们相对于圆周方向有一倾斜角Δ，接近90度。其厚度H是常量。而且，两相邻的隔板12相对于轴向方向有一倾斜的相对角。
这些连接部件13厚度为e，沿圆周方向走向，且每一连接部件13与置于支承1的同一侧的两相邻隔板12的相应端相连(这两端彼此紧靠着)。
连接部件13在隔板12的每一侧可交替地连续排列着。
应该注意，为了便于使在支承1的生产中容易地轴向脱模，该支承部件11不包括切口件。
参照图4中的支承部件11，图5示出了支承部件21的一种变型实施例。
此支承部件21的隔板22在其中央部位的厚度为H，大于隔板横向端的厚度h。在此实施例中，H大约是h值的两倍。
此厚度的变化为隔板22的中央部位带来非常良好的抗弯性能。所述的横向端以连续方式与连接部件23相连，同时给那里赋予良好的抗弯性能。
应该注意，小至10％的厚度变化对延缓过载弯曲的产生具有明显的效果。
图6示出了支承部件31的另一变型实施例。
如前所述，该支承部件包括由连接部件33相连的隔板32，该隔板32包括两个相对于圆周方向具有相同倾斜角度Δ的横向部位34，其在圆周方向偏移着且在所述的支承部件31的中央部位通过大致沿圆周方向走向的第三部位35相连着。
在此情形下，横向部位34和中央部位35之间方向平均变型角度α大约为80度。由于部位35是沿圆周方向走向，角度α等于角度Δ。
此第三中央部位35具有远不同于两个横向部位的平均走向，它的出现增加了隔板22的中央部位的抗弯性能。
应该注意，为了更有效，此变型角度α必须大于20度。
在此实施方式中，隔板32包括从一横向端至另一横向端上的反向折弯。
图7示出了支承部件41的另一变型实施例。
在此情形下，置于支承部件41一侧上的连接部件43的圆周长度小于置于支承部件41另一侧上的连接部件44的圆周长度。
应该注意，连接部件44大致双倍的长度增加了支承部件41在上述支承所述侧的抗压刚度。此横向侧应置于朝向车辆内侧，因为在那儿当其运行时由支承1产生的负荷最大。
图8示出了支承部件51的另一变型实施方式。
在此情形下，上述连接部件53作为环状隔板52的弧部，几乎被减少成两个横向端54之间的接触面。上述隔板52同样包括一个中央连接部位55。应该注意到，两个横向部位56和中央部位55之间的平均方向变型角度α超过了90度，大约在110度左右，这样就提高了上述支承部件51在其中央部件上的平均支承密度。从一横向端到另一横向端，这些隔板包括三个反向折弯。图9示出支承部件61的另一变型实施例，相似于图8所示实施例且具有下述的改动：上述隔板62包括直线部分和并具有三个反向折弯。上述隔板包括两个沿轴向走向的横向端64，该横向端一方面通过一中央部位65相互连接，另一方面，通过相对于圆周方向成接近30度平均方向角γ的横向端66与连接部件63相连。
在隔板62的两轴向走向的部位64与中央连接部位65之间的平均方向变型角α为40度左右。
在此情形下，这些连接部件63可限定为大致三角形截面，设置于两相邻横向端66之间。
在上述支承部件61的两侧，环形体60包括一系列大致沿轴向走向的壁67，它将每一连接部件63延伸至支承1的外侧。从图9中可以看出，每一连接部件63、所述的相邻横向端66、和所述的轴向壁67的汇集相应地形成了三支星形，其具有很高的抗弯性能。
图10示出了支承部件70及相应的支承部件71的另一变型实施方式。
后者部件包括隔板72，该隔板72具有轴向走向的中央部位74，该中央部位每一侧通过一横向端75延伸着，该横向端75相对于圆周方向成大约30度的方向角γ。
在环形体70的一侧上，连接部件73被减少成两相邻横向端75之间的接触表面。在另一侧上，环形体70包括横向壁76，该横向壁在此侧上支承着连接部件77，该连接部件大致为三角形。
应该注意，在后提及的一侧上，支承部件的抗压刚度较大。
横向壁76的长度特别小于隔板72的半个中央部位74的长度，从而易于弯曲。
支承部件71的这侧具有很高的径向抗压刚度，应该优选地置于车辆的内侧。事实上，已经观察得出在车辆的这一内侧的载荷最高。
隔板72在其中央部位74的厚度为H，大于其横向部位75的厚度h，结果增加了中央部位74的抗弯性能。
图11示出了支承部件80另一变型实施例，一种与图10所述环形体70非常类似的变型。
此环形体80包括轴向横向壁86和87，这两个横向端在两侧支承着支承部件81，该支承部件81的结构还与所述的支承部件71非常相类似。
对于环形体80的给定宽度而言，这些横向壁86和87对减少连续支承部件81中隔板82的轴向宽度非常有利，从而改善了整个结构的抗弯性能。上述壁86和87的轴向长度如图11所述，也可以不同。
图12示出了支承1的轴向视图，该支承包括如图11所述的支承部件91，但另外还包括一置于环形体90半个高度处的圆周腹板94。该圆柱形的腹板94为支承1结构的极限弯曲载荷带来了大约四倍的、非常显著的增加。
结合图4至12所述的每一支承1具有下列尺寸特征：
环绕每一支承1的圆周方向具有40个隔板12…92，每一隔板厚度为8mm，且其间的间隔为40mm。如上所述。每一测试的支承1的厚度为135mm，直径为440mm，高度为50mm。
而且，所述支承1底内圈2和轮周3的厚度分别为6mm和7mm。
上述的所有的支承部件7，11，…，91和环形体4，10，…，90可以采用注模技术制造。为了便于轴向脱模，最好不要有切口部件。
应该注意，也可以采用同本发明一样的支承构造，一个包括两个或多个环圈的支承，上述环圈在所述支承的轴向方向上相连接起来，支承的整个结构保持不变。
例如，可能为这样一支承提供：大致为矩形轴向截面的第一环圈，和包括若干凹进部的一个或多个环形部件，该环形部件沿整个支承宽度方向大致轴向延伸，且绕支承的圆周方向大致均匀分布。
由于各环形部件具有较低的弯曲刚度，这样的环形类型的支承件易于装入轮胎中。

Claims (22)

1、一种用来安装在轮胎内轮辋上的安全支承(1)，以便在轮胎充气压力降低的条件下能够支承所述轮胎的胎面，其特征在于，所述安全支承(1)由一种在硫化状态下使用的橡胶组合物构成，所述橡胶组合物包括：
大于或等于60phr的天然橡胶或聚异戊二烯，
大于60phr的增白填料，
3至8phr的硫磺，
其中，phr为以重量计相对于橡胶组合物中每100份二烯烃橡胶而言的份数。
2、如权利要求1所述的安全支承，其特征在于，所述增白填料包括范围从60至80phr的二氧化硅。
3、如权利要求2所述的安全支承，其特征在于，所述二氧化硅的BET和CTAB表面值均处于50m2/g至200m2/g范围之间。
4、如权利要求3所述的安全支承，其特征在于，所述二氧化硅的BET和CTAB表面值处于110m2/g至200m2/g范围之间。
5、如权利要求1所述的安全支承，其特征在于，所述橡胶组合物包括一多硫化烷氧基硅烷类的增白填料/合成橡胶结合剂。
6、如权利要求1所述的安全支承，其特征在于，所述橡胶组合物还包括由4至12个碳原子的共轭二烯烃单体聚合获得的均聚物，或与一个或多个共轭二烯烃相互共聚或与一个或多个的具有8至12个碳原子的乙烯基芳香化合物共聚获得的共聚物，所述均聚物或共聚物的量小于或等于40phr。
7、如前述权利要求6所述的安全支承，其特征在于，所述橡胶组合物包括天然橡胶和聚丁二烯的混合物。
8、如权利要求1所述的安全支承，其特征在于，所述橡胶组合物包括由天然橡胶或人工橡胶组成的单二烯烃橡胶。
9、如权利要求1所述的安全支承，其特征在于，所述橡胶组合物具有在10％变形条件下、大于10Mpa的M10弹性模量。
10、如权利要求1所述的安全支承，其包括：
一大致为圆柱形的底内圈(2)，其将与所述轮辋相配合，
一大致圆柱形的轮周(3)，其在轮胎充气压力降低的条件下将与轮胎胎面相接触，且在正常压力条件下与所述胎面之间留有间隙，
一环形体(4)，其将底内圈(2)和轮周(3)连接起来，所述环形体(4)包括一具有圆周中央平面(P)的连续圆周支承部件(7)，所述支承部件(7)包括：
若干隔板(6)，其在所述圆周中央平面(P)每一侧轴向延伸，且绕所述支承(1)的圆周方向分布，
连接部件(8)，其在支承(1)所述一侧大致沿圆周方向延伸，每一连接部件与置于支承(1)所述一侧的两隔板(6)相应端(6a)相连，所述连接部件(8)在隔板(6)的每一侧上可交替地连续排列，
其特征在于，在两相邻隔板(6)之间，所述连接部件(8)通过肋条(8a)相互支承着，该肋条(8a)从支承(1)的所述轮周(3)延伸至底内圈(2)上，这样，所述连接部件(8)沿整个所述支承(1)的所述一侧以三角网格形式构成连续的连接壁(9)。
11、如权利要求10所述的安全支承，其特征在于，所述连续壁(9)包括若干单元格(9a)，每一单元格由两相邻的肋条(8a)所界定。每单元格(9a)底部大致为两平面角形状，其隆脊由一个隔板(6)形成，其侧面分别由所述交替的连接部件(8)形成。
12、如权利要求1所述的安全支承，其包括：
一大致圆柱形的底内圈(2)，其将与所述轮辋相配合，
一大致圆柱形的轮周(3)，其在轮胎充气压力降低的条件下将与轮胎胎面相接触，且在正常压力条件下与所述胎面之间留有间隙，
一环形体(10)，其将底内圈(2)和轮周(3)连接起来，所述环形体(10)包括一具有圆周中央平面(P)的圆周连续支承部件(11，…，91)，所述支承部件(11，…，91)包括：
若干隔板(12，…，92)，其在所述圆周中央平面(P)每一侧轴向延伸，且绕所述支承(1)的圆周方向分布，
大致沿圆周方向延伸的连接部件(13，…，93)，每一连接部件(13，…，93)与置于支承(1)同一侧的两隔板(12，…，92)相应端相连，所述连接部件(13，…，93)在隔板(12，…，92)的每一侧上可交替地连续排列着，
其特征在于，在所述隔板(12，…，92)的中央部位上相对于其两端对所述隔板(12，…，92)进行改动，以便增强环形体(10)在径向载荷下的抗弯性能。
13、如权利要求12所述的安全支承，其特征在于，所述隔板(22，72)在中央部位和横向端的厚度比大于1.1。
14、如权利要求12或13所述的安全支承，其特征在于，从一横向端至另一横向端，所述隔板(32)至少有一个反向折弯。
15、如权利要求14所述的安全支承，其特征在于，所述隔板(62)的中央部位(65)在两横向部位(64)之间大致沿轴向延伸，所述横向部位与连接部件(63)交汇，且相对于圆周方向成20-40度的角γ。
16、如权利要求12或13所述的安全支承，其特征在于，从一横向端至另一横向端，所述隔板(52)至少有三个反向折弯。
17、如权利要求14所述的安全支承，其特征在于，上述隔板(32)在其中央部位具有大致轴向延伸的部位两个(34)，上述两个部位(34)在圆周方向上相互偏移着，且与第三连接部位(35)连接起来。
18、如权利要求12或13所述的安全支承，其特征在于，在所述支承部件(61，81，91)的至少一侧上，每一连接部件至少由一壁(67，87)支承着，上述壁(67，87)朝着所述环形体的外侧沿轴向延伸着。
19、如权利要求18所述的安全支承，其特征在于，每一连接部件(63)同支承轴向壁(67)和两相邻隔板(62)的横向端(66)一起构成一个三支星形结构。
20、如权利要求12或13所述的安全支承，其特征在于，支承部件(91)还包括一腹板(94)，其大致为圆柱形且与支承(1)共轴，且该腹板(94)设置在所述支承部件(91)半个径向高度上。
21、如权利要求12或13所述的安全支承，其特征在于，调节支承部件(11)，以便不包括切口部件来阻碍支承(1)的轴向脱模。
22、一种机动车安装组件，其包括一轮辋，一安装在所述轮辋上的轮胎，和一安装在所述轮胎内所述轮辋上的安全支承(1)，从而如果在轮胎充气压力降低的情况下，所述安全支承(1)也能支承住所述轮胎的胎面，所述轮辋包括在每侧周边的轮辋座，其旨在容纳所述轮胎的胎缘，在其两轮辋座之间，所述轮辋一方面包括一承载表面，另一方面包括一安装沟槽，该安装沟槽将承载表面连接到一个所述轮辋座、或第一轮辋座的轴向内部边缘上，其特征在于，所述支承(1)由权利要求1所限定。
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