DE19860362A1

DE19860362A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE19860362A1
Application number: DE19860362A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Baumann; Robert Nau; Guenter Dietrich
Original assignee: Dunlop GmbH and Co KG
Current assignee: Dunlop GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-06-29
Also published as: DE69932491D1; EP1013482A2; US6536494B1; EP1013482B1; JP2000190715A; DE69932491T2; EP1013482A3

Abstract

Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse, die sich zwischen zwei Wulstringen erstreckt, einer zwischen der Karkasse und einem Laufstreifen vorgesehenen Gürtelanordnung sowie in den Seitenwandbereichen angeordneten und bei entlüftetem Reifen Stützfunktion übernehmenden Gummiverstärkungen zeichnen sich dadurch aus, daß eine einzige Gummiverstärkungslage radial innerhalb einer ersten Karkasslage vorgesehen ist und die maximale Dicke dieser Gummilage in der oberen Hälfte der Seitenwandhöhe gelegen ist, wobei sich die Gummiverstärkungslage ausgehend vom Kernreiterbereich bis unter den Randbereich der Gürtellage erstreckt und der sich etwa bis zur Hälfte der Seitenwandhöhe erstreckende Kernreiter von der ersten Karkasslage umschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft Fahrzeugluftreifen mit einer ein- oder zweilagigen Karkasse, die sich zwischen zwei zugeordnete Kernreiter aufweisenden Wulstringen erstreckt, einer zwischen der Karkasse und einem Laufstrei fen vorgesehenen Gürtelanordnung sowie in den Seitenwandbereichen an geordneter und bei entlüftetem Reifen Stützfunktion übernehmender Gummiverstärkungslagen.

Fahrzeugluftreifen dieser Art sind beispielsweise bekannt aus der US-PS 5 368 082. Mittels derartiger Reifen ist es möglich, im Falle einer Reifen panne auch mit entlüftetem Reifen noch größere Strecken mit adäquater Geschwindigkeit zurückzulegen bevor eine Reparatur des Reifens oder ein Reifenwechsel vorgenommen werden muß. Derartige Reifen erhöhen dem gemäß die Sicherheit im Falle einer Reifenpanne und ermöglichen es, pro blemfrei die nächste Reparaturwerkstätte zu erreichen, so daß uner wünschte und auf stark befahrenen Straßen auch gefährliche Reifenwech sel vermieden werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß auch im entlüfteten Zu stand eine hohe Fahrleistung mit ausreichend hoher Geschwindigkeit er möglicht wird, die in den Seitenwänden vorgesehenen versteifenden Gummilagen den Fahrkomfort des mit Normaldruck betriebenen Reifens nicht störend beeinträchtigen und dabei das Reifengewicht möglichst ge ring bleibt.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß in den Seitenwandbereichen eine Gummiverstärkungslage radial in nerhalb einer ersten Karkasslage angeordnet und ihre maximale Dicke in der oberen Hälfte der Seitenwandhöhe gelegen ist, daß sich die Gummi verstärkungslage ausgehend vom Kernreiterbereich bis unter den Randbe reich der Gürtellage erstreckt, und daß der sich etwa bis zur Hälfte der Seitenwandhöhe erstreckende Kernreiter von der ersten um den jeweiligen Wulstkern geführten Karkasslage umschlossen ist.

Vorzugsweise bestehen die Gummiverstärkungslage und der Kernreiter aus der gleichen Gummimischung.

Aufgrund der Wahl der Gummimischung, des Dickenverlaufs der Gummi verstärkungslage und der jeweils in Abhängigkeit von der Position der Gummiverstärkungslage im Reifen unterschiedlichen Härtezeiten dieser Gummiverstärkungslage werden hinsichtlich der Langlaufeigenschaften bei entlüftetem Reifen optimale Werte erhalten, insbesondere wenn auf grund der verwendeten Mischungen und der gewählten Härtezeit im ferti gen Reifen der Elastizitätsmodul E* der Gummiverstärkungslagen sowie des Kernreiters gemessen bei 70°C gleich oder größer 9 MPa und der tanδ gleich oder kleiner 0,03 ist (gemessen mittels "EPLEXOR", 10 Hz, 10% Vorspannung und 1% DSA). Die Härte IRHD dieser Gummiverstär kungslage sowie des Kernreiters soll bei Raumtemperatur gemessen gleich oder größer 80 sein. Die Messung der IRDH (International Rubber Hard ness Degree) erfolgt dabei analog der Shore-Härtemessung, jedoch mit ku gelförmiger Meßspitze. Die Messung bzw. Prüfung erfolgt dabei nach DIN 53519, wobei die sogenannte Mikrohärte bestimmt wird, da kleine Proben gemessen werden, die aus dem jeweiligen Reifen entnommen sind.

Die Gummiverstärkungslage und die Kernreiter werden bevorzugt aus ei ner Gummimischung hergestellt, die aus einem Polymerverschnitt aus NR/IR und BR besteht, wobei mindestens 50 Teile NR/IR in diesem Poly merverschnitt enthalten sind, einem Rußgehalt von 50 bis 60 Teilen, vor zugsweise aus schnellspritzbarem FEF-Ruß, sowie aus 5 bis 8 Teilen Zin koxid, 2 Teilen Stearinsäure, 1,5 Teilen Alterungsschutzmittel sowie ein oder mehr Teile Vulkanisationsbeschleuniger und Schwefel (vorzugsweise 4 bis 5 Teile), um die Verlusteigenschaften der Mischung gering zu halten.

Für den Fall der Verwendung einer zusätzlichen zweiten Karkasslage wird der Grundaufbau des Reifens mit einlagiger Karkasse weitestgehend un verändert beibehalten. Die radial außerhalb der ersten Karkasslage vorge sehene zweite Karkasslage verläuft bis in das obere Drittel der Höhe der Seitenwand anliegend an der ersten Karkasslage und anschließend anlie gend am um den Wulstkern umgeschlagenen Endbereich der ersten Kar kasslage und endet bevorzugt im wulstseitigen Kernreiterbereich. Das umgeschlagene Ende der ersten Karkasslage ist dabei insbesondere bis in das obere Drittel der Seitenwandhöhe zwischen die beiden Karkasslagen hochgeführt und mit diesen unmittelbar verbunden. Dadurch wird im Vergleich zu Reifen mit zweilagiger Karkasse und zwischen den beiden Karkasslagen auch im Seitenwandbereich vorgesehener Verstärkungslage der Vorteil erzielt, daß beide Karkasslagen im oberen Drittel des Seiten wandbereiches nur einer geringen Stauchung ausgesetzt sind, was insbe sondere dann von besonderer Bedeutung ist, wenn Karkasslagen aus Kevlar verwendet werden, die möglichst keinerlei Stauchung ausgesetzt sein sollen.

In den Bereichen der Seitenwand, in denen die beiden Karkasslagen an einanderliegend verlaufen, ist es vorteilhaft, zwischen den beiden Kar kasslagen eine elastische Pufferschicht einzubringen, um eine gewisse Relativbeweglichkeit zwischen den beiden Lagen und eine definierte Stei figkeit aufgrund der Abstandseinstellung zu erzielen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprü chen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Axialschnittdarstellung einer Hälfte eines mittensymmetrisch ausgebildeten Reifens nach der Erfindung mit einer Karkasslage, und

Fig. 2 eine schematische Axialschnittdarstellung einer Hälfte eines mittensymmetrisch ausgebildeten Reifens nach der Erfindung mit zwei Karkasslagen.

Nach Fig. 1 besitzt der Reifen, dessen rechts von der Reifenmittenebene 13 gelegener Teil gezeigt ist, eine Karkasslage 1, die um den Wulst 8 geführt ist und deren umgeschlagenes Ende 12 über zumindest die halbe Reifen höhe nach oben geführt ist und im Anschluß an den Kernreiterbereich 9 an der Außenseite der Karkasslage 1 anliegt und mit ihr verbunden ist. Der Kernreiter 9 ist demgemäß von der Karkasslage 1 voll umschlossen.

Zwischen Kernreiter 9 und dem umgeschlagenen Ende 12 der Karkasslage 1 ist ein Verstärkungs- bzw. Versteifungsstreifen 3 vorgesehen, der aus einem textilen Material bestehen kann und sich bis in die unmittelbare Nähe des Wulstrings 8 erstreckt. Radial innerhalb der Karkasslage 1 ist eine Gummiverstärkungslage 4 vorgesehen, die sich spitz zulaufend einer seits bis unter die Gürtellage 10 erstreckt und andererseits etwa in Höhe der maximalen Wulstbreite endet. Der Bereich der maximalen Dicke des Gummiverstärkungsstreifens 4 ist im oberen Drittel der Seitenwandhöhe gelegen und dies führt dazu, daß die Karkasslage 1 radial so weit nach außen verlagert ist, daß sie keinen störenden Stauchungen im Betrieb ausgesetzt ist.

Radial innen grenzt die Gummiverstärkungslage 1 an eine Innengummie rungsschicht 7 an.

Von wesentlicher Bedeutung für die Laufleistung des Reifens im entlüfte ten Zustand sowie auch für das Verhalten im Normallauf ist einerseits die Ausgestaltung der Gummiverstärkungslage hinsichtlich ihrer radialen Höhe und ihres Dickenverlaufs über die Höhe und zum anderen die für die Gummiverstärkungslage verwendete Mischung.

Die Gummiverstärkungslage besteht aus einer Gummimischung aus Ver schnitten von NR und/oder IR und BR sowie Ruß, Zinkweiß, Stearinsäu re, Alterungsschutzmittel, Weichmacher, Schwefel und Beschleuniger. Be vorzugt werden Verstärkungslage und Kernreiter hergestellt aus einer Gummimischung, bestehend aus einem Polymerverschnitt aus NR/IR und BR mit mindestens 50 Teilen NR/IR, einem Rußgehalt von 50 bis 60 Tei len, 5 bis 8 Teilen Zinkoxid, 2 Teilen Stearinsäure, 1,5 Teilen Alterungs schutzmittel sowie zumindest ein Teil Vulkanisationsbeschleuniger und Schwefel. Es werden bevorzugt 4 bis 5 Teile Schwefel verwendet, um die Verlusteigenschaften der Mischung gering zu halten.

Die für die Gummiverstärkungslage 4 und den Kernreiter 9 bzw. den Kernreiterbereich bestimmte Gummimischung muß in der Weise gehärtet werden, daß die Gummiverstärkungslage im fertigen Reifen folgende Ei genschaften besitzt:
Härte IRDH größer gleich 80, gemessen bei Raumtemperatur, Elastizitätsmodul (MPa) größer gleich 9 MPa und tanδ kleiner gleich 0,03, gemessen jeweils bei 70°C und mittels "EPLEXOR", 10 Hz, 10% Vorspan nung, 1% DSA (Double Strain Amplitude).
Die IRDH-Messung (International Rubber Hardness Degree) erfolgt gemäß Prüfmethode DIN 53519 Blatt 2.

In der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellenden Zeichnung sind Meßstellen positionsgenau eingetragen, anhand derer für die Erfindung wesentliche Dickenwerte und Positionen angegeben werden können.

Die Reifendicke A2 in Kronenmitte beträgt bevorzugt 17,0 ± 0,8 mm, wäh rend die Reifendicke C2 an der Schulter an der angegebenen Stelle 18,0 ± 1,0 mm beträgt. Die Dicke Y des Wulstes beträgt an der angegebenen Stelle 18,5 ± 1,5 mm, während sich die Wulstdicke R1 an der angegebe nen Stelle in Höhe des Maßes R auf 15,0 ± 1,5 mm beläuft.

Die Messung der Wulstdicke Y erfolgt in Höhe des in der Zeichnung ein getragenen Maßes W, wobei die Meßebene wie in der Zeichnung angege ben verläuft.

Die Gummiverstärkungslagen 4 besitzt über ihre radiale Höhe einen aus der Zeichnung ersichtlichen charakteristischen Dickenverlauf, der durch die in der Zeichnung an den angegebenen Meßstellen vorhandenen Dic kenwerte maßgenau definiert ist.

An der Meßstelle DI, die etwa in Höhe von zwei Drittel der Seitenwandhö he gelegen ist, besitzt die Gummiverstärkungslage 4 eine Dicke von 12,0 ± 1,0 mm.

An der Meßstelle EI in halber Seitenwandhöhe beträgt die Dicke der Gummiverstärkungslage 12,0 ± 1,0 mm und die Dicke EII des Kernreiters in gleicher Höhe 2,0 ± 0,5 mm.

An der Meßstelle YI beträgt die Lagendicke 4, 5 ± 0,5 mm und an der Meß stelle YA die Kernreiterdicke 12,0 ± 1,0 mm. Zwischen den bezüglich der definierten Meßstellen angegebenen Werten verändern sich die Dicken der Gummiverstärkungslagen 4, 5 kontinuierlich.

An der Meßstelle Y besitzt in der angegebenen Ebene der Wulst eine Dicke von 18,5 ± 1,7 mm, wobei hinsichtlich Gummiverstärkungslage 4 und Kernreiterbereich 9 sich zwischen den bezüglich der definierten Meßstel len angegebenen Werten die Dickenverläufe kontinuierlich ändern.

Der in der Zeichnung angegebene Wert RI (Wulst) beträgt 15,0 ± 1,5 mm, während die Wulsthöhe WI 22,0 ± 5,0 mm beträgt.

Hinsichtlich der Überdeckung der Gummiverstärkungslage 4 im radial äußeren Bereich durch die Gürtellagen 10 ist der Wert A mit 33,0 ± 2,5 mm anzugeben, d. h. es findet eine, ausgeprägte Überdeckung statt, wobei die Gürtelrandbereiche auf einer vergleichsweise dicken Gummi schicht aufliegen, die sicherstellt, daß im Betrieb die Karkasslage 1 vor Stauchungseffekten geschont wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform stimmt hinsichtlich der Grund konzeption, der Materialwahl und der Abmessungen mit der Ausfüh rungsform nach Fig. 1 überein, aber es ist zusätzlich zur Karkasslage 1 eine zweite Karkasslage 2 vorgesehen, die radial außerhalb der ersten Karkasslage 1 gelegen ist und bis in den Bereich des oberen Drittels der Höhe der Seitenwand anliegend an der ersten Karkasslage 1 verläuft. Etwa im Bereich der in Fig. 2 eingezeichneten Meßstelle DI trennen sich die beiden Karkasslagen 1, 2, wobei die innere Karkasslage analog zur Aus führungsform nach Fig. 1 um den Wulst 8 geschlagen und das umge schlagene Ende 12 bis in das obere Drittel der Höhe der Reifenseitenwand hochgeführt ist, wo es zwischen den beiden Karkasslagen 1, 2 endet und mit diesen Karkasslagen verbunden ist. Die äußere Karkasslage 2 ist an liegend am umgeschlagenen Ende 12 der inneren Karkasslage bis in die Nähe des Wulstes 8 geführt. Durch den gewählten Verlauf der Karkassla gen wird im Falle des Reifenaufbaus mit einlagiger Karkasse sichergestellt, daß die Karkasslagen 1, 2 im Betrieb praktisch keinen Stauchungen und damit unerwünschten Belastungen ausgesetzt werden. 1 erste Karkasslage
2 zweite Karkasslage
3 Verstärkungsstreifen
4 Gummiverstärkungslage
7 Innengummierung
8 Wulstkern
9 Kernreiterbereich, Kernreiter
10 Gürtellage
12 umgeschlagenes Ende
13 Mittenumfangsebene

Claims

1. Fahrzeugluftreifen mit einer ein- oder zweilagigen Karkasse, die sich zwischen zwei zugeordnete Kernreiter aufweisenden Wulstringen er streckt, einer zwischen der Karkasse und einem Laufstreifen vorge sehenen Gürtelanordnung sowie in den Seitenwandbereichen ange ordneter und bei entlüftetem Reifen Stützfunktion übernehmender Gummiverstärkungslagen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwandbereichen eine Gummiverstärkungslage (4) radial innerhalb einer ersten Karkasslage angeordnet und ihre ma ximale Dicke in der oberen Hälfte der Seitenwandhöhe gelegen ist, daß sich die Gummiverstärkungslage (4) ausgehend vom Kernreiter bereich (9) bis unter den Randbereich der Gürtellage (10) erstreckt, und daß der sich etwa bis zur Hälfte der Seitenwandhöhe erstrec kende Kernreiter (9) von der ersten um den jeweiligen Wulstkern (8) geführten Karkasslage (1) umschlossen ist.

2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem umgeschlagenen Ende der ersten Karkasslage (1) und dem Kernreiter (9) ein Verstärkungs- bzw. Versteifungsstreifen (3) vorgesehen ist.

3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb der ersten Karkasslage (1) eine zweite Kar kasslage (2) vorgesehen ist, die bis in das obere Drittel der Höhe der Seitenwand anliegend an der ersten Karkasslage (1) verläuft und anliegend am um den Wulstkern (8) umgeschlagenen Ende (12) der ersten Karkasslage (1) im wulstseitigen Kernreiterbereich (9) endet.

4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das umgeschlagene Ende (12) der ersten Karkasslage in das obere Drittel der Seitenwandhöhe zwischen die beiden Karkasslagen (1) und (2) hochgeführt und mit diesen verbunden ist.

5. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasslagen (1, 2) aus Rayon bestehen.

6. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gürtellagen (10) aus Kevlar oder Stahl bestehen.

7. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel durch Zusatzgummi zwischen den Gürtellagen (10) versteift ist.

8. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiverstärkungslage (4) sowie der Kernreiterbereich (9) aus der gleichen Gummimischung bestehen.

9. Fahrzeugluftreifen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastizitätsmodul (E*) der Gummiverstärkungslage (4) sowie des Kernreiters oder des Kernreiterbereichs (9) gemessen bei 70°C gleich oder größer 9 MPa und der tanδ gleich oder kleiner 0,03 ist, und zwar gemessen mittels "EPLEXOR": 10 Hz, 10% Vorspannung und 1% DSA (Double Strain Amplitude).

10. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte IRHD der Gummiverstärkungslage (4) sowie des Kern reiters oder Kernreiterbereichs (9) bei Raumtemperatur gemessen gleich oder größer 80 ist, wobei die Messung nach DIN 53915 erfolgt und dem Reifen entnommene kleine Proben gemessen werden.

11. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Gummiverstärkungslage (4) aus einer Gummimi schung besteht, die sich aus einem Polymerverschnitt aus NR/IR und BR mit mindestens 50 Teilen NR/IR, einem Rußgehalt von 50 bis 60 Teilen, 5 bis 8 Teilen Zinkoxid, 2 Teilen Stearinsäure, 1,5 Teilen Alterungsschutzmittel sowie zumindest einem Teil Vulkani sationsbeschleuniger und Schwefel zusammensetzt, wobei der Schwefelanteil vorzugsweise 4 bis 5 Teile umfaßt und als Ruß vor zugsweise schnellspritzbarer FEF-Ruß verwendet ist.

12. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gemessen in etwa zwei Drittel der Seitenwandhöhe und in hal ber Seitenwandhöhe die Dicke der Gummiverstärkungslage (4) 12 mm bei einer Toleranz von ± 1,0 beträgt.

13. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gemessen im Bereich maximaler Wulstdicke (Seitenwandhöhe W, Meßebene Y) unterhalb des Endes der Gummiverstärkungslage (4) die Gesamtdicke des Reifenaufbaus 18,5 mm bei einer Toleranz von ± 1,5 mm beträgt.

14. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Reifenmitte gemessene Kronendicke (A2) 17,0 ± 0,8 mm und die im Übergangsbereich der Schulter und im Bereich des Endes der Gummiverstärkungslage (4) gemessene Reifendicke (C2) 18,0 ± 1,0 mm beträgt.