DE2737234A1 - Guertelreifen - Google Patents

Description

VON KREISLER SCKÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

273723A

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler f 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln

5 KÖLN 1 25. Juli 1977/Fu/he

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF Uniroyal AG, 51OO Aachen 1

Gürtelreifen

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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an den bekannten Fahrzeugluftreifen, die eine Textil- oder Metallkordkarkasse, insbesondere in Radialbauart, sowie Wulstdrahtringe enthalten, um die die Enden der Karkassenränder herumgeschlagen angeordnet sind, weiterhin eine gürtelartige Verstärkungseinlage der Lauffläche insbesondere aus Stahlkordlagen aufweisen und im übrigen die vorzugsweise gasundurchlässige Reifeninnenwand, die Reifenseitenwände und die Laufflächenprofildecke enthalten.

Bei diesen Fahrzeugreifen ergeben sich Probleme an den Rändern des metallische Verstärkungselemente in Gummi eingebettet enthaltenden Gürtels. Aus verschiedenen Gründen können hier Trennungen entstehen, die zur Zerstörung des Reifens führen. Eine der Ursachen liegt in der auf Dauer nachlassenden Haftfestigkeit zwischen Gummi und Metall, weil in der Gummierungsmasse für den Stahlkord mikroporöse Stellen vorliegen. Sie entstehen dadurch, daß die Gummimasse nicht einheitlich um jeden einzelnen Stahlkordfaden herumfließt, nicht, wie gewünscht, in die Lücken zwischen den Stahlkordfäden einströmen kann, um eine allseits geschlossene Gummihülle bzw. Gummidecke für die metallischen Verstärkungselemente zu bilden. Es liegen dann mikrorissige Stellen vor, die im ungünstigen Falle Kleinstrinnenabschnitte bilden und sich unter Umständen über die Gürtelbreite erstrecken und Verbindung mit den gummifreien Schnittstellen der Gürtelränder haben.

^: An sich sind solche mikroporösen Stellen in der Gummierung zunächst nicht weiter problematisch. Beim Reifenbau, bei dem bestimmte Reifenteile zusammengefügt werden müssen, können jedoch gewisse Lufteinschlüsse nicht ganz vermieden werden.

; 30 Außerdem nehmen die unvulkanisierten Kautschuke, insbesondere bei längerer Lagerung, einen gewissen Gehalt an flüchtigen, teils feuchten Bestandteilen aus der Atmosphäre auf. Obwohl vor und während des Vulkanisiervorganges eingeschlossene

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Luft- und Feuchtigkeitspartikel durch geeignete Methoden abgesaugt werden sollen, ist es auch in dieser Reifenherstellphase nicht zu vermeiden, daß noch unerwünschte Anteile dieser Partikel im Reifen verbleiben und nach und nach an und in die porösen Stellen in der Gummierungsmasse für den Gürtelstahlkord gelangen. Nachteile ergeben sich dann, wenn die flüchtigen feuchten Bestandteile im fertigen Reifen an den Gürtelrändern Korrosionsstellen bilden. Sie sind langzeitig gesehen der Haftung zwischen Gummi und Metall abträglich.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die im Reifen vorhandenen flüchtigen Feuchtigkeits- und Luftteilchen v/irksam daran zu hindern, in die Gürtelgummierungsmasse zu gelangen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, zwischen Karkasse und gürtelartiger Verstärkungseinlage eine Dichtungslage aus Gummi anzuordnen. Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Fahrzeugluftreifen enthaltend eine Textil- oder Metallkordkarkasse, insbesondere in Radialbauart, und ; eine gürtelartige Verstärkungseinlage der Lauffläche, insbesondere aus Stahlkordlagen, wobei das Kennzeichen der Erfin- ' dung darin zu sehen ist, daß zwischen Karkasse und Gürtel eine gasundurchlässige Gummilage einvulkanisiert ist, die die Gür- ; telunterseite ganzflächig abdeckt. ι

. Die gasundurchlässige Gummiabdecklage der Erfindung enthält hoch-styrolhaltigen SBR-Kautschuk (Styrolbutadienkautschuk). Solche hoch-styrolhaltigen SBR-Typen enthalten mehr als 30 Gew.-Teile Styrol im Gegensatz zu normalen SBR-Kautschuken, die 25 Gew.-Teile Styrol oder weniger im Elastomeren-Molekül aufweisen. Die erfindungsgemäß in der gasundurchlässigen Gummitrennlage vorgesehenen hoch-styrolhaltigen SBR-Typen besitzen die gewünschte Eigenschaft hoher Gasundurchlässigkeit. Diese kann noch dadurch verbessert werden, daß bestimmte Füllstoffe in der erfindungsgemäßen Trennschicht eingearbeitet sind. Bevorzugter Füllstoff hierfür ist Glimmer, insbesondere

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solcher von lamellarer Struktur und in Pulverform. Zweckmäßigerweise kann ein solcher die Gasundurchlässigkeit fördernder Füllstoff in Mengen von 10-90 pphr, vorzugsweise 15-60 pphr, insbesondere 30-40 pphr, (Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Kautschuk) vorliegen.

Die hoch-styrolhaltige SBR-Komponente macht in der erfindungsgemäßen gasundurchlässigen Gummilage - bezogen auf die Gesamt- i kautschukmenge dieser Gummitrennschicht - vorzugsweise 25 bis 100 pphr, insbesondere wenigstens 40 pphr, aus.

Als weitere Mischungskomponente für die erfindungsgemäße gasundurchlässige Gummilage ist halogenierter Butylkautschuk (Halobutyl) geeignet, der zweckmäßig in Mengen bis zu 30 pphr ^; vorgesehen sein kann, wenn auch darüberhinausgehende Anteile ; dieser Kautschukkomponente grundsätzlich möglich sind. HaIobutyl kann insofern gewisse Schwierigkeiten mit sich bringen , als sich dieser Kautschuktyp schwer mit den übrigen Gummibestandteilen des Reifens verbindet. Aus Gründen der für die : Reifenherstellung gewünschten Konfektionsklebrigkeit zwischen | der Gummimischung für die Dichtungslage und den benachbarten Gummibestandteilen des Reifens ist es angezeigt, zusätzlich zu dem hoch-styrolhaltigen SBR und dem gegebenenfalls vorgesehenen Halobutyl übliche Konfektionsklebrigkeits-freundliche Kautschuktypen mitzuverwenden. Beispiele hierfür sind Naturkautschuk, Polyisopren, Polybutadien oder normales SBR, das,

25' wie zuvor angegeben, 25 oder weniger Gew.-Teile Styrol im Elastomeren-Molekül enthält. Diese Mischungsbestandteile begünstigen jedoch die Gasundurchlässigkeit der erfindungsgemäß vorgesehenen Trennschicht nicht. Sofern auf geeignete Klebstoffe bzw. Zemente bei der Reifenkonfektion bzw. bei dem Zusammenfügen der Reifenbestandteile zurückgegriffen werden kann, kann auf diese weiteren Mischungsbestandteile verzichtet werden.

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Die Ausbildung und Anordnung der Dichtungslage im fertigen Fahrzeugluftreifen wird so vorgesehen, daß der beabsichtigte Isoliereffekt optimal erzielt wird. Bevorzugt ragt die gasundurchlässige Gummilage seitlich über die Gürtelkanten hinaus.

Sie kann bis in die Reifenseitenwand reichen, ohne allerdings diese in der bevorzugten Ausführungsform vollständig zu durchsetzen. In der bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße gasundurchlässige Gummilage in ihrer axialen Erstreckung etwa 20 bis 50 mm an jeder Seite breiter als der Gürtel. Die Lagendicke der gasundurchlässigen Gummischicht kann üblicherweise zwischen 0,2 und 2 mm betragen. Diese Abmessungen der erfindungsgemäßen Trennschicht richten sich nach den jeweiligen Reifengrößen. ,

Die Härte der erfindungsgemäß vorgesehen gasundurchlässigen ^!

Dichtungslage soll in der Regel eine Härte von 65 bis 70 Shore nicht übersteigen und beträgt gewöhnlich ca. 50 bis 60 Shore. Dichtungslagen der erfindungsgemäßen Art sind geeignet, die in der Praxis üblichen verstärkenden Gürtellagen - beispielsweise 2- bis 3-lagige Stahlkorde mit einer Materialstärke von j ca. 1,4 mm pro Lage - sicher gegen unter Einfluß des Reifeninnendrucks nach außen wandernde Feuchtigkeit abzudecken.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Entweichen von flüchtigen, teils feuchten Bestandteilen aus dem Reifeninneren nach außen zusätzlich dadurch gelenkt, daß die Reifenseitenwände aus einer Kautschuk> mischung hergestellt werden, die eine höhere Gasdurchlässigkeit aufweist als die übrigen Reifenteile. Hierzu kann man in an sich bekannter Weise Naturkautschuk, Polybutadien oder andere vergleichbare Elastomertypen einsetzen, wobei es bevorzugt sein kann, zusätzlich Füllstoffe in die Kautschukmischungen dieser Reifenteile einzuarbeiten, die die Gasdurchlässigkeit fördern. Ein geeigneter Füllstoff ist beispielsweise Kreide, die zweckmäßig in Mengen von 10 bis 150 pphr, vorzugsweise im Bereich von etwa 50 pphr, Verwendung finden kann.

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Die anliegende Figur ist eine beispielhafte und schematische ι Darstellung eines Fahrzeugluftreifens der Erfindung, der hier : im Schnitt gezeigt ist. Eine Radialkarkasse, beispielsweise ι gebildet aus 2 Reyonkordlagen, umschlingt den im Wulst vor-

gesehenen Kernring 2 der aus Stahldraht gebildet ist und den

Kernreiter 3 aus Hartgummi trägt. Die Karkasse ist in ihrem j unteren Teil mit der Reifenseitenwand 4 und im oberen Teil
mit der Lauffläche 5 abgedeckt. Innen befindet sich die beispielsweise als gasundurchlässige Schicht ausgebildete Gummi- | platte 7. Im Laufflächenbereich des Reifens ist die gürtel- j artige Verstärkungslage 6 vorgesehen, die beispielsweise aus | 2 Stahlkordlagen bzw. einer Faltkordlage gebildet sein kann. ■ Erfindungsgemäß ist jetzt zwischen diesem Gürtel 6 und der I Karkasse 1 wenigstens im Laufflächenbereich die gasundurch- J lässige Gummidichtungslage 8 einvulkanisiert. Seitlich ragt ι diese Dichtungslage 8 über den Stahlgürtel 6 hinaus. Die ' Dichtungslage 8 kann bis in den Bereich der Reifenseitenwände 4 < reichen,läßt jedoch hinreichende Abschnitte dieser Reifenseitenwand frei, um hier den erfindungsgemäß in der bevorzugten

Ausführungsform vorgesehenen gezielten Durchtritt von Feuchtigkeit aus dem Reifeninneren nach außen zu ermöglichen.

Im folgenden sind zunächst Ausführungsbeispiele für die Zusammensetzung der erfindungsgemäß vorgesehenen gasundurchlässigen Dichtungslage angegeben. Es schließt sich dann eine
25. Rezeptur für die Reifenseitenwand mit erhöhter Gasdurchlässigkeit an.

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Ausführungsbeispiele 1 bis 8 (Dichtungslage)

Beispiel (Gew.-Teile)

1 2 3 4 5 6 7 8

Naturkautschuk 45 45 45 40 40 40 30 30 Hoch styrolhalt. SBR 25 25 25 60 60 60 40 40 SBR 1712, ölverstreckt 41,25 41,25 41,25 - -

Halobutyl .- - 30 30

Ruß, verstärkend 65 65 60 6565 60 65 60

Glimmer - 30 40 - 30 40 - 40

Aromatisches öl 11 11 11 11 11 11 11 11

Zinkoxyd 3 33 3333 3 ₍

Stearinsäure 2 22 2222 2 | Beschleuniger -DPG- 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

-CBS- 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

Unlösliches Schwefel/ 3 33 3333 3 Öl-Geraisch im Verhältnis 2 : 1

Oxidationsschutzmittel
u. a. übliche Zusätze

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Beispiel 9 (Reifenseitenwand)

Mischungsbestandteile	0,	60	pphr
Naturkautschuk		40	Il
Polybutadien		06	Il
Mastiziermittel	9,	40	Il
Ruß		40	Il
Füllstoff Kreide		25	Il
Aromatisches öl	1	3	Il
Zinkoxid	2,	1	Il
Stearinsäure		,5	Il
Beschleuniger		25	Il
Unlösliches Schwefel/
Öl-Gemisch im Ver
hältnis 2:1

Claims (8)

1. Ansprüche ·

   Fahrzeugluftreifen enthaltend eine Textil- oder Metallkordkarkasse, insbesondere in Radialbauart, und eine gürtelartige Verstärkungseinlage der Lauffläche, insbesondere aus Stahlkordlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Karkasse und Gürtel eine gasundurchlässige Gummilage vor- j gesehen ist, die die Gürtelunterseite ganzflächig abdeckt. i
2. 2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Gummilage den Gürtel seitlich über- \ ragt. I
3. 3. Fahrzeugluftreifen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- ι zeichnet, daß die gasundurchlässige Gummilage einvulkanisier- j ten hoch-styrolhaltigen SBR-Kautschuk enthält oder daraus | besteht, wobei der Gehalt an hoch-styrolhaltigem SBR Vorzugs- j weise 25 bis 100 pphr, insbesondere 40 bis 100 pphr, beträgt, j
4. 4. Fahrzeugluftreifen nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Gummilage neben hochstyrolhaltigem SBR halogenierten Butylkautschuk und/oder konfektionsklebrige Kautschuke enthält, wobei der Gehalt an Halogenbutylkautschuk zweckmäßig 30 pphr nicht überschreitet.
5. 5. Fahrzeugluftreifen nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die gasundurchlässige Gummilage Glimmer vorzugsweise in Mengen von 10 bis 90 pphr, insbesondere in Mengen von 15 bis 60 pphr,eingearbeitet ist, wobei Glimmer mit lamellarer Struktur und Pulverform bevorzugt ist.
6. 6. Fahrzeugluftreifen nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenseitenwände aus einem vergleichsweise stärker gasdurchlässigen· Material gebildet sind, das gewünschtenfalls einen die Gasdurchlässigkeit fördernden Füllstoff, wie Kreide, enthält.

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7. 7. Fahrzeugluftreifen nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Guiranilage eine Dicke \on 0,2 bis 2 mm hat.
8. 8. Fahrzeugluftreifen nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Gummilage an beiden Seiten wenigstens 20 mm, vorzugsweise 20 bis 50 mm, seitlich über den Verstärkungsgürtel hinausragt.

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