DE10014892A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere Winterreifen, einen profilierten Laufstreifen aufweisend, wobei im Laufstreifen zumindest im Bereich der Profilblöcke Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand angeordnet sind, sowie ein Verfahren zum Herstellen dieses Fahrzeugluftreifens. DOLLAR A Um einen Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, dessen Wintereigenschaften bei durch den Fahrbetrieb abnehmender Profiltiefe nicht oder weniger stark beeinträchtigt werden als bei bekannten Fahrzeugluftreifen und der gleichzeitig einfach und unkompliziert hergestellt werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Schichten von Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands als dünne Schichten mit einer Schichtdicke von weniger als 1 mm lamellenartig nebeneinander und alternierend angeordnet und miteinander vulkanisiert sind und die Grenzflächen der Schichten im Wesentlichen der Profilkontur folgen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere Winterreifen, einen profilierten Laufstreifen aufweisend, wobei im Laufstreifen zumindest im Bereich der Profilblöcke Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand angeordnet sind, sowie ein Verfahren zum Herstellen dieses Fahrzeugluftreifens.

Fahrzeugluftreifen, insbesondere solche, die vorwiegend für den Wintereinsatz vorgesehen sind (Winterreifen), sollten sich durch gutes Traktions- und Bremsverhalten auf Eis und Schnee, den sogenannten Wintereigenschaften, eine gute Naßrutschfestigkeit auch bei tiefen Temperaturen sowie gute Kälteflexibilität auszeichnen. Einen ausgewogenen Kompromiß dieser Eigenschaften versucht man im Allgemeinen durch speziell ausgestaltete Laufstreifen und spezielle Laufstreifenmischungen zu erreichen. So werden für Laufstreifen kälteflexible, weiche Kautschukmischungen verwendet, um einen erhöhten Griff auf Eis zu gewährleisten. Bezüglich anderer Reifeneigenschaften muß man aber bei Verwendung solcher Mischungen häufig Abstriche machen. So muß man z. B. bei weichen, Ruß enthaltenden Mischungen im Allgemeinen Abstriche im Naßgriff machen.

Für die Ausgestaltung von Laufstreifen mit verbesserten Wintereigenschaften werden bisher eine Vielzahl von Profilen mit einer großen Zahl von Rillen und Feineinschnitten (Breite von Feineinschnitten: 0,4 bis 0,7 mm) in unterschiedlichsten Ausführungen und mit großer Profiltiefe eingesetzt. Die große Zahl an Rillen und Feineinschnitten bringt eine große Anzahl von Block- und Einschnittkanten mit sich, welche beim Fahrbetrieb auf Eis und Schnee durch Verklammerung mit dem Untergrund zu Verbesserungen in Traktion, Seitenführung und Bremsverhalten führen. Je größer dabei die Anzahl der Feineinschnitte, desto besser sind die Wintereigenschaften. Die Anzahl der Feineinschnitte pro Profilblock ist allerdings dadurch begrenzt, dass die Blocksteifigkeit ab einer bestimmten Zahl von Feineinschnitten so weit reduziert wird, dass die Fahreigenschaften wie z. B. der Geradeauslauf und das Fahrverhalten in Kurven (Reibbeiwert bei Kurvenfahrt) inakzeptabel werden.

Im Verlauf der Lebensdauer eines Reifens nimmt die Profiltiefe aufgrund zunehmenden Abriebs deutlich ab. Damit einher geht bekanntlich eine Verschlechterung der Wintereigenschaften, wie Traktion und Seitenführung sowie Bremsverhalten auf eisigem und schneeigem Untergrund. Dies ist zum einen darin begründet, dass durch den Abrieb das Volumen der Rillen und Feineinschitte abnimmt; die Rillen und Feineinschnitte können weniger Schnee und Wasser aufnehmen. Zum anderen verringert sich bei abnehmender Höhe der Profilblöcke die Flexibilität der Blöcke, so dass der Effekt der Verklammerung von gekippten Kanten in Eis und Schnee beeinträchtigt wird.

Um Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, die eine hervorragende Haftung zur Fahrbahnoberfläche aufweisen, wird in der DE 197 18 701 C1 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Laufstreifen aus einem oder mehreren Materialstreifen in zahlreichen in Umfangsrichtung verlaufenden Windungen auf einen Teilreifen gewickelt wird und dadurch nach der Vulkanisation in Reifenquerrichtung Zonen unterschiedlicher Härte vorliegen. Diese Zonen werden während des Fahrbetriebs unterschiedlich stark abgerieben und bilden dadurch quasi mit dem Abriebzustand mitwandernde Rillen geringer Tiefe vorwiegend in Reifenumfangsrichtung. Zickzack- oder wellenförmige Feineinschnitte, bevorzugt in axialer Richtung, die für sichere Traktion und sicheres Bremsen im Schnee, auf festgefahrener Schneedecke und Eis sowie bei Nässe besonders vorteilhaft sind, werden bei diesem Verfahren kaum erzeugt. Außerdem verändert sich mit zunehmendem Abriebzustand die Zahl der Rillen nicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere einen Winterreifen, bereitzustellen, dessen Wintereigenschaften bei durch den Fahrbetrieb abnehmender Profiltiefe nicht oder weniger stark beeinträchtigt werden als bei bekannten Fahrzeugluftreifen und der gleichzeitig einfach und unkompliziert hergestellt werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Herstellen eines solchen Fahrzeugluftreifens zu schaffen, das einfach vorzubereiten und einfach durchzuführen ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch, dass die Schichten von Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands als dünne Schichten lamellenartig nebeneinander und alternierend angeordnet und miteinander vulkanisiert sind und die Grenzflächen der Schichten im Wesentlichen der Profilkontur folgen.

Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 7 wird die Aufgabe ferner durch das Verfahren gelöst, bei dem auf einen Teilreifen, der eine luftundurchlässigen Innenschicht, zumindest eine Festigkeitsträger enthaltende gummierte Karkasse, Hornprofile, Wulstkerne, Seitenwände, einen Gürtelverband, und gegebenenfalls eine ein- oder mehrteilige Gürtelbandage aufweist, ein unvulkanisierter Laufstreifen aufgebracht wird, wobei der unvulkanisierte Laufstreifen aus einer Vielzahl von lamellenartig dünnen, alternierend nebeneinanderliegenden Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands ausgebildet ist und bei dem die Grenzflächen der alternierend nebeneinanderliegenden Schichten im Wesentlichen parallel zur äußeren Oberfläche des Laufstreifens angeordnet sind, wobei nach Aufbringen des Laufstreifens der solcherart komplettierte Reifen-Rohling in der Vulkanisationsform ausvulkanisiert wird, in welcher mit Hilfe von am Innenumfang der Vulkanisationsform angeordneten Formgebungselementen die äußere Oberfläche des Laufstreifens und die parallel dazu liegenden lamellenartig dünnen und alternierend nebeneinanderliegenden Schichten in der Profilkontur des Laufstreifens eingeformt werden.

Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass bei einem Laufstreifen, bei dem zumindest im Bereich der Profilblöcke dünne Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand lamellenartig nebeneinander und alternierend angeordnet und miteinander vulkanisiert sind und die Grenzflächen der Schichten im Wesentlichen der Profilkontur folgen, während des Fahrbetriebs zunehmend mehr dieser Schichten in Kontakt mit der Bodenaufstandsfläche geraten und aufgrund des unterschiedlichen Abriebwiderstands dieser Schichten Feinsteinschnitte entstehen.

Der in dieser Schrift verwendete Begriff Feinsteinschnitte bezieht sich auf feine Einschnitte in der Reifenoberfläche mit einer Breite von weniger als 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm und einer Tiefe von weniger als 1 mm, die in allen Richtungen (in Reifenumfangsrichtung und axialer Richtung) kurven- oder wellenförmig verlaufen.

Es zeigte sich, daß ein Fahrzeugluftreifen, der im Bereich der Profilblöcke dünne, alternierende Schichten aus Mischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand enthält, über seine Lebensdauer in den Wintereigenschaften, wie Traktions- und Bremsverhalten und Seitenführung auf Eis und Schnee, nicht oder weniger stark verschlechtert wird als herkömmliche Fahrzeugluftreifen bzw. Winterreifen. Dem Effekt, daß sich beim Fahrbetrieb normalerweise die Wintereigenschaften durch zunehmenden Abrieb und damit einhergehender Abnahme der Profiltiefe deutlich verschlechtern, kann durch die erfindungsgemäße Anordnung der Mischungen im Laufstreifen entgegengewirkt werden. Man macht sich dabei zu nutze, daß beim Fahrbetrieb die Schichten im Laufstreifen, deren Mischung einen geringeren Abriebwiderstand aufweisen, bei Kontakt mit der Fahrbahn schneller abgerieben werden als die Schichten aus Mischungen mit einem höheren Abriebwiderstand. Auf diese Weise entstehen in der Laufstreifenoberfläche Zonen, die direkt mit der Fahrbahn in Kontakt kommen (Schichten mit höherem Abriebwiderstand) und Zonen, die aufgrund ihres geringeren Abriebwiderstandes bereits abgerieben sind, keinen oder nur geringen Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche haben und deren Flächenpressung geringer ist (geringere Kontaktkräfte) als die der erstgenannten Zonen. Die verschiedenen Zonen sind aufgrund der Form der Schichten aus denen sie entstehen als sehr dünne Streifen ausgebildet und alternierend angeordnet, wobei die Zonen, die keinen oder nur geringen Kontakt mit der Fahrbahn haben, die Form und Funktion von Feinsteinschnitten annehmen und durch eine gute Verklammerung mit dem Untergrund eine gute Traktion und Seitenführung sowie ein gutes Bremsverhalten bei Eis und Schnee gewährleisten. Die Bereiche der Feinsteinschnitte, die im Wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufen, sind dabei vorwiegend für eine Verbesserung in der Seitenführung verantwortlich zu machen, während die Bereiche der Feinsteinschnitte, die im Wesentlichen in Axialrichtung des Reifens verlaufen, vorwiegend eine Verbesserung bei der Traktion und beim Bremsen bewirken.

Dadurch dass beim erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen die Grenzflächen der Schichten mit den unterschiedlichen Mischungen im Wesentlichen der Profilkontur folgen, geraten während des Fahrbetriebs mit zunehmendem Abriebzustand der Profilblöcke immer mehr Schichten in Kontakt mit der Bodenaufstandsfläche. Die Zahl der Feinsteinschnitte pro Profilblock nimmt somit bei abnehmender Profiltiefe zu. So kann dem nachteiligen Einfluß der abnehmenden Profiltiefe auf die Wintereigenschaften effektiv entgegengewirkt werden. Gerade der Abrieb beim Fahrbetrieb, der normalerweise die Wintereigenschaften negativ beeinflußt, trägt also überraschender Weise dazu bei, dass die Fahreigenschaften auf Eis und Schnee mit abnehmender Profiltiefe im Vergleich zu Fahrzeugluftreifen, die nicht den erfindungsgemäßen Aufbau des Laufstreifens mit den lamellenartigen Schichten besitzen, deutlich weniger beeinträchtigt oder sogar gar nicht schlechter werden. Gleichzeitig bleibt eine ausreichende Blocksteifigkeit, die für andere Fahreigenschaften wie z. B. Geradeauslauf und Fahrverhalten bei Kurven wichtig ist, erhalten, da die Feinsteinschnitte sich nur in den oberflächlichen Bereichen der mit der Fahrbahn in Berührung kommenden Flächen der Blöcke befinden und gleichmäßig mit und weitgehend parallel zu der Oberfläche der Blöcke nach radial innen abgerieben werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung beträgt der Anteil der Laufstreifenmischung mit höherem Abriebwiderstand im Laufstreifen 30 bis 70% und der Anteil der Laufstreifenmischung mit niedrigerem Abriebwiderstand im Laufstreifen beträgt 70 bis 30%. Auf diese Weise erhält man im Fahrbetrieb eine ausreichende Zahl an Feinsteinschnitten bei gleichzeitig ausreichender Blocksteifigkeit.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Schichten von Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands eine Schichtdicke von weniger als 0,5 mm aufweisen. Man kann so im Fahrbetrieb Feinsteinschnitte erhalten, deren Breite im unteren Bereich oder sogar noch unterhalb der Breite von Feineinschnitten, die durch die Ausbildung der Vulkanisationsform mit entsprechenden Stahllamellen erzeugt werden können, liegt. Die Zahl der Feinsteinschnitte pro Profilblock kann auf diese Weise gegenüber der Zahl der herkömmlichen Einschnitte erhöht werden und man erhält innerhalb eines Profilblockes und damit auch über den gesamten Reifen gesehen mehr Kanten, die sich mit dem Untergrund verklammern können.

Der Abriebwiderstand einer Laufstreifenmischung läßt sich durch unterschiedliche Faktoren beeinflussen. Zu diesen Faktoren zählen z. B. der Anteil an Füllstoffen wie Ruß und Kieselsäure in der Mischung, der verwendete Ruß- bzw. Kieselsäuretyp, das Verhältnis von Ruß zu Kieselsäure in der Mischung, der Vernetzungsgrad und das verwendete Polymer bzw. der verwendete Polymerverschnitt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weisen die Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand unterschiedliche Anteile an Ruß und/oder Kieselsäure auf. Der Abriebwiderstand einer vulkanisierten Kautschukmischung durchläuft mit zunehmendem Anteil an den Füllstoffen Ruß und/oder Kieselsäure (Füllgrad) ein Maximum. Dieses Maximum ist abhängig von Art und Menge der anderen Mischungsbestandteile sowie den Herstell- und Vulkanisationsbedingungen. Handelt es sich bei den Laufstreifenmischungen um reine Rußmischungen, die keine Kieselsäure enthalten, kann der Anteil an Ruß 50 bis 95 phr betragen. Für Mischungen, die nur Kieselsäure und keinen Ruß enthalten, gilt mit 50 bis 95 phr Kieselsäure in der Mischung Entsprechendes.

Die in dieser Schrift verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschuke bezogen.

Enthalten die Mischungen sowohl Ruß als auch Kieselsäure, so kann der Anteil an Ruß 5 bis 95 phr betragen, während gleichzeitig in der Mischung 10 bis 90 phr Kieselsäure enthalten sein können. Die Mischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands können aber auch andere in der Kautschuktechnik verwendbare Füllstoffe wie z. B. Aluminiumoxide, Alumosilicate, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid in unterschiedlichen Mengen enthalten.

Auch mit der Auswahl der verwendeten Ruß- und Kieselsäuretypen läßt sich Einfluß auf den Abriebwiderstand von vulkanisierten Kautschukmischungen nehmen. So kann man für die abriebbeständigere Laufstreifenmischung in vorteilhafter Weise sogenannte Hoch-Struktur-Ruße wie beispielsweise die Typen N 121, N 234, N 339 und N 375 verwenden. Diese Rußtypen zeichnen sich durch hohe Abriebbeständigkeit der Vulkanisate aus. Die Laufstreifenmischung mit niedrigerem Abriebwiderstand kann dagegen Ruße enthalten, die nicht so beständig gegen Abrieb sind und sich aber durch andere vorteilhafte Eigenschaften wie z. B. hohe Weiterreißfestigkeit und hohe Elastizität auszeichnen. Zu diesen Rußen zählen beispielsweise die Typen N 326, N 550 und N 660.

Prinzipiell können jedoch sämtliche in der Kautschuktechnik bekannten Ruße und Kieselsäuren für die Laufstreifenmischungen verwendet werden. Insbesondere können Ruße verwendet werden, die folgende Charakteristika aufweisen: DBP-Zahl (ASTM D 2414) 90 bis 200 mL/100 g und CTAB-Zahl (ASTM D 3765) von 80 bis 170 m²/g. Bei den verwendeten Kieselsäuren, kann es sich um solche handeln, die eine BET-Oberfläche (gemäß ASTM D 5604) von 35 bis 350 m²/g, vorzugsweise von 145 bis 270 m²/g, eine CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von 30 bis 350 m²/g, vorzugsweise von 120 bis 285 m²/g, ein Porenvolumen (gemäß DIN 66133) von 0,2 bis 3,4 mL/g, vorzugsweise von 0,7 bis 1,7 mL/g und eine DBP-Zahl (gemäß ASTM D 2414) von 50 bis 300 mL/100 g, vorzugsweise von 150 bis 250 mL/100 g, besitzen. Als Kieselsäuren können somit z. B. jene des Typs VN3 (Handelsname) der Firma Degussa als auch hoch dispergierte Kieselsäuren, sogenannte HD-Kieselsäuren, (z. B. Ultrasil 7000 der Firma Degussa) zum Einsatz kommen.

Ferner kann die Abriebbeständigkeit der Laufstreifenmischungen durch den Vernetzungsgrad beeinflußt werden, wobei der Vernetzungsgrad wiederum von der Art und Menge des Vulkanisationssystems (Kombination von Schwefel oder Schwefelspendern mit Vulkanisationsbeschleunigern) abhängig ist. Bei Verwendung unterschiedlicher Vulkanisationssysteme für die unterschiedlichen Laufstreifenmischungen kann erreicht werden, dass in den Vulkanisaten unterschiedliche Vernetzungsgrade vorliegen und damit auch andere Abriebwiderstände. Je höher der Vernetzungsgrad, desto höher ist im Allgemeinen der Abriebwiderstand. Als Schwefelspender können dabei beispielsweise Thiuramderivate wie Tetramethylthiuramdisulfid und Dipentamethylenthiuramtetrasulfid, Morpholinderivate wie Dimorpholyldisulfid, Dimorpholyltetrasulfid und 2-Morpholinodithiobenzothiazol sowie Caprolactamdisulfid verwendet werden. Schwefel oder Schwefelspender werden in den vom Fachmann gebräuchlichen Mengen (0,4 bis 4 phr, Schwefel bevorzugt in Mengen von 1,5 bis 2,5 phr) der Kautschukmischung zugesetzt. Die Vulkanisationsbeschleuniger können zum Beispiel ausgewählt sein aus folgenden Beschleunigergruppen: Thiazolbeschleuniger wie z. B. 2-Mercaptobenzothiazol, Sulfenamidbeschleuniger wie z. B. Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid oder N-tert.Butyl-2- benzothiazolsulfenamid, Guanidinbeschleuniger wie z. B. Diphenylguanidin, Thiurambeschleuniger wie z. B. Tetrabenzylthiuramdisulfid, Dithiocarbamatbeschleuniger wie z. B. Zinkdibenzyldithiocarbamat, Aminbeschleuniger wie z. B. Cyclohexylethylamin, Thioharnstoffe wie z. B. Ethylenthioharnstoff, Xanthogenatbeschleuniger, Disulfide. Die Beschleuniger können auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, wobei sich synergistische Effekte ergeben können.

Zusätzlich kann der Abriebwiderstand durch die Auswahl des Polymers oder des Polymerverschnittes beeinflußt werden. Die Verwendung von Polymeren mit niedriger Glasübergangstemperatur, wie z. B. Butadienkautschuk oder Naturkautschuk, in Mischungen verbessert im Allgemeinen die Abriebbeständigkeit von Vulkanisaten, wohingegen die Verwendung von Polymeren mit hoher Glasübergangstemperatur, wie z. B. emulsions- oder lösungspolymerisierter Styrol- Butadien-Kautschuk, in Mischungen im Allgemeinen zu einer Verschlechterung der Abriebbeständigkeit führen.

Die Laufstreifenmischungen können des weiteren übliche Zusatzstoffe in üblichen Gewichtsteilen enthalten. Zu diesen Zusatzstoffen zählen Alterungsschutzmittel wie z. B. N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin (6PPD), 2,2,4-Trimethyl-1,2- dihydrochinolin (TMQ), Verarbeitungshilfsmittel und Weichmacher wie z. B. Zinkoxid und Fettsäuren wie Stearinsäure, aromatische, naphthenische und/oder paraffinische Prozeßöle, Rapsöl und Wachse, Mastikationshilfsmittel wie z. B. 2,2'- Dibenzamidodiphenyldisulfid (DBD), Silan-Kupplungsagenzien wie z. B. 3,3'- Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT) und das entsprechende Disulfid (TESPD) und Vulkanisationsverzögerer.

Für die Herstellung eines Winterreifens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest eine der Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand eine weiche, kälteflexible Mischung mit hohen Dämpfungswerten ist, da derartige Mischungen sich von ihren Eigenschaften her besonders gut für Winterreifen eignen.

Beim Verfahren gemäß Anspruch 7 zum Herstellen des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens kann der unvulkanisierte Laufstreifen als extrudierter Streifen aufgebracht werden, wobei zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands in den Extruder eingebracht werden und deren durch Verweilzeit und Temperatur im Extruder bestimmte Durchmischung so eingestellt wird, dass am Extruderaustritt lediglich eine unvollständige und schichtartig oder schlierenförmig ausgebildete Durchmischung vorliegt. Zumindest zwei Mischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand werden gemeinsam im Extruder durch Schnecke und Zylinder nur soweit durchmischt, dass zwischen den Mischungen noch Grenzflächen erkennbar sind, also keine vollständige Durchmischung vorliegt. Die Durchmischung kann neben Verweilzeit und Temperatur z. B. auch durch den Schneckendurchmesser oder die Steigung der Schnecke beeinflußt werden. Dieses Verfahren ist einfach in den üblichen Reifenaufbauprozeß zu integrieren und die benötigten Maschinen sind vorrätig und müssen nicht verändert werden. In den Extruder müssen nur zumindest zwei Mischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand zugeführt werden. Je höher die Durchmischung, desto feiner (schmaler) werden die Schichten.

Eine andere Möglichkeit das Verfahren gemäß Anspruch 7 durchzuführen besteht darin, dass der unvulkanisierte Laufstreifen als kalandrierter Streifen aufgebracht wird, wobei eine Vielzahl von lamellenartig dünnen und alternierend übereinanderliegenden Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands vor dem Aufbringen auf den Reifen-Rohling durch die Kalandrierung zu einem Laufstreifen verbunden werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der extrudierte oder kalandrierte Streifen nur einen Bruchteil der Breite des Laufstreifens auf und die Gesamtbreite wird durch mehrfaches Umwickeln bei der Auflage auf den Teilreifen erreicht. Ein schmaler extrudierter oder kalandrierter Streifen wird demnach in mehreren in Reifenumfangsrichtung verlaufenden Windungen auf den Teilreifen gewickelt. Auf diese Weise kann eine Stoßstelle des Laufstreifens, die über die gesamte Reifenbreite reicht und an der die Haftung durch eine besondere Behandlung z. B. mit einer benzinösen Lösung erreicht werden muß, vermieden werden.

Der unvulkanisierte Laufstreifen kann in dem Verfahren gemäß Anspruch 7 auch durch schichtweises Aufspritzen oder Aufwickeln einer Vielzahl von lamellenartig dünnen und alternierend übereinanderliegenden Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands auf den Teilreifen aufgebracht werden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den nachstehenden Figuren näher erläutert, ohne daß die Erfindung jedoch auf dieses Beispiel beschränkt ist.

Die in der Tabelle 1 enthaltenen Mischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands wurden für das Ausführungsbeispiel verwendet. Es handelt sich dabei um zwei reine Rußmischungen.

Tabelle 1

Die Mischungen A und B zeichnen sich durch unterschiedliche Abriebwiderstände aus. Die Mischung A weist einen hohen Abriebwiderstand auf, wird also weniger leicht abgerieben; die Mischung B hingegen weist einen niedrigen Abriebwiderstand auf.

Die Mischungen A und B wurden in herkömmlicher Weise getrennt gemischt und dann gemeinsam in einen Extruder mit einer Schnecke der Länge 1500 mm und des Durchmessers 150 mm gegeben. Die Steigung der Schnecke betrug 150 mm. Dem Extruder wurde eine Menge von 1000 kg/h zugeführt, wobei der Fütterstreifen zur Hälfte aus der Mischung A (Streifen der Abmessung 100 × 100 mm) und zur anderen Hälfte aus der Mischung B (Streifen der Abmessung 100 × 100 mm) bestand. Die Versuchstemperatur betrug 90 bis 100°C und die Drehzahl der Schnecke betrug 45 U/min. Über ein Mundstück wurde ein unvulkanisierter Laufstreifen extrudiert. Der extrudierte Laufstreifen wurde auf einen Teilreifen, der eine luftundurchlässigen Innenschicht, zumindest eine Festigkeitsträger enthaltende gummierte Karkasse, Hornprofile, Wulstkerne, Seitenwände, einen Gürtelverband und eine mehrteilige Gürtelbandage aufweist, aufgebracht. Im Anschluß wurde der Reifen-Rohling in einer Vulkanisationsform unter herkömmlichen Bedingungen vulkanisiert. Der Reifen zeigte bei durch den Fahrbetrieb abnehmender Profiltiefe nicht die bei herkömmlichen Reifen übliche starke Verschlechterung der Wintereigenschaften.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen extrudierten, unvulkanisierten Laufstreifen aus zwei Laufstreifenmischungen, deren dünne Schichten lamellenartig nebeneinander und alternierend angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch den vulkanisierten, ausgeformten Laufstreifen mit zwei Laufstreifenmischungen.

Fig. 3 zeigt in 30-facher Vergrößerung den Ausschnitt eines Profilblocks eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens aus den Mischungen A und B nach ca. 15000 km Fahrtstrecke mit Feineinschnitten und Feinsteinschnitten.

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Laufstreifen wurde zur besseren Sichtbarmachung (Hell-Dunkel-Kontrast) der dünnen Schichten durch Verwendung einer Mischung mit Ruß und einer Mischung mit einem hellen Füllstoff erzeugt. Extrudiert wurde nach den oben angegebenen Bedingungen. In der Fig. 1 ist erkennbar, dass zwei Laufstreifenmischungen 1 (Schichten 1, dunkel) und 2 (Schichten 2, hell) den Extruder nicht vollständig und homogen durchmischt verfassen, sondern die Mischungen in einer Vielzahl von lamellenartig dünnen, alternierend nebeneinanderliegenden Schichten vorliegen. Durch die Drehbewegung der Schnecke im Extruder ergibt sich ein spiralförmiges Bild der Mischungsschichten, wobei die Schichten im Wesentlichen parallel zur äußeren Oberfläche des Laufstreifen angeordnet sind.

Legt man einen in solcher Art extrudierten, unvulkanisierten Laufstreifen aus zwei Mischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands auf einen Teilreifen auf und vulkanisiert den komplettierten Reifen-Rohling in einer Vulkanisationsform, so werden die lamellenartig dünnen und alternierend nebeneinanderliegenden Schichten durch die am Innenumfang der Vulkanisationsform angeordneten Formgebungselemente in der Profilkontur des Laufstreifens eingeformt (s. Fig. 2). Die Schichten folgen den Rillen 3 und Feineinschnitten 4.

Im Fahrbetrieb nutzen sich bei dem Reifen die unterschiedlichen Laufstreifenmischungen durch ihren unterschiedlichen Abriebwiderstand unterschiedlich stark ab und es entstehen, wie in Fig. 3 ersichtlich, Feinsteinschnitte (durch Schattenwurf in den Einschnitten dunkel erscheinende Linien) z. B. 5, 5', 5", die in der Nähe der durch die Formgebungselemente erzeugten Feineinschnitte 6 der Kontur der Feineinschnitte 6 folgen. Für den Reifen der Fig. 3 wurden die in der Tabelle 1 genannten Mischungen verwendet und die Reifen nach dem im Vorangehenden beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Feinsteinschnitte wie z. B. 5, 5', 5" haben eine geringere Breite als die Feineinschnitte 6. Man erhält auf diese Weise Feinsteinschnitte in Zickzack- oder Wellenform, die sowohl zum Teil in Umfangsrichtung als auch zum Teil in axialer Richtung verlaufen und eine Verklammerung mit dem Untergrund ermöglichen. Die Bereiche der Feinsteinschnitte, die im Wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufen, sind dabei vorwiegend für eine Verbesserung in der Seitenführung verantwortlich zu machen, während die Bereiche der Feinsteinschnitte, die im Wesentlichen in Axialrichtung des Reifens verlaufen, vorwiegend eine Verbesserung bei der Traktion und beim Bremsen bewirken. Die Zahl der Feinsteinschnitte nimmt mit zunehmendem Abrieb mehr und mehr zu, da immer mehr Schichten in Kontakt mit der Bodenaufstandsfläche geraten.

Claims (11)

1. Fahrzeugluftreifen, insbesondere Winterreifen, einen profilierten Laufstreifen aufweisend, wobei im Laufstreifen zumindest im Bereich der Profilblöcke Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten von Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands als dünne Schichten mit einer Schichtdicke von weniger als 1 mm lamellenartig nebeneinander und alternierend angeordnet und miteinander vulkanisiert sind und die Grenzflächen der Schichten im Wesentlichen der Profilkontur folgen.

2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Laufstreifenmischung mit höherem Abriebwiderstand im Laufstreifen 30 bis 70% und der Anteil der Laufstreifenmischung mit niedrigerem Abriebwiderstand im Laufstreifen 70 bis 30% betragen.

3. Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten von Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands eine Schichtdicke von weniger als 0,5 mm aufweisen.

4. Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand unterschiedliche Anteile an Ruß und/oder Kieselsäure aufweisen.

5. Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand unterschiedliche Vernetzungsgrade aufweisen.

6. Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebwiderstand eine weiche, kälteflexible Mischung mit hohen Dämpfungswerten ist.

7. Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugluftreifens, insbesondere eines Winterreifens, nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem auf einen Teilreifen, der eine luftundurchlässigen Innenschicht, zumindest eine Festigkeitsträger enthaltende gummierte Karkasse, Hornprofile, Wulstkerne, Seitenwände, einen Gürtelverband und gegebenenfalls eine ein- oder mehrteilige Gürtelbandage aufweist, ein unvulkanisierter Laufstreifen aufgebracht wird, wobei der unvulkanisierte Laufstreifen aus einer Vielzahl von lamellenartig dünnen, alternierend nebeneinanderliegenden Schichten mit einer Schichtdicke von weniger als 1 mm aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands ausgebildet ist und bei dem die Grenzflächen der alternierend nebeneinanderliegenden Schichten im Wesentlichen parallel zur äußeren Oberfläche des Laufstreifens angeordnet sind, wobei nach Aufbringen des Laufstreifens der solcherart komplettierte Reifen-Rohling in der Vulkanisationsform ausvulkanisiert wird, in welcher mit Hilfe von am Innenumfang der Vulkanisationsform angeordneten Formgebungselementen die äußere Oberfläche des Laufstreifens und die parallel dazu liegenden lamellenartig dünnen und alternierend nebeneinanderliegenden Schichten in der Profilkontur des Laufstreifens eingeformt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der unvulkanisierte Laufstreifen als extrudierter Streifen aufgebracht wird, wobei zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands in den Extruder eingebracht werden und deren durch Verweilzeit und Temperatur im Extruder bestimmte Durchmischung so eingestellt wird, daß am Extruderaustritt lediglich eine unvollständige und schichtartig oder schlierenförmig ausgebildete Durchmischung vorliegt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der unvulkanisierte Laufstreifen als kalandrierter Streifen aufgebracht wird, wobei eine Vielzahl von lamellenartig dünnen und alternierend übereinanderliegenden Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands vor dem Aufbringen auf den Reifen-Rohling durch die Kalandrierung zu einem Laufstreifen verbunden werden.

10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifen nur einen Bruchteil der Breite des Laufstreifens aufweist und die Gesamtbreite durch mehrfaches Umwickeln bei der Auflage auf den Teilreifen erreicht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der unvulkanisierte Laufstreifen durch schichtweises Aufspritzen oder Aufwickeln einer Vielzahl von lamellenartig dünnen und alternierend übereinanderliegenden Schichten aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands auf den Teilreifen aufgebracht wird.