DE10025079A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse (2), einem insbesondere mehrlagig ausgeführten Gürtelverband (3) und einem profilierten und vorzugsweise aus einem Basis- und einem Kronenteil (5a, 5'a, 5''a, 5b, 5'b, 5''b) bestehenden Laufstreifen (5, 5', 5''). Zur Vibrations- bzw. Schwingungsdämpfung sind entweder im Laufstreifen (5) oder zwischen der Karkasse (2) und dem Gürtelverband (3) Gel gefüllte bzw. aus Gel bestehende Volumenelemente (6, 6', 6'') eingebracht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse, einem insbesondere mehrlagig ausgeführten Gürtelverband und einem profilierten und vorzugsweise aus einem Basis- und einem Kronenteil bestehenden Laufstreifen.

Ein derartiger Reifen ist beispielsweise aus der DE-C-30 45 765 bekannt. Bei diesem Reifen ist zwischen dem Laufstreifen und dem Gürtelverband eine gesonderte Dämpfungsgummischicht angeordnet, deren Elastizitätsverlustmodul 2 bis 12 kg/cm² beträgt und die eine Rückprallelastizität von 60 bis 85% aufweist. Die Gürtelkantenbereiche liegen auf im Querschnitt dreieckförmigen Füllstreifen aus einer relativ weichen Gummimischung. Durch diesen Aufbau sollen die Stauchbewegungen der Profilrippen beim Bodenkontakt vermindert und somit gedämpft werden. Gerade bei höheren Geschwindigkeiten soll dadurch die Erhitzung im Inneren des Reifens vermindert und die Lebensdauer des Reifens erhöht werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine alternative, jedoch effektivere und innerhalb des Laufstreifen- bzw. Gürtelbereichs eines Reifens variabler unterbringbare Möglichkeit der Dämpfung von Vibrationen und Schwingungen, die durch und während des Abrollens des Reifens verursacht werden bzw. entstehen, aufzufinden.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass entweder im Laufstreifen oder zwischen der Karkasse und dem Gürtelverband Gel gefüllte bzw. aus Gel bestehende Volumselemente eingebracht sind.

Diese Volumselemente sind infolge der guten vibrations- bzw. schwingungsdämpfenden Eigenschaften eines Gels in der Lage, die beim Abrollen des Reifens entstehenden Vibrationen und Schwingungen derart zu dämpfen, dass der Anteil an Vibrationen, die an bzw. in das Kraftfahrzeug weitergegeben werden, deutlich vermindert werden kann. Mit der derart erzielbaren Komfortverbesserung geht auch eine Verminderung des Innengeräusches im Fahrzeug einher. Die Vibrations- bzw. Schwingungsdämpfung hat auch eine geringere Erwärmung des. Reifens zur Folge, was für die Haltbarkeit des Reifens von Vorteil ist. Die Gel gefüllten Volumselemente können an nahezu beliebigen Stellen im Bereich des Laufstreifens eingebracht werden.

Um eine möglichst gleichmäßige Vibrations- bzw. Schwingungsdämpfung über den Reifenumfang zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn die Gel gefüllten Volumselemente nach einem gleichmäßigen Raster eingeordnet werden.

Dabei können die Gel gefüllten Volumselemente entweder sämtlich zumindest im Wesentlichen übereinstimmende Volumina aufweisen oder unterschiedliche Volumina haben, wobei im zweiten Fall die Volumselemente so verteilt sind, dass die Dichte an Gel zumindest im Wesentlichen überall gleich groß ist.

Der vibrations- bzw. schwingungsdämpfende Effekt lässt sich durch die Anordnung der Gel gefüllten Volumselemente beeinflussen. Insbesondere können die Gel gefüllten Volumselemente über den gesamten Reifenumfang und zumindest im Wesentlichen über die gesamte Laufstreifenbreite verlaufend vorgesehen sein oder sie können nur innerhalb einzelner über den Reifenumfang verlaufender Streifen angeordnet werden.

Sind die Gel gefüllten Volumselemente in das Laufstreifenbasisteil eingebracht, ist es von Vorteil, wenn sie dort lediglich eine Lage bilden. Damit wird verhindert, dass das Laufstreifenbasisteil zu voluminös wird.

Das Einbringen der Gel gefüllten Elemente lässt sich beispielsweise dadurch auf relativ einfache Weise durchführen, dass sie bei der Herstellung des Laufstreifenbasisteils aus mit Gel gefüllten Kammern gebildet werden.

Die mit Gel gefüllten Volumselemente können auch Gelblasen sein, die zwischen dem Kronenteil und dem Basisteil angeordnet bzw. eingebracht sind. Auch bei dieser Anordnung lassen sich die Gelblasen bei der Herstellung des Laufstreifens gut einbringen.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gel gefüllten Volumselemente Gelblasen sind, die als insbesondere umhüllte Tropfen in den Laufstreifen, insbesondere in das Kronenteil, eingebracht sind.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben.

Fig. 1 bis 3 sind dabei schematische Darstellungen von radialen Querschnitten durch einen Fahrzeugluftreifen im Bereich des Laufstreifens.

In Fig. 1 bis 3 ist dabei jeweils beispielhaft ein Querschnitt durch einen Reifen für Personenkraftwagen, der grundsätzlich in üblicher Weise aufgebaut sein kann, dargestellt. Dieser Aufbau umfasst gemäß den Zeichnungsfiguren jeweils eine möglichst weitgehend luftdicht ausgeführte Innenplatte 1, eine hier einlagig ausgeführte Radialkarkasse 2, einen Gürtelverband 3, der bei den dargestellten Ausführungsformen aus zwei Gürtellagen 3a, 3b besteht, und einen Laufstreifenteil 5, 5', 5". Die beiden Gürtellagen 3a, 3b können in bekannter Weise in Gummi eingebettete Festigkeitsträger, beispielsweise aus Stahlkord, aufweisen. Die nicht dargestellten Seitenwand- und Wulstbereiche können in herkömmlicher Art ausgeführt sein.

Der radial außerhalb des Gürtelverbandes 3 befindliche Laufstreifenteil 5, 5', 5" besteht bei sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen aus einem Kronenteil 5a, 5'a, 5"a und einem Basisteil 5b, 5'b, 5"b. Das Kronenteil 5a, 5'a, 5"a und das Basisteil 5b, 5'b, 5"b bestehen üblicherweise aus unterschiedlichen Kautschukmischungen, so ist insbesondere die Kautschukmischung für das Kronenteil 5a, 5'a, 5"a so ausgewählt, dass bestimmte Eigenschaften, wie Abriebsbeständigkeit oder guter Nassgriff, erzielbar sind. Das Kronenteil 5a, 5'a, 5"a ist dabei jenes Teil, in welches während der Vulkanisation des Reifens in einer Vulkanisationsform die Profilierung eingeformt wird. Von dieser Profilierung sind in sämtlichen Zeichnungsfiguren beispielhaft Umfangsnuten 4 dargestellt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind im Laufstreifenbasisteil 5b mit Gel gefüllte Volumselemente 6 enthalten. Dabei sind die Gel gefüllten Volumselemente 6 von gleich groß und übereinstimmend ausgeführten quaderförmigen Elementen gebildet. Das Laufstreifenbasisteil 5b kann nun über den gesamten Reifenumfang mit derartigen Elementen 6, die beispielsweise in einzelnen in Umfangsrichtung und in Querrichtung verlaufenden Reihen angeordnet sind, versehen sein. Bevorzugt dabei ist die dargestellte Ausführung, wo die gefüllten Volumselemente 6 über die gesamte Laufstreifenbreite, zumindest über jenen Bereich, mit dem der Laufstreifen beim Abrollen des Reifens mit dem Untergrund in Kontakt tritt, vorgesehen sind. Möglich ist jedoch auch eine Anordnung von Gel gefüllten Volumselementen 6 nur in einzelnen voneinander beabstandeten insbesondere in Umfangsrichtung umlaufenden Streifen, beispielsweise in je einem schulterseitig angeordneten Streifen.

Die Herstellung dieser Gel gefüllten Elemente 6 kann beispielsweise derart erfolgen, dass die für das Laufstreifenbasisteil 5b vorgesehene Kautschukmischung als flächige Schicht bzw. Bahn erstellt wird, in der mittels einer Prägewalze oder ähnlichem ein Raster aus Vertiefungen erzeugt wird. In diese Vertiefungen kann partiell Gel eingebracht, beispielsweise eingetropft, werden. Anschließend kann eine zweite Mischungsschicht als Deckel aufgebracht werden. Die Vertiefungen können somit derart auch in beliebiger Form, beispielsweise wabenförmig oder kugelabschnittförmig, gestaltet werden.

Alternativ dazu kann zur Herstellung der Gel gefüllten Elemente 6 auf eine Kautschukmischungsbahn ein Netz bzw. Gitter aus Basismischung aufgebracht, die Zwischenräume mit Gel gefüllt und anschließend wieder eine abdeckende Mischungsschicht aufgelegt und angedrückt werden.

Auf diese Weise kann auch eine mit Gel gefüllten Elementen 6 versehene Schicht erstellt werden, die an anderer Stelle, beispielsweise zwischen dem Gürtel 3 und der Karkasse 2, eingebracht wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, Gel gefüllte Volumselemente 6' als Gelblasen zwischen das Laufstreifenkronenteil 5'a und das Laufstreifenbasisteil 5'b einzubringen. Die Gelblasen 6' sollten bevorzugt ein möglichst weitgehend übereinstimmendes Volumen aufweisen und über den Umfang des Reifens weitgehend gleichmäßig angeordnet bzw. verteilt sein. Derartige Gelblasen 6' können während der Koextrusion von Laufstreifenbasisteil 5'b und Laufstreifenkronenteil 5'a eingebracht werden. Auch bei dieser Ausführungsvariante kann vorgesehen werden, die Gel gefüllten Volumselemente 6' lediglich innerhalb von über den Reifenumfang verlaufenden Streifen, insbesondere von in den beiden Schulterbereichen verlaufenden Streifen, vorzusehen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante bei der Gel gefüllte Volumselemente 6" im Laufstreifenkronenteil 5"a eingebracht bzw. verteilt sind. Dabei können diese Elemente 6", wie dargestellt, unterschiedliche Volumina aufweisen, wobei durch die Verteilung der einzelnen Elemente 6" im Laufstreifenkronenteil 5"a insgesamt dass von den Elementen 6" eingenommene Volumen überall etwa gleich groß sein sollte. Die Gel gefüllten Elemente 6" können als gesondert umhüllte Elemente in die Laufstreifenbasismischung eingemischt werden, sie können jedoch auch, bei Anwendung eines entsprechenden Mischungsverfahrens, als Tropfen oder dergleichen eingebracht werden. Als Einhüllung für die Elemente 6" kommt beispielsweise ein gegenüber Hitze und Scherung resistenter Kunststoff, insbesondere eine Folie, in Frage.

Erwähnt sei, dass ein bei der gegenständlichen Erfindung einsetzbares Gel, wie an sich bekannt, ein dispersives System ist, welches aus mindestens zwei Komponenten besteht. Eine der Komponenten ist ein fester, kolloider Stoff, dessen Teilchen eine Größe von 1 nm bis ca. 1000 nm aufweisen können und beispielsweise aus Gelatine oder Kieselsäure bestehen. Eine der weiteren Komponenten ist ein Dispersionsmittel, beispielsweise Wasser.

Auf Grund der charakteristischen Eigenschaften des Gels, nämlich dessen Inkompressiblität und dessen Fähigkeit zur Vibrations- und Schwingungsdämpfung, kann eine sehr wirksame Dämpfung der beim Abrollen des Reifens entstehender Reifenschwingungen erzielt werden. Damit kann sichergestellt werden, dass diese Vibrationen nicht mehr in dem bisherigen Ausmaß an das Fahrzeug weitergegeben bzw. in das Fahrzeuginnere übertragen werden. Mit dieser Komfortverbesserung geht daher auch eine Geräuschverbesserung einher. Zusätzlich bewirkt die Schwingungsdämpfung auch eine Verbesserung der Haltbarkeit der Reifen.

Um die erwähnten Eigenschaften des Gels optimal zu nützen, ist es von Vorteil, wenn die Gel gefüllten Elemente ein gewisses Volumen aufweisen. Dieses sollte eine Größenordnung von 1 mm² bis 10 mm² betragen.

Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Insbesondere können die einzelnen Ausführungsvarianten auch miteinander kombiniert werden. Die Erfindung ist ferner bei sämtlichen Fahrzeugluftreifen, insbesondere auch bei LKW-Reifen, einsetzbar.

Claims (10)

1. Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse, einem insbesondere mehrlagig ausgeführten Gürtelverband und einem profilierten und vorzugsweise aus einem Basis- und einem Kronenteil bestehenden Laufstreifen, dadurch gekennzeichnet, dass entweder im Laufstreifen (5) oder zwischen der Karkasse (2) und dem Gürtelverband (3) Gel gefüllte bzw. aus Gel bestehende Volumselemente (6, 6', 6") eingebracht sind.

2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (6) nach einem gleichmäßigen Raster angeordnet sind.

3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (6, 6') sämtlich zumindest im Wesentlichen übereinstimmende Volumina aufweisen.

4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (6") unterschiedliche Volumina aufweisen, diese jedoch eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Dichte an Gel bildend, verteilt sind.

5. Fahrzeugluftreifen nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (6, 6', 6") über den gesamten Reifenumfang und zumindest im Wesentlichen über die gesamte Laufstreifenbreite angeordnet bzw. verteilt sind.

6. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente innerhalb einzelner über den Reifenumfang verlaufender Streifen angeordnet sind.

7. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (6) im Laufstreifenbasisteil (5b), insbesondere eine Lage von Elementen bildend, angeordnet sind.

8. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (5b) aus bei der Herstellung des Basisteils (6) gebildeten und mit Gel befüllten Kammern entstanden sind.

9. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (6') Gelblasen sind, die zwischen denn Kronenteil (5'a) und dem Basisteil (5b) angeordnet bzw. eingebracht sind.

10. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gel gefüllten Volumselemente (6") Gelblasen sind, die als insbesondere umhüllte Tropfen in den Laufstreifen, insbesondere das Kronenteil (5a), eingebracht sind.