DE102005050676A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

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Continental Reifen Deutschland GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem profilierten Laufstreifen (1), einem mehrlagigen Gürtel (2), einer Innenschicht (3), einer Radialkarkasse (4), Wulstbereichen mit Wulstkernen (5) und Kernprofilen (6), Seitenwänden und mit zumindest je einem im Bereich jeder Seitenwand (7) angeordneten im Querschnitt etwa mondsichelförmigen, im Pannenfall tragfähigen Insert (8). DOLLAR A Das Insert (8) setzt sich über seine Erstreckung längs der Seitenwand (7) aus einer Anzahl von ringartig die Seitenwand (7) umlaufenden Gummipolstern (11) zusammen und weist eine äußere Umhüllung (9) auf, wobei die Gummipolster (11) voneinander durch in axialer Richtung orientierte, flächige Gebilde (12) mit Fäden (10), die aus einer Formgedächtnis-Legierung bestehen oder eine solche enthalten, getrennt sind, welche Fäden (10) in der äußeren Umhüllung (9) fest verankert sind, wobei die Fäden (10) aus der Formgedächtnis-Legierung im Temperaturbereich bis zu etwa 50 DEG C einen wesentlich geringeren Elastizitätsmodul aufweisen als im Temperaturbereich ab etwa 60 DEG C, nach dem Überschreiten der Phasenumwandlungstemperatur.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem profilierten Laufstreifen, einem mehrlagigen Gürtel, einer Innenschicht, einer Radialkarkasse, Wulstbereichen mit Wulstkernen und Kernprofilen, Seitenwänden und mit zumindest je einem im Bereich jeder Seitenwand angeordneten im Querschnitt etwa mondsichelförmigen, im Pannenfall tragfähigen Insert.
  • Fahrzeugluftreifen mit Inserts im Bereich der Seitenwände sollen im Pannenfall eine gewisse Selbsttragefähigkeit des Fahrzeugluftreifens sicherstellen. Die bekannten Inserts bestehen aus einem oder mehreren Gummiprofilen, welche bezüglich ihrer Querschnittsform und bezüglich der Eigenschaften ihrer elastomeren Mischungen derart ausgeführt werden, dass sie in der Lage sind, den Reifen bei einem plötzlichen oder schleichenden Druckverlust, also im Pannenfall, auf eine gewisse Zeit bzw. über eine gewisse Laufleistung selbsttragend zu erhalten. Ein derartiger selbsttragender Reifen ist beispielsweise aus der DE 2 331 530 A bekannt. Die hier vorgesehenen elastomeren Verstärkungselemente werden in einer Dicke von 3 bis 15% der maximalen Breite des unter Innendruck befindlichen Reifens ausgeführt. Eine Ausführung mit mehrteiligen Verstärkungsprofilen ist beispielsweise aus der DE 29 43 654 A bekannt. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Ausführungen ist, dass sie zur Sicherstellung der Selbsttragefähigkeit relativ steif ausgeführt sein müssen, dadurch die Reifenseitenwände im Normalbetrieb des Reifens ebenfalls versteifen und somit das erwünschte Einfederungsverhalten und den Komfort des Reifens beeinträchtigen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, tragefähige Inserts in den Reifenseitenwänden derart auszuführen, dass ihr Einfluss auf das , Einfederungsverhalten und den Komfort des Reifens wesentlich geringer ist als bei den bekannten Ausführungen.
  • Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass sich das Insert über seine Erstreckung längs der Seitenwand aus einer Anzahl von ringartig über die Seitenwand umlaufenden Gummipolstern zusammensetzt und eine äußere Umhüllung aufweist, wobei die Gummipolster voneinander durch in axialer Richtung orientierten, flächigen Gebilden mit Fäden, welche aus einer Formgedächtnis-Legierung bestehen oder eine solche enthalten, getrennt sind, welche in der äußeren Umhüllung fest verankert sind, wobei die Fäden aus der Formgedächtnis-Legierung im Temperaturbereich bis zu etwa 50°C einen wesentlich geringeren Elastizitätsmodul (E-Modul) aufweisen als im Temperaturbereich ab etwa 60°C, nach dem Überschreiten der Phasenumwandlungstemperatur.
  • Die Inserts haben daher die Fähigkeit, in einem Temperaturbereich, wie er sich bei einem Druckverlust im Reifeninneren in den Reifenkomponenten insbesondere den Seitenwänden, einstellt, die Seitenwände des Reifens aufzurichten und zu stützen. Die Gummipolster im Insert sind gut geeignet, die auftretenden Druckkräfte zu übernehmen. Das „Fachwerk" aus Fäden aus einer Formgedächtnis-Legierung zwischen den einzelnen Gummipolstern ist in der Lage, die im Biegefall entstehenden Zugkräfte aufzunehmen. Die flächigen Gebilde aus den Fäden aus der speziellen Legierung trennen die einzelnen Gummipolster voneinander und bewirken im Pannenfall, unter Biegung, ein Stabilisieren der Gummipolster. Im Normalbetrieb treten Temperaturen in den Reifenseitenwänden und damit auch in den Inserts auf, bei welchen die Fäden aus der Formgedächtnis-Legierung in den flächigen Gebilden einen geringen E-Modul aufweisen. Sie beeinträchtigen daher das Einfederungsverhalten des Reifens nur geringfügig. Im Pannenfall, bei einem plötzlichen oder einen schleichenden Druckverlust, wird in Folge der durch die Walkarbeit auftretenden Erhitzung des Reifens die Phasenumwandlungstemperatur überschritten und die Fäden ändern ihren E-Modul, dieser nimmt zu und es werden die flächigen Gebilde so steif, dass ihr Ausbeulen in hohem Maß verhindert wird. Die Inserts sind daher in der Lage, eine größere Selbsttragefähigkeit zu entwickeln, die eine Weiterfahrt ermöglicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die äußere Umhüllung der Inserts ein Gewebe oder es weist die äußere Umhüllung ein Gewebe auf. Derartige Umhüllungen unterstützen die erwünschte geringere Biegesteifigkeit der Inserts im Normalbetrieb des Reifens.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die äußere Umhüllung aus Karkassenmaterial bestehen, demnach aus einem gummierten Gewebe, dessen Eigenschaften im Reifen vorteilhafter Weise bereits bekannt sind.
  • Eine feste Verbindung des Fadens bzw. der Fäden der flächigen Gebilde mit der Umhüllung kann beispielsweise durch Vernähen sichergestellt werden.
  • Das flächige Gebilde kann aus mäanderförmig verlaufenden Schlaufen zumindest eines Fadens bestehen. Auf diese Weise lässt sich der Faden mit dem Gewebe der äußeren Umhüllung vergleichsweise einfach vernähen.
  • Um die im Normalbetrieb geringere Biegesteifigkeit und die bei im Pannenfall erwünschte höhere Biegesteifigkeit zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn die Anzahl der Gummipolster im Insert mindestens vier beträgt.
  • Die Fäden können beispielsweise Monofilamente sein, deren Durchmesser zwischen 0,1 mm und 1 mm beträgt.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
  • 1 eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines Querschnittes durch die eine Hälfte eines Fahrzeugluftreifens und
  • 2 einen Teilschnitt entlang der in 1 gezeichneten Schnittebene A-A.
  • Der dargestellte Fahrzeugluftreifen ist beispielhaft ein Reifen für Personenkraftwagen in Radialbauart. Der Reifen weist daher einen profilierten Laufstreifen 1, einen insbesondere zweilagig ausgeführten Gürtel 2, eine luftdichte Innenschicht 3, Kernpakete aus Wulstkernen 5 und Kernprofilen 6, Seitenwände 7 und eine insbesondere einlagige Radialkarkasse 4 auf.
  • Im Bereich der Seitenwände 7 befindet sich an den Innenseiten des Reifens je ein den Reifen ringförmig umlaufendes Insert 8. Das Insert 8 ist im Querschnitt etwa mondsichelförmig ausgeführt und erstreckt sich hier über mindestens 50% der Querschnittshöhe des Reifens zwischen dem Wulstbereich und dem Gürtel 2. Dabei kann sich das Insert 8, zwischen dem Wulstbereich seitlich des Kernes 5 beginnend, über die Schultern und innerhalb des jeweiligen Randabschnittes des Gürtels 2 reichend, erstrecken. Grundsätzlich kann die Anordnung der Insert 8 analog zur Anordnung herkömmlicher, aus einem Gummimaterial bestehenden Inserts erfolgen.
  • Die Inserts 8 können bei der Herstellung des Rohreifens an der Innenseite des Reifens positioniert und gemeinsam mit dem Rohreifen vulkanisiert werden. Möglich ist auch eine nachträgliche Anordnung der Inserts 8 durch Ankleben oder Anvulkanisieren. Grundsätzlich ist es auch möglich, erfindungsgemäß ausgeführte Inserts 8 im Reifenkörper unterzubringen, beispielsweise zwischen der Innenschicht 3 und der Karkasse 4 anzuordnen.
  • Der Aufbau eines erfindungsgemäß ausgeführten Inserts 8 wird nun anhand der 1 in Verbindung mit 2 näher erläutert. Das Insert 8 ist komplett von einem, insbesondere gummierten, Gewebe 9 ummantelt. Das gummierte Gewebe 9 kann aus dem Material der Karkasse des Reifens bestehen und weist daher ein Gewebe aus einem textilen Material, beispielsweise Nylon oder Polyester, auf. Das Insert 8 ist durch Fäden 10, welche ein flächiges Gebilde 12 formen und aus einer Formgedächtnis-Legierung bestehen, in das Insert 8 und damit den Reifen ringförmig umlaufende Kammern 11 gegliedert, welche mit Gummi gefüllt sind. Das Innere des Inserts 8 besteht daher aus in seiner Längserstreckung aneinander gereihten Gummipolstern 11. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführung der die Gummipolster voneinander trennenden flächigen Gebilde 12. Das gezeigte flächige Gebilde 12 besteht aus eng aneinander liegenden mäanderförmigen Schlaufen eines Fadens 10, wobei die Schlaufenspitzen im Gewebe 9 verankert sind. Der Faden 10 kann beispielsweise durch das Gewebe 9 genäht sein oder auf andere Weise unlösbar angeheftet sein. Das flächige Gebilde 12 kann auch aus parallel verlaufenden Einzelfäden, die beidseitig im ummantelnden Gewebe 9 verankert sind, gebildet sein. Wichtig ist, dass der oder die Fäden 10 im flächigen Gebilde 12 zwischen den Gummipolstern 11 im Wesentlichen in axialer Richtung orientiert sind bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Innenseite des Reifens verlaufend orientiert sind. Die Anzahl der Gummipolster 11 beträgt zumindest vier, es können jedoch auch zehn oder mehr Polster 11 vorgesehen werden. Das flächige Gebilde 12 wird hinsichtlich der Dichte des Fadens oder der Fäden 10 derart ausgelegt, dass das Gummimaterial der Polster 11 die Gebilde 12 nicht oder nur sehr schwer durchdringen kann.
  • Die Fäden sind vorzugsweise Monofilamente aus einer Formgedächtnis-Legierung, insbesondere auf Basis einer Nickel-Titan-Legierung. Solche Legierungen zeigen eine reversible, strukturelle Umwandlung, die durch eine Temperaturveränderung gesteuert wird. Im Rahmen der Erfindung werden Formgedächtnis-Legierungen auf Nickel-Titan-Basis eingesetzt, welche bei niedrigen Temperaturen, im Temperaturbereich von –40°C bis etwa 50°C, einen wesentlich geringere n Elastizitätsmodul (E-Modul) aufweisen, als im Temperaturbereich ab etwa 60°C, nach dem Überschreiten der Phasenumwandlungstemperatur. Im unteren Temperaturbereich zwischen 0° und etwa 50°C weisen die Fäden 10 eine maximale elastische Dehnung von bis zu 8% auf. Im Temperaturbereich ab etwa 60°C beträgt die maximal elastische nur noch etwa 2%, wobei bei einer noch höheren Temperatur der Wert der Dehnung praktisch nicht mehr verändert wird. Bei einer Abkühlung in den niedrigeren Temperaturbereich stellt sich der ursprüngliche elastische Dehnungsbereich wieder ein. Formgedächtnis-Legierungen werden durch eine geeignete Vorbehandlung auf dieses Verhalten eingestellt.
  • Im Normalbetrieb des Reifens, bei Betriebstemperaturen von bis zu etwa 50°C, können die erfindungsgemäßen Inserts 8 in Folge des geringen E-Moduls der Fäden 10 der Einfederung des Reifens folgen, die Gummipolster 11 können sich im Reifeninneren elastisch ausbauchen und die Inserts 8 weisen eine geringe Biegesteifigkeit auf.
  • Bei einem plötzlichen oder einem langsamen Druckverlust im Inneren des Reifens wird durch die wesentlich größere Walkarbeit beim Abrollen der Reifen und damit auch das Gummimaterial in den Inserts 8 innerhalb kurzer Zeit sehr warm und überschreitet eine Temperatur von 60°C. Sobald die Phasenumwandlungstemperatur der Fäden überschritten wird, weisen diese einen wesentlich größeren E-Modul auf. Die die einzelnen Gummipolster 11 voneinander trennenden flächigen Gebilde 12 aus den Fäden 10 werden daher wesentlich steifer und stabilisieren dadurch auch die Gummipolster 11 und somit das gesamte Insert 8. Bei einem plötzlichen Druckverlust hat die eintretende Versteifung der Inserts 8 ein zumindest teilweises Wiederaufrichten des Reifens zur Folge. Der Reifen wird soweit selbsttragend, dass er zumindest über eine gewisse Zeit noch weiter gefahren werden kann.
  • Die Monofilamente aus der Formgedächtnis-Legierung können Durchmesser zwischen 0,1 bis 1 mm aufweisen. Anstelle von Monofilamenten ist es auch möglich, Korde einzusetzen, welche aus Filamenten aus einer Formgedächtnis-Legierung bestehen. Im Rahmen der Erfindung können auch Hybridkorde eingesetzt werden, welche zumindest ein Filament aus einer Formgedächtnis-Legierung und zumindest ein Filament aus einem anderen metallischen oder textilen Material aufweisen.

Claims (7)

  1. Fahrzeugluftreifen mit einem profilierten Laufstreifen (1), einem mehrlagigen Gürtel (2), einer Innenschicht (3), einer Radialkarkasse (4), Wulstbereichen mit Wulstkernen (5) und Kernprofilen (6), Seitenwänden und mit zumindest je einem im Bereich jeder Seitenwand (7) angeordneten im Querschnitt etwa mondsichelförmigen, im Pannenfall tragfähigen Insert (8), dadurch gekennzeichnet, dass sich das Insert (8) über seine Erstreckung längs der Seitenwand (7) aus einer Anzahl von ringartig die S eitenwand (7) umlaufenden Gummipolstern (11) zusammensetzt und eine äußere Umhüllung (9) aufweist, wobei die Gummipolster (11) voneinander durch in axialer Richtung orientierte, flächige Gebilde (12) mit Fäden (10), die aus einer Formgedächtnis-Legierung bestehen oder eine solche enthalten, getrennt sind, welche Fäden (10) in der äußeren Umhüllung (9) fest verankert sind, wobei die Fäden (10) aus der Formgedächtnis-Legierung im Temperaturbereich bis zu etwa 50°C einen wesentlich geringeren Elastizitätsmodul aufweisen als im Temperaturbereich ab etwa 60°C, nach dem Überschreiten der Phasenumwandlungstemperatur.
  2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Umhüllung des Inserts (8) ein Gewebe (9) ist oder ein Gewebe aufweist.
  3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Umhüllung aus Karkassenmaterial besteht.
  4. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden bzw. die Fäden (10) des flächigen Gebildes (12) mit der Umhüllung vernäht ist bzw. sind.
  5. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Gebilde (12) aus mäanderförmig verlaufenden Schlaufen zumindest eines Fadens (10) besteht.
  6. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Gummipolster (11) mindestens vier beträgt.
  7. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden Monofilamente sind, deren Durchmesser zwischen 0,1 und 1 mm beträgt.
DE200510050676 2005-10-20 2005-10-20 Fahrzeugluftreifen Withdrawn DE102005050676A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3177466A4 (de) * 2014-12-03 2018-01-17 Bridgestone Americas Tire Operations, LLC Luftreifen mit seitenwanddeckschicht

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3177466A4 (de) * 2014-12-03 2018-01-17 Bridgestone Americas Tire Operations, LLC Luftreifen mit seitenwanddeckschicht

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Owner name: CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH, 30165 HAN, DE

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