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Die
Erfindung betrifft eine Gürtelbandage
für einen
Fahrzeugluftreifen, wobei die Festigkeitsträger der Gürtelbandage Nylonkorde sind,
welche innerhalb der Lage im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Ferner betrifft die Erfindung einen Fahrzeugluftreifen, enthaltend
eine derartige Gürtelbandage.
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Um
bei Fahrzeugluftreifen, insbesondere im Hochgeschwindigkeitseinsatz,
eine Erhebung des Reifens durch die im Fahrbetrieb auftretenden
Fliehkräfte
zu verhindern, ist es bekannt, bei einem Fahrzeugluftreifen eine
Gürtelbandage
vorzusehen. Ein Fahrzeugluftreifen radialer Bauart weist im Allgemeinen
eine luftundurchlässige
Innenschicht, eine Festigkeitsträger
enthaltende Radialkarkasse, die vom Zenitbereich des Reifens über die
Seitenwände
bis in den Wulstbereich reicht und dort meist durch Umschlingen
zugfester Wulstkerne verankert ist, einen radial außen befindlichen
profilierten Laufstreifen und einen zwischen dem Laufstreifen und
der Karkasse angeordneten Gürtel
auf, welcher radial außen
mit einer Gürtelbandage
abgedeckt ist. Die Gürtelbandage
kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein und deckt zumindest die
Gürtelränder ab.
Die Gürtelbandage
enthält üblicherweise
parallele und im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Festigkeitsträger in Form
von Korden, die in Gummi eingebettet sind.
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Die
Bandage wird bei der Reifenherstellung in Form von Lagen mit in
eine unvulkanisierte Kautschukmischung eingebetteten Festigkeitsträgern aufgebracht,
die auf den Gürtel
gewickelt oder als Streifen gespult werden. Die Festigkeitsträger werden
in Kautschuk eingebettet, indem eine Schar von im Wesentlichen parallel liegenden
fadenförmigen Festigkeitsträgern, die
in der Regel thermisch und/oder zur besseren Haftung am einbettenden
Gummi in dem Fachmann bekannter Art mit einer Imprägnierung
vorbehandelt sind, in Längsrichtung
einen Kalander oder einen Extruder zur Ummantelung mit der Kautschukmischung
durchlaufen. Bei der Bombage mit bisher im Einsatz befindlichen
Vorrichtungen und bei der Vulkanisation des Reifens dehnt sich der
Reifen in der Regel im Schulterbereich durch die Erhebung um bis
zu 2% und im Mittenbereich um bis zu 5% im Vergleich zum unvulkanisierten
Rohling, wenn der Rohling auf einer flachen Trommel gewickelt wird.
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Die
Korde der Bandage sollen bei der Reifenherstellung eine ausreichende
Erhebung bei der Bombage und der Vulkanisation zulassen, damit der
Reifen präzise
ausgeformt werden kann. Zudem sollen sie nach der Fertigstellung
des Reifens im Fahrbetrieb eine gute Hochgeschwindigkeitstauglichkeit
gewährleisten.
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Als
Festigkeitsträger
für die
Bandage sind bisher Korde aus Nylon mit Titern größer gleich
940 dtex (940 × n,
1400 × n,
mit n größer gleich
1) bekannt. Nachteilig ist jedoch die Neigung des Reifens zum Flatspot (Standstellenausbildung),
einer Abplattung der Reifenaufstandsfläche, wodurch der Rundlauf des
Reifens beeinträchtigt
ist. Man ist zudem bestrebt, das Gewicht eines Reifens und somit
seinen Rollwiderstand zu reduzieren und an den Entstehungskosten
einzusparen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Gürtelbandage
für Fahrzeugluftreifen bereitzustellen,
welche kostengünstig
in der Herstellung ist, die dennoch den Anforderungen an eine Gürtelbandage
gerecht wird. Die Gürtelbandage
soll dem Fahrzeugluftreifen eine große Hochgeschwindigkeitstauglichkeit
verleihen und seinen Rollwiderstand verringern.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem der Nylonkord die Konstruktion 470 × 2 aufweist und aus zwei zusammengedrehten
Garnen von je etwa 470 dtex besteht.
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Erfindungswesentlich
ist, dass ein sehr feiner Nylon-Kord der Konstruktion 470 × 2 als
Festigkeitsträger
für eine
Gürtelbandage
verwendet wird und dennoch die erwünschten Eigenschaften der Gürtelbandage in
einem Fahrzeugluftreifen erhaltbar sind. Eine Gürtelbandage mit Nylonkorden
der Konstruktion 470 × 2
kann die im Hochgeschwindigkeitsbetrieb auftretenden Kräfte hinreichend
aufnehmen. Zudem ist der Rollwiderstand des Reifens durch einen
verminderten Materialeinsatz durch den feinen Kord, insbesondere
durch den hierdurch verminderten Compoundeinsatz verbessert und
die Neigung zum Flatspot ist durch den verminderten Nylongehalt
reduziert. Der Reifen weist auch mit dem feinen Kord der Gürtelbandage
eine hohe Umfangssteifigkeit auf, welche die guten Hochgeschwindigkeitseigenschaften
bewirken. Es ist zudem eine präzise
Ausformung während
der Reifenherstellung ermöglicht,
wodurch der Reifen eine gute Uniformity aufweist.
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Vorteilhaft
ist es, wenn jedes der beiden Garne des Kordes mit 300 bis 500 t/m,
vorzugsweise mit 340 t/m verdreht ist. Mit dieser Drehungszahl ist
eine federähnliche
Wirkung des Kordes erreicht, durch die eine ausreichende Erhebung
des Reifenrohlings im Herstellungsprozess ermöglicht ist. Der Materialeinsatz
an Nylon ist vergleichsweise gering.
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Wenn
der Kord symmetrisch mit der gleichen Verdrehungszahl aber entgegengesetzter
Drehrichtung wie das ihn bildende Garn verdreht ist, ist der Kord
gut verarbeitbar und weist eine gute Restfestigkeit nach Ermüdung auf.
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Ein
Fahrzeugluftreifen in Radialbauart, umfassend eine zumindest einlagig
ausgeführte
Karkasse, welche die Wulstkerne von radial innen nach radial außen umläuft, Seitenwände, einen
Laufstreifen und einen zumindest einlagigen Gürtel, welcher radial außen von
einer Gürtelbandage
abgedeckt ist, wobei die Seitenwände
axial neben oder radial oberhalb des Gürtels enden und die Gürtelbandage
zur Abdeckung zumindest der Gürtelkanten
zwischen Seitenwand und Gürtelkante
in Richtung Karkasse verlaufend angeordnet ist, zeichnet sich dadurch
aus, dass die Gürtelbandage
Korde als Festigkeitsträger
aus Nylon der Konstruktion 470 × 2
aufweist. Der Kord kann entsprechend der Offenbarung dieser Anmeldung
vorteilhaft weitergebildet sein.
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Insbesondere
bei STB-(Sidewall to Belt) und SOT-(Sidewall over Tread)Konstruktionen
hat es sich gezeigt, dass durch die Festigkeitsträger eines
940 × 1
Nylon-Gürtelbandagengewebes
ein Sägeeffekt
an den Karkasskorden auftreten kann. Denn bei den STB- und SOT-Konstruktionen
verläuft
die Gürtelbandage – im Reifenquerschnitt
betrachtet – von
oberhalb des Gürtels
zwischen den Gürtelkanten
und dem Seitenwandstreifen in Richtung Karkasse und endet kurz oberhalb
oder direkt an der Karkasslage. Zwischen Bandagenkanten und Karkasslage
kann es zu nachteiligen Sägeeffekten
kommen.
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Überraschenderweise
tritt dieser Sägeeffekte
bei einem vorgenannten 470 × 2
Nylongewebe bei STB- oder SOT-Konstruktionen nicht auf.
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Die
vorbeschriebene Festigkeitsträgerlage
kann ebenfalls als Wulstverstärker
in einem Fahrzeugluftreifen eingesetzt werden. Der Vorteil liegt
gegenüber
bekannten Konstruktionen darin, dass an Materialkosten und am Gewicht
des Reifens eingespart wird.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der in der Gürtelbandage
angeordneten Festigkeitsträger
wird nachfolgend beschrieben:
Die Gürtelbandage besteht aus Nylonkord
der Konstruktion 470 × 2.
Jedes der zwei Nylon-Garne
ist S mit 340 T/m erstverdreht und S mit 340 T/m gemeinsam miteinander
endverdreht. Der Kord ist gummifreundlich behandelt. Die vorbeschriebene
Festigkeitsträgerkonstruktion
ist anstelle der Nylon-Kordkonstruktion 940 × 1 einsetzbar.
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Insbesondere
bei SOT- und STB-Konstruktionen treten keine Sägeeffekte an der Karkasse auf.
Die erfindungsgemäßen Korde
der Gürtelbandage
weisen folgende Eigenschaften auf:
| | Nylonkord
470 × 2 | Nylonkord
940 × 1 | Nylonkord
940 × 2 |
| Schrumpf
(%)
bei 180°C – ASTM D
855 | 5,0
+/– 0,5 | 5,0
+/– 0,5 | 5,0
+/– 0,5 |
| Bruchdehnung
(%)
ASTM D 855 | 22 | 20 | 20 |
| Bruchkraft
(N)
ASTM D 855 | 75 | 80 | 150 |
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Der
vorbeschriebene erfindungsgemäße 470 × 2 Nylonkord
weist vergleichbare Eigenschaften zum 940 × 1 Nylonkord auf. Jedoch ist
der erfindungsgemäße Kord
vorteilhafterweise höherer
ermüdungsbeständig. Somit
ist der erfindungsgemäße Kord
alternativ zum 940 × 1-Kord
als Gürtelbandage
einsetzbar. Bei einer SOT- oder STB-Konstruktion treten keine Sägeeffekte
an der Karkasse mit dem erfindungsgemäßen Kord auf, während diese
Sägeeffekte
bei einer Gürtelbandage
mit 940 × 1-Korden
beobachtet wurde.
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Der
erfindungsgemäße Kord
weist im Vergleich zum 940 × 2-Kord
einen geringeren Schrumpf auf, wodurch im Einsatz als Gürtelbandagenfestigkeitsträger im Reifen
das Flatspotting reduziert ist.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand
der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen,
näher beschrieben.
Dabei zeigt die
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1 eine
Querschnittshälfte
eines PKW-Reifens mit Gürtelbandage;
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2 eine
Querschnittshälfte
eines weiteren PKW-Reifens mit Gürtelbandage.
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Die 1 zeigt
eine Querschnittshälfte
eines PKW-Radialreifens 1 mit einer Gürtelbandage 2. Die Gürtelbandage 2 ist
radial oberhalb des Gürtels 3 als
Gürtelabdeckung
angeordnet und verhindert insbesondere im Hochgeschwindigkeitseinsatz
eine Erhebung des Reifens 1 durch die im Fahrbetrieb auftretenden Fliehkräfte. Der
Reifen 1 umfasst weiterhin einen profilierten Laufstreifen 4,
Seitenwände 5,
Wulstbereiche mit Wulstkernen (nicht dargestellt), zumindest eine
Karkasslage 6, eine luftdicht ausgeführte Innenschicht 7,
sowie einen hier aus zwei Lagen bestehenden Gürtel 3, welcher durch
einen über
seinen gesamten Querschnitt mit samt seiner Kanten von der Gürtelbandage 2 abgedeckt
ist. Die verschiedenen Bauteile eines Reifens 1 sind in
ihrer Ausführung
den Anforderungen im Betriebszustand angepasst. So bestehen verschiedene
Bauteile beispielsweise aus unterschiedlichen Gummimischungen. Der
Reifen 1 weist die Konstruktion „Sidewall to Belt" (STB) auf. Bei dieser
Konstruktion endet der Seitenwandgummistreifen 5 axial
zum Gürtel 3 benachbart auf
etwa der gleichen radialen Höhe
wie der Gürtel 3.
Radial oberhalb des Seitenwandgummistreifens 5 ist ein weiteres
Bauteil, das Skirt 8 angeordnet, welches die Verbindung
zwischen Laufstreifen 4 und Seitenwand 5 herstellt.
Die Gürtelbandage 2 ist
radial oberhalb der Gürtels 3 angeordnet
und verläuft
zur Gürtelkantenabdeckung
zwischen Seitenwand 5 und Gürtelkante 9 in Richtung
Karkasslage 5 und kann an der Karkasslage 5 oder
kurz oberhalb der Karkasslage 6 enden. Die Kanten 9 des
Gürtels
sind mit einer Gummilage, einem sogenannten Wrap 10 eingeschlagen.
Die Festigkeitsträger
der Gürtelbandage 2 sind
Nylonkorde der Konstruktion 470 × 2. Die Nylonkorde verlaufen
in etwa in Umfangsrichtung, also in die Figurenebene hinein. Jedes
der zwei Nylon-Garne ist S mit 340 T/m erstverdreht und S mit 340
T/m gemeinsam miteinander endverdreht. Der Kord ist zur guten Gummianhaftung
gummifreundlich behandelt.
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In
der 2 ist eine Querschnittshälfte eines anderen PKW-Reifens 1 dargestellt.
Der Reifen 1 unterscheidet sich von dem Reifen der 1 dadurch,
dass der Reifen 1 die Konstruktion „Sidewall over Tread" (SOT) aufweist.
Bei dieser Konstruktion ist die Seitenwand 5 bis auf die
radiale Höhe
des Laufstreifens 4 und mit diesem fluchtend, hochgezogen,
so dass auf ein Skirt 10 verzichtet ist. Die Gürtelbandage 2 weist
den gleichen, in 1 beschriebenen Verlauf und
Aufbau auf.
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- 1
- Fahrzeugluftreifen
- 2
- Gürtelbandage
- 3
- Gürtel
- 4
- Laufstreifen
- 5
- Seitenwand
- 6
- Karkasslage
- 7
- Innenschicht
- 8
- Skirt
- 9
- Gürtelkante
- 10
- Wrap