DE102008037614A1

DE102008037614A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102008037614A1
Application number: DE102008037614A
Authority: DE
Inventors: Gerald Andraczek
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: DE102008037614B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit zumindest einem profilierten Laufstreifen (1), einem mehrlagigen Gürtelverband (2), zwei Seitenwänden (8), mit wenigstens zwei Wulstkernen (6) und mit einer Karkasse (3), wobei die Karkasse (3) asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände (8) angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Karkasse (3) wenigstens einlagig ist, wovon mindestens eine Karkasslage (31) asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände (8) angeordnet ist, derart, dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage (31) auf der Reifeninnenhälfte (Fi), der Reifenhälfte, welche im am Fahrzeug montierten Zustand zum Fahrzeuginneren zeigt, eine größere flächige Erstreckung als auf der zum Fahrzeugäußeren weisenden Reifenaußenhälfte (Fa) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit zumindest einem profilierten Laufstreifen, einem mehrlagigen Gürtelverband, zwei Seitenwänden, mit wenigstens zwei Wulstkernen und mit einer Karkasse, wobei die Karkasse asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände ausgeführt ist.
Aus der DE 1 680 453 A ist ein derartiger Fahrzeugluftreifen bekannt geworden, bei dem jedoch zusätzlich der Laufstreifen verstärkt ist. Durch die Verstärkung des Laufstreifens und den asymmetrischen Reifenaufbau, bei dem die Seitenwände verschiedene Steifigkeiten aufweisen, sollen die Fahreigenschaften des Reifens bei Veränderung des Sturzwinkels der Radaufhängung gleich bleiben. Die erwünschten asymmetrischen Steifigkeiten werden in den Seitenwänden derart erreicht, dass die Festigkeitsträger der Karkasse auf der fahrzeugäußeren Reifenhälfte andere Eigenschaften aufweisen, als die auf der fahrzeuginneren Reifenhälfte verwendeten Festigkeitsträger. Eine andere Ausführungsform zeigt, dass die Festigkeitsträger der Karkasse auf der fahrzeugäußeren Reifenhälfte eine andere Orientierung zur Umfangsrichtung oder eine andere Dichte zueinander einnehmen als die Festigkeitsträger auf der fahrzeuginneren Reifenhälfte. Eine derartige asymmetrische Anordnung ist aufwendig in der Reifenherstellung und zudem teuer.
Die Begriffe „fahrzeuginnen” und „fahrzeugaußen” beziehen sich auf Querschnittshälften des Reifens und sollen die Orientierung des Reifens im Betriebszustand des Reifens, wenn dieser am Fahrzeug angebracht ist, beschreiben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, der einfach aufgebaut und in seiner Herstellung kostengünstig ist und der in seiner Haltbarkeit durch die asymmetrische Belastung durch den Reifensturz im Betriebszustand nicht oder nur unwesentlich vermindert wird.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Karkasse wenigstens einlagig ist, wovon mindestens eine Karkasslage asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände angeordnet ist, derart dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage auf der Reifeninnenhälfte, derjenigen Reifenhzälfte, welche im am Fahrzeug montieren Zustand zum Fahrzeuginneren zeigt, eine größere flächige Erstreckung als auf der zum Fahrzeugäußeren weisenden Reifenaußenhälfte aufweist.
Die Asymmetrie wird dadurch erreicht, dass mindestens eine Karkasslage asymmetrisch in ihrer flächigen Erstreckung im Reifen angeordnet ist und zwar flächenmäßig stärker in der Seitenwand der Reifeninnenhälfte angeordnet ist. Dadurch ist die sturzbelastete Reifeninnenseite durch diese Karkasslagenanordnung verstärkt, während die weniger belastete Reifenaußenseite weniger verstärkt ist, indem die Karkasslage auf der Reifenaußenseite flächenmäßig geringer angeordnet ist. Der Reifen weist eine gute Haltbarkeit auf und ist durch geringen Materialeinsatz kostengünstig in seiner Herstellung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Karkasse zweilagig, wovon lediglich eine Karkasslage asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände angeordnet ist, derart dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage auf der Reifeninnenhälfte, welche im am Fahrzeug montierten Zustand zum Fahrzeuginneren zeigt, eine größere flächige Erstreckung als auf der zum Fahrzeugäußeren weisenden Reifenaußenhälfte aufweist.
Für die beiden Karkasslagen wird vorzugsweise ein und dasselbe Material verwendet. Eine der beiden Karkasslagen ist wie üblich im Reifen angeordnet und ist somit durchgängig von radial innen nach radial außen um die Wulstkerne geführt und als Karkasshochschlag auf die Karkasse rückgeführt. Die Asymmetrie wird dadurch erreicht, dass diese weitere Karkasslage asymmetrisch in ihrer flächigen Erstreckung im Reifen angeordnet ist und zwar flächenmäßig stärker in der Seitenwand der Reifeninnenhälfte angeordnet ist. Dadurch ist die sturzbelastete Reifeninnenseite durch die weitere Karkasslage verstärkt, während die weniger belastete Reifenaußenseite weniger verstärkt ist, indem die Karkasslage auf der Reifenaußenseite flächenmäßig geringer angeordnet ist.
Das Fahrzeugrad ist üblicherweise mit Sturz angeordnet. Der Sturz bewirkt, dass der fahrzeuginnere Bereich der Bodenaufstandsfläche des Reifens beim Geradeausfahren stärker belastet wird, als der fahrzeugäußere Bereich der Bodenaufstandsfläche. Somit wird die gesamte Reifeninnenhälfte beim Geradeausfahren stärker belastet als die Reifenaußenhälfte.
Durch den Reifen der bevorzugten Ausführungsform ist erreicht, dass die Haltbarkeit des Reifens gegenüber einer einlagigen Karkasskonstruktion verbessert ist, jedoch das Gewicht gegenüber einer zweilagigen Karkasskonstruktion vorteilhaft verringert ist. Die Haltbarkeit des Reifen ist gewährleistet, während der Rollwiderstand durch Gewichtseinsparung gegenüber der 2-lagigen Karkasskonstruktion verbessert ist und die Kosten bei der Herstellung des Reifens verringert sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Fahrzeugluftreifen Notlaufeigenschaften bei Druckluftverlust auf. Die Notlauffähigkeit ist durch zumindest je ein im Bereich jeder Seitenwand angeordneten elastomeren, im Querschnitt mondsichelförmigen Verstärkungsprofil erhalten. Im Pannenfall selbstragende Fahrzeugluftreifen sind in verschiedenen Ausführungsformen hinreichend bekannt. Die im Bereich der Seitenwände des Reifens eingebrachten Verstärkungsprofile werden bezüglich ihrer Querschnittsform und ihrer elastomeren, zumeist harten Mischung derart ausgeführt, dass sie in der Lage sind, den Reifen bei einem plötzlichen Druckluftverlust im Pannenfall selbstragend zu erhalten, so dass eine Weiterfahrt über eine gewisse Notlaufstrecke ermöglicht ist. Ein im Pannenfall bei Druckluftverlust selbstragender Fahrzeugluftreifen der vorgenannten Art ist aus der DE 2 331 530 A bekannt geworden. Das im Querschnitt mondsicherförmige Verstärkungsprofil, welches zwischen Innenschicht und Karkasse angeordnet ist, besteht aus einer härteren elastomeren Mischung und verläuft unterhalb des Gürtels und bis in die Nähe des Wulstbereiches. Bei Druckluftverlust wird die Selbstragefähigkeit des Notlaufreifens dadurch erreicht, dass das in der Reifenseitenwand angeordnete Verstärkungsprofil auf Kompression beansprucht wird, während die an dem Verstärkungsprofil anliegende Karkasse auf Zug beansprucht wird. Durch dieses Zusammenwirken von Karkasse und Verstärkungsprofil wird der Reifen selbstragend und der Sitz des Wulstprofils auf der Felge bleibt erhalten.
Es hat sich aber gezeigt, dass ein derartiger Notlaufreifen im Pannenlauf bevorzugt auf der sturzbelasteten Reifeninnenhälfte ausfällt. Bei einer zweilagigen Karkasskonstruktion ist die Haltbarkeit bzw. Laufleistung im Pannenfall erhöht, aber die durch die zweite Karkasslage ist das Gewicht des Reifens erhöht, wodurch der Rollwiderstand unerwünscht ebenso wie die Herstellungskosten erhöht sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Notlaufreifens, bei der auf der Reifeninnenseite die mindestens eine, vorzugsweise zweite Karkasslage mit einer größeren flächigen Erstreckung als auf der Reifenaußenseite angeordnet ist, ist eine gleich bleibend gute Pannenlaufstrecke erhaltbar, aber durch das geringere Gewicht des Reifens ist der Rollwiderstand bei Normalfahrt vorteilhaft verringert und der Reifen ist durch geringeren Einsatz von Halbzeug kostengünstiger in seiner Herstellung.
In einer Ausführungsform ist die radial äußere Karkasslage asymmetrisch angeordnet. In einer anderen Ausführungsform ist die radial innere Karkasslage asymmetrisch angeordnet. Je nach Reifenkonstruktion bringt es Vorteile, die Asymmetrie durch die radial äußere oder die radial innere Lage zu erreichen.
Vorteilhafterweise ist der Karkasshochschlag der asymmetrisch angeordneten Karkasslage auf der Fahrzeuginnenhälfte – im Querschnitt des Reifens betrachtet – höher als auf der Fahrzeugaußenhälfte geführt.
Bei zwei- oder mehrlagigen Karkassen können die Karkasslagen aus ein und demselben Material und Aufbau bestehen. Bei anderen Ausführungsformen können die Karkasslagen aus unterschiedlichen Materialien und/oder Aufbau bestehen.
Vorteilhafterweise ist die asymmetrisch angeordnete Karkasslage nur auf der Fahrzeuginnenhälfte angeordnet. Hierdurch ist besonders stark am Gewicht des Reifens eingespart und die Herstellungskosten des Reifens verringert.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen die:
1 einen Querschnitt eines Notlaufreifens gemäß dem Stand der Technik;
2 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Karkassanordnung in einem Notlaufreifen;
3 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Karkassanordnung in einem Notlaufreifen.
In der 1 ist ein Querschnitt durch einen Notlaufreifen gemäß des Standes der Technik dargestellt. Die linke Zeichnungshälfte stellt die fahrzeugäußere Reifenhälfte Fa und die rechte Zeichnungshälfte stellt die bei Geradeausfahrt sturzbelastete fahrzeuginnere Reifenhälfte Fi dar. Die wesentlichen Bestandteile, aus welchen sich der dargestellte Reifen zusammensetzt, sind ein profilierter Laufstreifen 1, ein bei der gezeigten Ausführung aus zwei Lagen 2a bestehender Gürtel 2, eine einlagig ausgeführte Karkasse 3, eine weitgehend luftdicht ausgeführte Innenschicht 4, Wülste 5 mit Wulstkernen 6 und Wulstkernprofilen 7, sowie Seitenwände 8 und in etwa mondsichelförmig ausgeführte Verstärkungsprofile 9. Die beiden Lagen des Gürtels 2 bestehen auf bekannte Weise aus in eine Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern aus Stahlcord, welche innerhalb jeder Lage parallel zueinander verlaufen, wobei die Stahlcorde der einen Lage in kreuzender Anordnung zu den Stahlcorden der zweiten Lage orientiert sind und mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen 20° und 35° einschließen. Auch die Karkasse 3 kann in herkömmlicher und bekannter Weise ausgeführt sein und somit in eine Gummimischung eingebettete, in radialer Richtung verlaufende Verstärkungsfäden aus einem textilen Material oder aus Stahlcord aufweisen. Die Karkasse 3 ist um die Wulstkerne 6 von axial innen nach axial außen geführt, ihre Hochschläge 3a verlaufen neben den Wulstkernprofilen 7 in Richtung Gürtel 2. Die beiden aus elastomeren Material, insbesondere aus einer Kautschukmischung, hergestellten Verstärkungsprofile 9 sind während des Aufbaus des Reifens auf der Innenschicht 4 positioniert worden und befinden sich daher zwischen dieser und der Karkasse 3. Die Dicke der Verstärkungsprofile 9 nimmt sowohl Richtung Gürtel 2 als auch Richtung Wulst 5 ab. Richtung Gürtel 2 reicht jedes Verstärkungsprofil 9 bis unter die Randbereiche desselben. Richtung Wulst 5 endet jedes Verstärkungsprofil 9 knapp oberhalb des Wulstkernes 6. Über den überwiegenden Bereich der Länge der Seitenwand ist jedes Verstärkungsprofil 9 nahezu konstant dick ausgeführt, seine Stärke beträgt hier bis zu 15 mm, insbesondere 9 bis 11 mm.
Die 2 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Karkassanordnung in einem Notlaufreifen. Die in der 2 gezeigte Karkassanordnung wird in dem in der 1 gezeigten Notlaufreifen eingesetzt.
Die Karkasse 3 (3₁ , 3₂ ) ist zweilagig, wovon lediglich eine Karkasslage 3₁ asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände angeordnet ist, derart dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage 3₁ auf der sturzbelasteten Reifeninnenhälfte Fi, derjenigen Reifenhälfte, welche im am Fahrzeug montieren Zustand zum Fahrzeuginneren zeigt, eine größere flächige Erstreckung als auf der zum Fahrzeugäußeren weisenden Reifenaußenhälfte Fa aufweist. Die andere Karkasslage 3₂ ist wie im Stand der Technik üblich und bekannt angeordnet. Beide Karkasslagen 3 (3₁ , 3₂ ) bestehen aus ein und demselben Material und sind in ihrem Aufbau gleich. Die Asymmetrie wird mittels der weiteren Karkasslage 3₁ dadurch erreicht, dass diese weitere Karkasslage 3₁ asymmetrisch in ihrer flächigen Erstreckung im Reifen angeordnet ist und zwar flächenmäßig größer – hier alleinig - auf der sturzbelasteten Reifeninnenhälfte Fi. Dadurch ist die sturzbelastete Reifeninnenseite Fi durch die weitere Karkasslage 3₁ zusätzlich verstärkt, während die weniger belastete Reifenaußenseite Fa nicht zusätzlich verstärkt ist, indem die Karkasslage auf der Reifenaußenseite nicht angeordnet ist. Die asymmetrisch angeordnete Karkasslage 3₁ ist nur auf der Fahrzeuginnenhälfte angeordnet und bildet die radial innen gelegene Karkasslage. Die Karkasshochschläge 3a der radial äußeren, symmetrisch angeordneten Karkasslage 3₂ reichen bis auf eine Höhe h1, während der Karkasshochschlag 3a der radial inneren, nur auf der Fahrzeuginnenhälfte Fi angeordneten Karkasslage 3₁ bis auf eine Höhe h2 reicht, wobei h2 < h1. In anderen Ausführungsformen kann jedoch h2 ungleich h1 sein.
Die 3 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Karkassanordnung in einem Notlaufreifen. Die in der 3 gezeigte Karkassanordnung wird in dem in der 1 gezeigten Notlaufreifen eingesetzt. Die Karkasse 3 ist zweilagig, wovon lediglich eine Karkasslage 3₁ asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände 8 angeordnet ist, derart dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage 3₁ auf der sturzbelasteten Reifeninnenhälfte Fi, derjenigen Reifenhälfte, welche im am Fahrzeug montieren Zustand zum Fahrzeuginneren zeigt, eine größere flächige Erstreckung als auf der zum Fahrzeugäußeren weisenden Reifenaußenhälfte aufweist. Die größere flächige Erstreckung wird dadurch erreicht, dass die asymmetrische angeordnete Karkasslage 3₁ in ihrem Karkasshochschlag auf der Fahrzeuginnenhälfte Fi höher in Richtung Gürtel gezogen ist. Die andere, symmetrische Karkasslage 3₂ ist wie im Stand der Technik üblich und bekannt angeordnet. Beide Karkasslagen 3 bestehen aus ein und demselben Material und sind in ihrem Materialaufbau gleich. Die Asymmetrie wird mittels der weiteren Karkasslage 3₁ dadurch erreicht, dass diese weitere Karkasslage 3₁ asymmetrisch in ihrer flächigen Erstreckung im Reifen angeordnet ist und zwar flächenmäßig größer auf der sturzbelasteten Reifeninnenhälfte Fi. Dadurch ist die sturzbelastete Reifeninnenseite Fi durch die weitere Karkasslage 3₁ stärker verstärkt, während die weniger belastete Reifenaußenseite Fa weniger verstärkt ist, indem diese Karkasslage 3₁ auf der Reifenaußenseite Fa flächenmäßig geringer angeordnet ist. Die asymmetrisch angeordnete Karkasslage 3₁ ist auf der Fahrzeuginnenhälfte mit einem höheren Karkasshochschlag mit einer Höhe h2Fi angeordnet, während der Karkasshochschlag auf der Fahrzeugaußenhälfte mit einer Höhe h2Fa angeordnet ist, wobei für den Karkasshochschlag 3a der asymmetrisch angeordneten Karkasslage 3₁ gilt h2Fa < h2Fi. Die asymmetrische Karkasslage 3₁ ist die radial innen angeordnete Karkasslage. Die Karkasshochschläge 3a der radial äußeren, symmetrischen Karkasslage 3₂ reichen bis auf eine Höhe h1, während die Karkasshochschläge 3a der radial inneren, asymmetrisch angeordneten Karkasslage 3₁ auf der fahrzeuginneren Reifenseite Fi bis auf eine Höhe h2Fi und auf der fahrzeugäußeren Reifenseite Fa bis auf eine Höhe h2Fa reicht, wobei gilt: h1 > h2Fi > h2 Fa. In anderen Ausführungsformen kann h1 ungleich h2Fi und h1 ungleich h2Fa sein.

1: Laufstreifen
2: Gürtel
3: Karkasse
3a: Karkasshochschlag
3₁: asymmetrisch angeordnete Karkasslage
3₂: symmetrisch angeordnete Karkasslage
4: Innenschicht
5: Wulst
6: Wulstkern
7: Apex (Wulstkernprofil)
8: Seitenwand
9: Verstärkungsprofil
h: Höhe Karkasshochschlag
Fi: fahrzeuginnen
Fa: fahrzeugaußen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1680453 A [0002]
- DE 2331530 A [0011]

Claims

Fahrzeugluftreifen mit zumindest einem profilierten Laufstreifen (1), einem mehrlagigen Gürtelverband (2), zwei Seitenwänden (8), mit wenigstens zwei Wulstkernen (6) und mit einer Karkasse (3), wobei die Karkasse (3) asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse (3) wenigstens einlagig ist, wovon mindestens eine Karkasslage (3₁ ) asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände (8) angeordnet ist, derart dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage (3₁ ) auf derjenigen Reifeninnenhälfte (Fi), welche im am Fahrzeug montieren Zustand zum Fahrzeuginneren zeigt, eine größere flächige Erstreckung als auf der zum Fahrzeugäußeren weisenden Reifenaußenhälfte (Fa) aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 dass die Karkasse (3) zweilagig ist, wovon lediglich eine Karkasslage (3₁ ) asymmetrisch in Bezug auf die Seitenwände (8) angeordnet ist, derart dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage (3₁ ) auf derjenigen Reifeninnenhälfte (Fi), welche im am Fahrzeug montieren Zustand zum Fahrzeuginneren zeigt, eine größere flächige Erstreckung als auf der zum Fahrzeugäußeren weisenden Reifenaußenhälfte (Fa) aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugluftreifen Notlaufeigenschaften bei Druckluftverlust aufweist, wobei die Notlaufähigkeit durch zumindest je ein im Bereich jeder Seitenwand (8) angeordneten elastomeren, im Querschnitt mondsichelförmigen Verstärkungsprofil (9) erhaltbar ist.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Karkasslage (3) asymmetrisch angeordnet ist.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Karkasslage (3) asymmetrisch angeordnet ist.
Fahrzeugluftreifen nach einem oder mehreren vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Karkasshochschlag (3a) der asymmetrisch angeordneten Karkasslage (3₁ ) auf der Fahrzeuginnenhälfte (Fi) höher als auf der Fahrzeugaußenhälfte (Fa) geführt ist.
Fahrzeugluftreifen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage (3₁ ) nur teilweise auf der Fahrzeugaußenhälfte (Fa) angeordnet ist.
Fahrzeugluftreifen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die asymmetrisch angeordnete Karkasslage (3₁ ) nur auf der Fahrzeuginnenhälfte (Fi) angeordnet ist.