DE102010016766A1

DE102010016766A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102010016766A1
Application number: DE102010016766A
Authority: DE
Inventors: Sadettin Fidan
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtel und einer radial oberhalb des Gürtels angeordneten Gürtelbandage, deren Festigkeitsträger über den Reifenumfang umlaufend, in etwa in Umfangsrichtung orientiert angeordnet sind und zumindest die Kanten des Gürtels abdecken. Die Festigkeitsträger der Gürtelbandage weisen thermisch schrumpffähiges Rayon oder Lyocell auf, welches bei einer Vulkanisationstemperatur des grünen Fahrzeugluenigstens 0,5% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex unterliegt, so dass die Gürtelkanten des Fahrzeugluftreifens durch diesen Schrumpf der Festigkeitsträger der Gürtelbandage dauerhaft niederhaltbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtel und einer radial oberhalb des Gürtels angeordneten Gürtelbandage, deren Festigkeitsträger über den Reifenumfang umlaufend, in etwa in Umfangsrichtung orientiert angeordnet sind und zumindest die Kanten des Gürtels abdecken.
Zur Verbesserung der Schnellauffestigkeit und der Dauerhaltbarkeit von Gürtelkonstruktionen ist es bei Radialgürtelreifen Stand der Technik, bei der Konfektion der Reifen das Gürtelpaket, welches üblicherweise aus 2 bis 3 Lagen von gummierten Korden, insbesondere Stahlkorden besteht, mit einer Gürtelbandage abzudecken.
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 der Gürtelbandage abgedeckt ist. Die Gürtelbandage kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein und deckt zumindest die Gürtelränder ab. Die Gürtelbandage enthält üblicherweise parallel und im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Festigkeitsträger in Form von Corden, die in Gummi eingebettet sind.
Die Bandage wird bei der Reifenherstellung in Form von Lagen mit in eine unvulkanisierte Kautschukmischung eingebetteten Festigkeitsträgern aufgebracht, die auf den Gürtel gewickelt oder 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 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 4% im Vergleich zum unvulkanisierten Rohling, wenn der Rohling auf einer flachen Trommel gewickelt wird.
Die Korde der Bandage sollen bei der Reifenherstellung eine ausreichende Erhebung bei der Bombage und in der Vulkanisationsform zulassen, damit der Reifen präzise ausgeformt werden kann, und sie sollen nach der Fertigstellung des Reifens im Fahrbetrieb eine gute Hochgeschwindigkeitstauglichkeit (Schnellauffestigkeit) gewährleisten. Uni diesen Anforderungen zu genügen, sollten sich die Korde bis zu einer Dehnung von ca. 3% mit mäßigem Kraftaufwand und ab einer höheren Dehnung nur noch mit sehr hohem Kraftaufwand dehnen lassen. Zudem sollen die Korde die Gürtellagen, insbesondere die Gürtelkanten für die Schnellauffestigkeit und Dauerhaltbarkeit niederhalten.
Es sind Gürtelbandagen für Fahrzeugluftreifen bekannt, deren Festigkeitsträger aus Materialien bestehen, die einen Thermoschrumpf aufweisen. Thermoschrumpf bedeutet eine Dimensionsverkleinerung des Festigkeitsträgers unter Wärmeeinfluss. Eine Dimensionsverkleinerung der Festigkeitsträger der Gürtelbandage ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn diese eine definierte Verkürzung der Festigkeitsträger während der Vulkanisation des noch grünen Reifenrohlings bei etwa 180° bewirkt, so dass die Gürtellagen, insbesondere die Gürtelkanten niedergedrückt werden.
Thermisch schrumpffähige Materialien, die als Festigkeitsträger in einer Gürtelbandage bereits eingesetzt werden, sind beispielsweis Nylon oder Polyester.
Ein Fahrzeugluftreifen mit einer Gürtelbandage mit Festigkeitsträgern aus Nylon weist jedoch den Nachteil auf, dass dieser zum sog. „flatspotting”, einer Abplattung unter Last/Temperatur durch ein erhöhtes Schrumpfverhalten neigt. Bei dem Material Polyester bestehen Nachteile hinsichtlich der Haftung Polyester zu Gummi, so dass ein aufwendiges Haftvermittlersystem eingesetzt wird. Dieses bewirkt eine höhere Biegebeständigkeit und somit eine verminderte Ermüdungsbeständigkeit des Festigkeitsträgers.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen kostengünstigen Fahrzeugluftreifen mit einer Gürtelbandage bereitzustellen, welcher schnellauffest und dauerhaltbar ist, jedoch nicht zum Flatspotting neigt.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Festigkeitsträger der Gürtelbandage thermisch schrumpffähiges Rayon oder Lyocell aufweisen, welches bei einer Vulkanisationstemperatur des grünen Fahrzeugluftreifens von etwa 180°C einem Heiß-Schrumpf von wenigstens 0,5% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex unterliegt, so dass die Gürtelkanten des Fahrzeugluftreifens durch diesen Schrumpf der Festigkeitsträger der Gürtelbandage dauerhaft niederhaltbar sind.
Erfindungswesentlich ist, dass der Festigkeitsträger Zellulose wie Rayon oder Lyocell als Material aufweist und dass diese Zellulose während der Vulkanisation des grünen Reifenrohlings bei einer Temperatur von etwa 180°C einen Heiß-Schrumpf größer als 0,5% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex aufweist. Nach der Vulkanisation sind Rayon oder Lyocell dimensionsstabil. Hierdurch wird der Gürtel vorteilhaft niedergedrückt, es ist eine hohe Umfangssteifigkeit des Fahrzeugluftreifens und somit eine Schnellauffähigkeit und Dauerhaltbarkeit erreicht. Rayon neigt nicht zum Flatspotting. Zudem weist Rayon aufgrund seiner chemischen Struktur eine vorteilhafte, robuste Gummihaftung auf.
In einer Ausführungsform ist der Festigkeitsträger ein Kord aus wenigstens zwei miteinander verdrehten Garnen, wobei alle Garne aus heiß-schrumpffähigem Rayon oder Lyocell bestehen. Die Schrumpfkraft ist hoch, so dass der Gürtel durch die Gürtelbandage besonders gut niederdrückbar ist.
In einer anderen Ausführungsform ist der Festigkeitsträger ein Hybridkord, wobei ein Garn aus heiß-schrumpffähigen Rayon oder Lyocell und das andere Garn ein textiles Garn aus einem nicht heiß-schrumpffähigen Werkstoff wie beispielsweise Aramid besteht. Hierdurch ist das Reifenwachstum im Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Reifens besonders gut verhindert, da Aramid einen höheren Modul als Rayon oder Lyocell aufweist.
Zweckmäßigerweise weisen die Garne des Festigkeitsträgers eine Feinheit von 500–10000 dtex, vorzugsweise von 1000 bis 3000 dtex auf.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der thermisch schrumpffähiges Rayon aufweisende Festigkeitsträger während der Vulkanisation des grünen Fahrzeugluftreifens bei einer Temperatur von etwa 180°C einem Heiß-Schrumpf von 1,0% bis 3,5%, vorteilhafterweise von 2,0% bis 3,5%, besonders vorteilhaft von 3,0% bis 3,5% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex unterliegt. In dem Bereich von 3,0% bis 3,5% sind die Gürtelkanten besonders vorteilhaft niedergedrückt und eine besonders vorteilhafte Umfangssteifigkeit des Fahrzeugluftreifens erreicht.
Die nachfolgende Tabelle gibt Werte in % für maximal erreichbaren Schrumpf von Rayon-Festigkeitsträgern der Konstruktion 1840 × 2 bei einer Temperatur von 100°C und von 180°C wieder. Tabelle

Maximaler Thermoschrumpf [%] T [C°]

2,0 100

3,6 180
Weitere Merkmale der Erfindung werden im Zusammenhang mit den nachfolgenden Beispielen von Kord-Konstruktion, eingesetzt in der Gürtelbandage von PKW-Fahrzeugluftreifen näher erläutert:
Kord 1: 1840 × 2 dtex Rayon, 400/400 T/m Z/S, 3,0% Schrumpf
Der Kord besteht aus zwei Rayon-Garnen mit einer Feinheit von je 1840 dtex, das erste Garn Z-gedreht mit 400 T/m Erstverdrehung und das zweite Garn mit 400 T/m Erstverdrehung, welche mit einer Endverdrehung von 400 T/m zu einem Cord (Rayon 1840 × 2 400/400 T/m Z/S) endverdreht sind. Der Kord unterliegt bei einer Vulkanisationstemperatur des grünen Fahrzeugluftreifens von etwa 180°C einem Heiß-Schrumpf von 3,0% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex.
Kord 2: 1220 dtex Rayon + 1100 dtex Aramid
Der Kord ist ein Hybridcord und besteht aus einem Rayon-Garn mit einer Feinheit von 1220 dtex, Z-gedreht mit 400 T/m Erstverdrehung und einem Garn aus Aramid mit einer Feinheit von 1100 dtex, Z-gedreht mit 400 T/m Erstverdrehung, welche mit einer Endverdrehung von 400 T/m zu einem Hybridcord (1220 dtex Rayon + 1100 dtex Aramid) S-endverdreht sind. Der Hybridkord unterliegt bei einer Vulkanisationstemperatur des grünen Fahrzeugluftreifens von etwa 180°C einem Heiß-Schrumpf von 3,5% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex.
Die Garne können S- und der Cord Z-gedreht sein. Es können aber auch die Garne Z- und der Cord S-gedreht sein.
Das Rayon-Garn weist aufgrund seiner chemischen Struktur eine vorteilhafte, robuste Gummihaftung auf.

Claims

Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtel und einer radial oberhalb des Gürtels angeordneten Gürtelbandage, deren Festigkeitsträger über den Reifenumfang umlaufend, in etwa in Umfangsrichtung orientiert angeordnet sind und zumindest die Kanten des Gürtels abdecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeitsträger der Gürtelbandage thermisch schrumpffähige Rayon oder Lyocell aufweisen, welches bei einer Vulkanisationstemperatur des grünen Fahrzeugluftreifens von etwa 180°C einem Heiß-Schrumpf von wenigstens 0,5% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex unterliegen, so dass die Gürtelkanten des Fahrzeugluftreifens durch diesen Schrumpf der Festigkeitsträger der Gürtelbandage dauerhaft niederhaltbar sind.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Festigkeitsträger ein Kord aus wenigstens zwei miteinander verdrehten Garnen ist, wobei alle Garne aus heiß-schrumpffähigem Rayon oder Lyocell bestehen.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Festigkeitsträger ein Hybridkord ist, wobei ein Garn aus heiß-schrumpffähigen Rayon oder Lyocell und das andere Garn ein textiles Garn aus einem nicht heiß-schrumpffähigen Werkstoff wie beispielsweise Aramid, nicht heiß-schrumpffähiges Rayon besteht.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn des Festigkeitsträgers eine Feinheit von 500–10000 dtex, vorzugsweise von 1000–30003 dtex aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch schrumpffähiges Rayon aufweisende Festigkeitsträger, während der Vulkanisation des grünen Fahrzeugluftreifens bei einer Temperatur von etwa 180°C einem Heiß-Schrumpf von 1,0% bis 3,5%, vorteilhafterweise von 2,0% bis 3,5%, besonders vorteilhaft von 3,0% bis 3,5% bei einer Vorspannung von 0,01 cN/dtex unterliegt.