DE102011001877A1 - Pneumatic tire of vehicle, has base that is provided with primary layer portion that is made of low rolling resistance rubber composition and secondary layer portion that is made of electrically conductive rubber composition - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtel und einem Laufstreifen, welcher aus einer radial inneren, den Gürtel abdeckenden ersten Kautschuklage (Base) und einer radial äußeren, die Straßenkontaktfläche bildenden zweiten Kautschuklage (Cap) besteht, wobei die erste Kautschuklage (Base) eine elektrisch leitfähige Kautschukmischung aufweist, aus welcher auch ein elektrisch leitfähiger Kautschukkeil gebildet ist, welcher die zweite Kautschuklage (Cap) in etwa in radialer Richtung vollständig durchdringt. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung dieses Laufstreifens.The invention relates to a pneumatic vehicle tire with a belt and a tread, which consists of a radially inner, the belt covering the first rubber layer (base) and a radially outer, the road contact surface forming second rubber layer (cap), wherein the first rubber layer (base) an electrically having conductive rubber compound, from which also an electrically conductive rubber wedge is formed, which completely penetrates the second rubber layer (Cap) in approximately the radial direction. The invention also relates to a method for producing this tread.
Derartige Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtel und einem Laufstreifen aus einer radial inneren, den Gürtel abdeckenden ersten Kautschuklage (Base) und einer radial äußeren, die Straßenkontaktfläche bildenden zweiten Kautschuklage (Cap) sind weit verbreitet. Die Straßenkontraktfläche bildende zweite Kautschuklage (Cap) weist üblicherweise für gute Fahreigenschaften einen hohen Silicagehalt auf und ist unzureichend elektrisch leitfähig, während die erste Kautschuklage (Base) üblicherweise rußbasiert ist und eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist. Um die elektrostatische Aufladung des Reifens über den Laufstreifen unabhängig von der Kautschukmischung der Cap abführen zu können, wird ein elektrisch leitfähiger Kautschukkeil, welcher aus dem Kautschukmaterial der Base besteht und mit dieser in Verbindung steht, innerhalb der Bodenaufstandsfläche des Laufstreifens angeordnet. Dieser Kautschukkeil durchdringt die zweite Kautschuklage (Cap) vollständig in etwa in radialer Richtung und steht mit der Fahrbahnoberfläche in Kontakt.Such pneumatic vehicle tires with a belt and a tread of a radially inner, the belt covering the first rubber layer (base) and a radially outer, the road contact surface forming second rubber layer (Cap) are widely used. The second rubber layer (cap) forming the road contract surface usually has a high silica content for good drivability and is insufficiently electrically conductive, while the first rubber layer (base) is usually soot-based and has sufficient electrical conductivity. In order to be able to discharge the electrostatic charge of the tire over the tread irrespective of the rubber mixture of the cap, an electrically conductive rubber wedge, which consists of the rubber material of the base and is in communication with it, is arranged within the ground contact surface of the tread. This rubber wedge completely penetrates the second rubber layer (cap) approximately in the radial direction and is in contact with the road surface.
Die Reifenentwicklung ist bestrebt, den Fahrzeugluftreifen rollwiderstandsärmer zu gestalten. Es ist bekannt, dass ein Fahrzeugluftreifen durch den Einsatz von rußbasierten, elektrisch leitfähigen Kautschukmischungen einen höheren Rollwiderstand aufweist. Dennoch ist eine rußbasierte Kautschukmischung für die Base notwendig, um die elektrische Aufladung von einem entsprechend ausgelegten Gürtel bzw. Seitenwand zu leiten und über den Kautschukkeil durch den Laufstreifen hindurch abzuleiten.Tire development aims to make the vehicle pneumatic tire less drag resistant. It is known that a pneumatic vehicle tire has a higher rolling resistance through the use of soot-based, electrically conductive rubber compounds. Nevertheless, a carbon black-based rubber compound is necessary to direct the electrical charge from a suitably designed belt or sidewall and drain it through the rubber wedge through the tread.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bezüglich des Laufstreifens rollwiderstandsoptimierten Fahrzeugluftreifen und ein Verfahren zur Herstellung dieses Laufstreifens bereitzustellen.The invention has for its object to provide a relative to the tread rolling resistance optimized vehicle pneumatic tires and a method for producing this tread.
Gelöst wird die Aufgabe in Bezug auf den Fahrzeugluftreifen, indem die erste Kautschuklage (Base) wenigstens 2-geteilt ausgebildet ist, so dass diese wenigstens aus einem ersten Lagenteil aus einer rollwiderstandsoptimierten Kautschukmischung und aus einem zweiten Lagenteil aus der elektrisch leitfähigen Kautschukmischung besteht.The object is achieved in relation to the pneumatic vehicle tire by the first rubber layer (base) is at least 2-divided, so that it consists of at least a first layer part of a rolling resistance optimized rubber compound and a second layer part of the electrically conductive rubber mixture.
Erfindungsgemäß ist die erste Kautschuklage (Base) zur Verbesserung des Rollwiderstandes des Fahrzeugluftreifens wenigstens 2-teilig ausgeführt, besteht also aus wenigstens zwei Lagenteilen, wovon ein Lagenteil aus einer rollwiderstandsoptimierten Kautschukmischung ist. Zur notwendigen Ableitung der elektrischen Ladung ist das andere Lagenteil ausreichend elektrisch leitfähig und besteht vorzugsweise aus einer rußbasierten Kautschukmischung. Der Kautschukkeil entspringt aus dem Lagenteil der rußbasierten Kautschukmischung und durchdringt in etwa in radialer Richtung die Cap vollständig und hat Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche. Somit ist einerseits der Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens verbessert, während dennoch die Ableitung der elektrischen Ladung zuverlässig gewährleistet ist.According to the invention, the first rubber layer (base) is designed to improve the rolling resistance of the pneumatic vehicle tire at least in two parts, that is to say comprises at least two parts of a layer of which a rolling resistance-optimized rubber mixture is part. For the necessary dissipation of the electrical charge, the other layer part is sufficiently electrically conductive and preferably consists of a soot-based rubber mixture. The rubber wedge originates from the layer part of the soot-based rubber mixture and penetrates the cap completely in approximately the radial direction and has contact with the road surface. Thus, on the one hand the rolling resistance of the pneumatic vehicle tire is improved, while still reliably ensuring the dissipation of the electric charge.
Zweckmäßig ist es, wenn der Kautschukkeil im unvulkanisierten Reifenrohling die zweite Kautschuklage (Cap) noch nicht durchdringt, sondern wenn der Kautschukkeil erst im vulkanisierten Zustand die zweite Kautschuklage (Cap) in etwa in radialer Richtung vollständig durchdringt.It is expedient if the rubber wedge in the unvulcanized green tire does not yet penetrate the second rubber layer (cap), but if the rubber wedge completely penetrates the second rubber layer (cap) approximately in the radial direction only in the vulcanized state.
Vorteilhaft ist es, wenn die erste Kautschuklage (Base) 2-geteilt ausgebildet ist, wobei das zweite Lagenteil, welches aus der elektrisch leitfähigen Kautschukmischung besteht, eine Breite von 20–40% der axialen Breite der ersten Kautschuklage (Base) einnimmt. Dabei ergibt sich der kleinere Wert, wenn sich das zweite Lagenteil in der rechten oder linken Querschnittshälfte des Laufstreifens von dem Schulterbereich bis zwischen zwei umlaufenden Profilrillen erstreckt und der Maximalwert ergibt sich, wenn sich das Lagenteil vom Schulterbereich bis vor die äußerste Umfangsrille des Reifens, aber noch in jedem Falle innerhalb der Bodenaufstandsbreite erstreckt. Das zweite Lagenteil ist – im Reifenquerschnitt betrachtet – jeweils axial außen angeordnet. Wesentlich ist, dass der elektrisch leitfähige Kautschukkeil innerhalb der Bodenaufstandsfläche des Fahrzeugluftreifens innerhalb eines Profilelementes ausstreicht, um in Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche gelangen zu können.It is advantageous if the first rubber layer (base) is formed 2-divided, wherein the second layer part, which consists of the electrically conductive rubber mixture, occupies a width of 20-40% of the axial width of the first rubber layer (base). In this case, the smaller value results when the second layer part in the right or left half of the tread cross section extends from the shoulder region to between two circumferential tread grooves and the maximum value results when the layer part from the shoulder region to the outermost circumferential groove of the tire, but still extends within the ground contact width in any case. The second layer part is - viewed in the tire cross section - each arranged axially outside. It is essential that the electrically conductive rubber wedge spreads out within the ground contact surface of the pneumatic vehicle tire within a profile element in order to be able to come into contact with the road surface.
Was das Verfahren betrifft wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem man die erste Kautschuklage (Base) wenigstens 2-geteilt ausbildet, indem man das erste Lagenteil aus der rollwiderstandsoptimierten Kautschukmischung und indem man das zweite Lagenteil aus der elektrisch leitfähigen Kautschukmischung auf den Gürtel auflegt, indem man innerhalb des zweiten Lagenteils eine Materialanhäufung dort vorsieht, wo der elektrisch leitfähige Kautschukkeil ausgebildet werden soll und indem man anschließend die zweite Kautschuklage (Cap) aufbringt, wobei man die zweite Kautschuklage (Cap) profiliert ausführt, derart, dass die Dicke der zweiten Kautschuklage (Cap) radial oberhalb der Materialanhäufung soweit verringert ist, dass während des Heiz-Pressvorganges des Reifenrohlings die Materialanhäufung die zweite Kautschuklage (Cap) vollständig durchstößt und den Kautschukkeil bildet.As far as the method is concerned, the object is achieved by forming the first rubber layer (base) at least 2-divided by placing the first layer part of the rolling resistance-optimized rubber mixture and by laying the second layer part of the electrically conductive rubber mixture on the belt by an accumulation of material is provided within the second layer part where the electrically conductive rubber wedge is to be formed and then the second rubber layer (cap) is applied, whereby the second rubber layer (cap) is applied profiled performs such that the thickness of the second rubber layer (Cap) is reduced radially above the accumulation of material so that during the heating-pressing process of the green tire, the accumulation of material completely pierces the second rubber layer (Cap) and forms the rubber wedge.
Somit ist ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines Laufstreifens eines rollwiderstandsoptimierten Fahrzeugluftreifens zur Verfügung gestellt.Thus, a simple method of manufacturing a tread of a rolling resistance-optimized pneumatic vehicle tire is provided.
Erfindungswesentlich ist, dass der Kautschukkeil, welcher bei der Herstellung des Reifens als Materialanhäufung des zweiten Lagenteils der der erste Kautschuklage (Base) ausgebildet ist, noch nicht die zweite Kautschuklage (Cap) durchdringt. Erst während der Vulkanisation des Reifenrohlings, welche auch als Heiz-Pressvorgang bezeichnet wird, durchdringt die Materialanhäufung unter Veränderung ihres geometrischen Profils vollständig die zweite Kautschuklage (Cap), so dass nach abgeschlossener Vulkanisation der vorgenannte Fahrzeugluftreifen vorliegt, welcher einen Laufstreifen mit dem vorbeschriebenen, die zweite Kautschuklage (Cap) vollständig durchdringenden, elektrisch leitfähigen Kautschukkeils aufweist.It is essential to the invention that the rubber wedge, which is formed in the production of the tire as a material accumulation of the second layer part of the first rubber layer (base), does not yet penetrate the second rubber layer (cap). Only during the vulcanization of the green tire, which is also referred to as Heiz-pressing process, the accumulation of material completely permeates the second rubber layer (Cap) with a change in its geometric profile, so that after completion of vulcanization of the aforementioned pneumatic vehicle tire is present, which is a tread with the above, the second rubber layer (Cap) has completely penetrating, electrically conductive rubber wedge.
Während der Vulkanisation wird der sog. „grüne”, aus Kautschuklagen bestehende Reifenrohling unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen durch Vernetzungsreaktionen aus dem plastischen in seinen gummielastischen Zustand überführt. Zudem wird dem Reifen während der Vulkanisation durch die Gestaltung der Formsegmente der Vulkanisierform seine äußere Gestaltung, so auch sein Laufstreifenprofil, eingepresst. Insbesondere durch den Druck, welcher während des Einformvorganges des unvulkanisierten, sich noch plastisch verhaltenen Reifenrohlings in die Vulkanisierform auf den Laufstreifen ausgeübt wird, ermöglicht das Durchdringen des Kautschukkeils durch die zweite Kautschuklage des Laufstreifens.During vulcanization, the so-called "green" tire blank made of rubber layers is converted from its plastic state into its rubber-elastic state by crosslinking reactions under certain temperature and pressure conditions. In addition, the tire is pressed during vulcanization by the design of the mold segments of Vulkanisierform its outer design, as well as its tread profile. In particular, the pressure which is exerted on the tread during the molding process of the unvulcanized, still plastically behaved green tire in the vulcanizing mold, allows the passage of the rubber wedge through the second rubber layer of the tread.
Vorteilhaft ist es, wenn man die Materialanhäufung vorvernetzt. Durch dieses Verfahren behält der Gummi weitgehend seine Plastizität, bekommt aber eine höhere Festigkeit und somit eine bessere Formstabilität, wodurch ein Flachdrücken der Materialanhäufung während des Bauprozesses weitgehend verhindert wird.It is advantageous if the material accumulation is precrosslinked. By this method, the rubber largely retains its plasticity, but gets a higher strength and thus a better dimensional stability, whereby a flattening of the accumulation of material is largely prevented during the construction process.
Zweckmäßig ist es, wenn man zuerst das erste Lagenteil, welches aus einer rollwiderstandsoptimierten Kautschukmischung besteht, auf den Gürtel auflegt, wenn man anschließend das zweite Lagenteil, welches aus der elektrisch leitfähigen Kautschukmischung besteht, auf den Gürtel auflegt und wenn man zur Erzeugung der Materialanhäufung das zweite Lagenteil überlappend auf das erste Lagenteil ablegt. Diese Vorgehensweise ist fertigungstechnisch vorteilhaft hinsichtlich der Anlagetoleranzen.It is useful if you first the first layer part, which consists of a rolling resistance optimized rubber mixture, hangs on the belt, if you then the second layer part, which consists of the electrically conductive rubber mixture, hangs on the belt and if you to produce the accumulation of material second layer part overlapping deposits on the first layer part. This procedure is advantageous in terms of manufacturing tolerances with regard to system tolerances.
Vorteilhaft ist es, wenn man das erste Lagenteil und das zweite Lagenteil auf den Gürtel aufspult. Durch das Spulen kann die Materialanhäufung einfach und gezielt aufgebracht werden.It is advantageous if one winds the first layer part and the second layer part on the belt. Due to the coils, the accumulation of material can be easily and selectively applied.
Alternativ kann man das erste Lagenteil, das zweite Lagenteil und die zweite Kautschuklage (Cap) profiliert extrudieren und radial oberhalb des Gürtels auflegen.Alternatively, it is possible to extrude the first layer part, the second layer part and the second rubber layer (cap) profiled and place it radially above the belt.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, dass man das erste, rollwiderstandsarme Lagenteil unterhalb des Überlappungsbereiches mit dem zweiten, elektrisch leitfähigen Lagenteil verdünnt axial weiterreicht und dass man das überlappende Lagenteil im Überlappungsbereich entsprechend der Dicke des ersten Lagenteil dünner ausführt.A further advantageous possibility is that the first, low rolling resistance layer portion below the overlap region with the second, electrically conductive layer part thinned axially passes and that makes the overlapping layer portion in the overlapping region according to the thickness of the first layer part thinner.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt die:Further features, advantages and details of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawings, which illustrate schematic embodiments. It shows:
In
Der Laufstreifen
Die
man bildet die erste Kautschuklage (Base) (
you form the first rubber layer (base) (
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Laufstreifentread
- 22
- Gürtelbelt
- 33
- Karkassecarcass
- 44
- Basebase
- 55
- CapCap
- 66
- Elektrisch leitfähiger Kautschukkeil/ProfilstreifenElectrically conductive rubber wedge / profile strip
- 77
- Erstes Lagenteil (rollwiderstandsoptimiert)First layer part (optimized for rolling resistance)
- 88th
- Zweites Lagenteil (elektrisch leitfähig)Second layer part (electrically conductive)
- 99
- Axiale Breite der BaseAxial width of the base
- 1010
- Axiale Breite des zweiten LagenteilsAxial width of the second layer part
- 2222
- Wulstbereichbead
- 2323
- Wulstkernbead
- 2424
- SeitenwandgummimaterialSidewall rubber material
- 2525
- Schulterstreifenshoulder stripes
- 2626
- HornprofilHorn profile
- RR
- Radiale RichtungRadial direction
- AA
- Axiale RichtungAxial direction
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
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