DE102012100033A1

DE102012100033A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102012100033A1
Application number: DE201210100033
Authority: DE
Inventors: Jörn Krüger; Carole Justine
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2012-01-03
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2013-07-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen radialer Bauart mit einem Laufstreifen, einer Radialkarkasse, einem Gürtelverband mit mindestens zwei Gürtellagen und mit zumindest einer Gürtelbandagenlage, die radial außerhalb des Gürtels angeordnet ist und durch ein kontinuierliches und spiralförmiges Wickeln eines gummierten, gedippten Kordes in der Umfangsrichtung des Reifens gebildet ist, wobei der Kord aus textilen oder nicht-metallischen Fasern basierend auf Cellulose besteht. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der gedippte Kord in dem unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von 5% bis 15% aufweist, dass der gedippte Kord nach der Vulkanisation des Reifenrohlings einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser < 4% aufweist und dass der gedippte Kord nach der Vulkanisation einen Schrumpf von 1% bis 7% aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen radialer Bauart mit einem Laufstreifen, einer Radialkarkasse, einem Gürtelverband mit mindestens zwei Gürtellagen und mit zumindest einer Gürtelbandagenlage, die radial außerhalb des Gürtels angeordnet ist und durch ein kontinuierliches und spiralförmiges Wickeln eines gummierten, gedippten Kordes in der Umfangsrichtung des Reifens gebildet ist, wobei der Kord aus textilen oder nicht-metallischen Fasern basierend auf Cellulose besteht.
Unter den Ausdruck „textile oder nicht-metallische Fasern basierend auf Cellulose“ fallen beispielsweise Fasern aus Rayon oder Lyocell.
Es ist Stand der Technik bei Radialgürtelreifen, das Gürtelpaket, welches üblicherweise aus 2 bis 3 Lagen von gummierten Korden, insbesondere Stahlkorden besteht, zur Verbesserung der Schnelllauffestigkeit und der Dauerhaltbarkeit mit einer Gürtelbandage abzudecken.
Der Ausdruck „gedippter Kord“ meint einen Kord, welcher mit einem RFL-dip oder einem alternativen dip behandelt ist. „RFL“ steht für Resorcin-Formaldehyd-Lösung.
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 Korden, die in Gummi eingebettet sind.
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 4 % im Vergleich zum unvulkanisierten Rohling, der auf einer flachen, zylindrischen Trommel gewickelt wird.
Die Korde der Gürtelbandage sollen bei der Reifenherstellung eine ausreichende Erhebung während der Bombage und in der Vulkanisationsform zulassen, damit der Reifen präzise ausgeformt werden kann. Zudem sollen die Korde nach der Fertigstellung des Reifens im Fahrbetrieb eine gute Hochgeschwindigkeitstauglichkeit (Schnelllauffestigkeit) gewährleisten. Um 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 Schnelllauffestigkeit und Dauerhaltbarkeit niederhalten.
Ein Fahrzeugluftreifen gemäß dem Oberbegriff mit Korden aus Rayon als Festigkeitsträger der Gürtelbandagenlage ist dem Fachmann hinreichend bekannt. Die Rayon-Korde weisen im unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von maximal 3% auf. Die bisher eingesetzten Rayon-Korde haben den Nachteil, dass sie bei der Reifenherstellung und während der Bombage in der Vulkanisationsform aufgrund des fehlenden Schrumpfes keine ausreichende Erhebung ohne Anpassung des Bauprozesses zulassen. Zudem weist der betreffende Reifen nachteilige Schnelllaufeigenschaften auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen mit einem kostengünstigen, auf Cellulose basierenden Kord für die Bandagenlage(n) zur Verfügung zu stellen, welcher selbst bei etwaiger einlagiger Ausführung der Bandage sicherstellt, dass der Reifen eine gute Hochgeschwindigkeitshaltbarkeit und eine hohe Dauerhaltbarkeit aufweist.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der gedippte Kord, welcher auf dem Material Cellulose basiert, in dem unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von 5% bis 15% aufweist, dass der gedippte Kord nach der Vulkanisation des Reifenrohlings einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser < 4% aufweist und dass der gedippte Kord nach der Vulkanisation einen Schrumpf von 1% bis 7% aufweist.
Es ist ein Fahrzeugluftreifen mit einem auf dem Material Cellulose basierender Kord als Festigkeitsträger der Bandagenlage geschaffen, der im unvulkanisierten Reifenrohling aufgrund seines Feuchtigkeitsgehaltes von 5% bis 15% eine ausreichende Erhebung während der Bombage und der Vulkanisation erlaubt, also niedrig-modulig ist, aber nach der Vulkanisation aufgrund des durch die Vulkanisation verringerten Feuchtigkeitsgehaltes von unter 4% und durch nach der Vulkanisation erhaltenen Schrumpf von 1% bis 7% hochmodulig ist.
Der Schrumpf wird nach ASTM D 885 gemessen.
Somit ist ein auf Cellulose basierender Kord geschaffen, der nur aus einem einzigen Material besteht, der aber vor der Vulkanisation und nach der Vulkanisation „sprunghaft“ und extrem unterschiedliche Modul-Eigenschaften aufweist und somit in Bezug auf seine Eigenschaften einem Hybridkord ähnlich ist. Der auf Cellulose basierende Kord des Reifenrohlings weist einen für den Reifenaufbauprozeß günstigen niedrigen Modul auf, während der Kord nach der Vulkanisation einen für den Service günstigen hohen Modul aufweist. Die Hochgeschwindigkeitseigenschaften des Reifens sind hierdurch zusätzlich verbessert. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass dieser Rayon-Kord in Bezug auf in den Reifen eindringende Nässe bei Schnittverletzungen desselben unempfindlicher ist. Zudem ist der Einsatz von cellulosebasierten Festigkeitsträgern umweltfreundlich.
Beispielsweise ist ein ofentrockener Rayon-Kord der Konstruktion 1840 × 2,420/420 tpm unter einer Kraft von 20N und bei 180° weniger als 1,5% dehnbar, während ein Rayon-Kord der gleichen Konstruktion mit einem Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von etwa 7% unter gleichen Bedingungen mehr als 5% dehnbar ist. Diese vorgenannten Bedingungen treten während der Herstellung des Reifens auf.
Vorteilhaft ist es, wenn der gedippte Rayon-Kord in dem unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von 8% bis 10% aufweist.
Zweckmäßig ist es, wenn der Kord aus 1 bis 10 Garnen besteht.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Garn des Kordes eine Feinheit von < 3500 dtex aufweist. Die Garne eines Kordes können gleiche oder unterschiedliche Feinheiten aufweisen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Garn einen Twist von 80 bis 600 tpm aufweist. „tpm“ steht für „twists per meter“. Die Garne eines Kordes können den gleichen oder einen unterschiedlichen Twist aufweisen. Dabei ist beispielsweise jedes Garn eines Kordes in der gleichen Richtung verdreht, während der Kord in der entgegengesetzten Richtung verdreht ist.
In einer bestimmten Ausführung weist der Rayon-Kord die Konstruktion 1840 × 2 und einen Kordtwist zwischen 100 tpm und 500 tpm, bevorzugt zwischen 200 tpm und 400 tpm, besonders bevorzugt zwischen 250 tpm und 350 tpm auf.
In einer anderen Ausführung weist der Rayon-Kord die Konstruktion 1220 × 2 und einen Kordtwist zwischen 125 tpm und 600 tpm, bevorzugt zwischen 250 tpm und 500 tpm, besonders bevorzugt zwischen 300 tpm und 400 tpm auf.
Die beiden vorgenannten Korde weisen zudem den Vorteil auf, dass diese ermüdungsbeständig sind und einen hohen Modul aufweisen.
Das nachfolgend abgebildete Kraft-Dehnungsdiagramm zeigt das qualitative Dehnungsverhalten unter Kraftbeaufschlagung von zwei unterschiedlichen Rayon-Korden anhand von Graphen. Diagramm
Der mit der durchgezogenen Linie dargestellte Graph (oven-dry rayon cord) zeigt das Kraft-Dehnungsverhalten eines ofentrockenen Rayon-Kordes, welcher aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der ofentrockene Rayon-Kord weist als gedippter Kord in dem unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von unter 4% auf. Der mit der gepunkteten Linie dargestellte Graph (moisturised rayon cord) zeigt das Kraft-Dehnungsverhalten eines erfindungsgemäßen Rayon-Kordes, welcher als gedippter Kord in dem unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von 5% bis 15% aufweist, welcher als gedippter Kord nach der Vulkanisation des Reifenrohlings einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser < 3% aufweist und welcher als gedippter Kord einen Schrumpflevel von 1% bis 7% aufweist. Beide Rayon-Korde weisen die gleiche Kordkonstruktion auf.
Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass der erfindungsgemäße Rayon-Kord (moisturised rayon cord) während der Reifenherstellung und Vulkanisation einen erwünscht in etwa gleichbleibenden niedrigen Modul aufweist, welcher „sprunghaft“ nach der Vulkanisation durch den Schrumpf von 1% bis 7% im betriebsbereiten Zustand des Reifens (Tire in service) vorteilhaft ansteigt. Der Rayon-Kord des Standes der Technik (oven-dry rayon cord) weist im Vergleich zum erfindungsgemäßen Rayon-Kord schon während der Reifenherstellung und Vulkanisation einen unerwünscht hohen Modul auf, wodurch auf herkömmlichen Reifenaufbaumaschinen keine ausreichende Erhebung des Reifenrohlings möglich ist.

Claims

Fahrzeugluftreifen radialer Bauart mit einem Laufstreifen, einer Radialkarkasse, einem Gürtelverband mit mindestens zwei Gürtellagen und mit zumindest einer Gürtelbandagenlage, die radial außerhalb des Gürtels angeordnet ist und durch ein kontinuierliches und spiralförmiges Wickeln eines gummierten, gedippten Kordes in der Umfangsrichtung des Reifens gebildet ist, wobei der Kord aus textilen oder nicht-metallischen Fasern basierend auf Cellulose besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der gedippte Kord in dem unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von 5% bis 15% aufweist, dass der gedippte Kord nach der Vulkanisation des Reifenrohlings einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser < 4% aufweist und dass der gedippte Kord nach der Vulkanisation einen Schrumpf von 1% bis 7% aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gedippte Kord in dem unvulkanisierten Reifenrohling einen Feuchtigkeitsgehalt an Wasser von 8% bis 10% aufweist
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kord aus 1 bis 10 Garnen besteht.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn eine Feinheit von < 3500 dtex aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn einen Twist von 80 bis 600 tpm aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kord die Konstruktion 1840 × 2 und einen Kordtwist zwischen 100 tpm und 500 tpm, bevorzugt zwischen 200 tpm und 400 tpm, besonders bevorzugt zwischen 250 tpm und 350 tpm aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kord die Konstruktion 1220 × 2 und einen Kordtwist zwischen 125 tpm und 600 tpm, bevorzugt zwischen 250 tpm und 500 tpm, besonders bevorzugt zwischen 300 tpm und 400 tpm aufweist.