DE102014207771A1 - Pneumatic vehicle tire with squeegee position - Google Patents
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Abstract
Fahrzeugluftreifen in radialer Bauart mit einer der Reifeninnenseite zugewandten Innenschicht (4), einer Karkasse (3) und einer zwischen der Karkasse (3) und der Innenschicht (4) eingebrachten Squeegeelage (10), welche über den Umfang des Reifens geschlossen ist. Es ist Aufgabe der Erfindung einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere einen PKW-Reifen, mit verbesserter Dauerhaltbarkeit zur Verfügung zu stellen. Die Aufgabe wird gelöst, indem die Squeegeelage (10) zwei Schichten (10a, 10b) aufweist, die sich in ihrer Gummimischung unterscheiden, wobei die innere Schicht (10a) der Innenschicht (4) und die äußere Schicht (10b) der Karkasse (3) zugewandt ist, indem die Gummimischung der inneren Schicht (10a) eine größere Zyklenzahl bis zur Rissinitiierung und/oder eine größere Zyklenzahl bis zur Risspropagation, eine höhere Rückprallelastizität sowie eine geringere Härte (Shore A) aufweist als die Gummimischung der äußeren Schicht (10b) und indem die Gummimischung der äußeren Schicht (10b) einen höheren Elastizitätsmodul aufweist als die Gummimischung der inneren Schicht (10a).A pneumatic vehicle tire of radial type having an inner layer (4) facing the tire inner side, a carcass (3) and a squeegee layer (10) inserted between the carcass (3) and the inner layer (4), which is closed over the circumference of the tire. It is an object of the invention to provide a pneumatic vehicle tire, in particular a car tire, with improved durability. The object is achieved in that the squeegee layer (10) has two layers (10a, 10b) which differ in their rubber compound, the inner layer (10a) of the inner layer (4) and the outer layer (10b) of the carcass (3 in that the rubber compound of the inner layer (10a) has a larger number of cycles up to crack initiation and / or a larger number of cycles up to crack propagation, a higher resilience and a lower hardness (Shore A) than the rubber compound of the outer layer (10b) and in that the rubber compound of the outer layer (10b) has a higher modulus of elasticity than the rubber compound of the inner layer (10a).
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen in radialer Bauart, insbesondere einen Fahrzeugluftreifen für Personenkraftwagen (PKW), mit einem Laufstreifen, einem Gürtelpaket, Seitenwänden, Wülsten mit Wulstkernen, einer der Reifeninnenseite zugewandten Innenschicht, einer Karkasse mit zumindest einer Karkasslage mit innerhalb der Karkasslage parallel zueinander verlaufenden nicht-metallischen Festigkeitsträgern, und einer zwischen der Karkasse und der Innenschicht eingebrachten Squeegeelage, welche ringkreisförmig über den Umfang des Reifens geschlossen ist. The invention relates to a radial pneumatic vehicle tire, in particular a pneumatic vehicle tire for passenger cars, comprising a tread, a belt package, sidewalls, beads with bead cores, an inner layer facing the inner side of the tire, a carcass having at least one carcass ply with carcass ply running parallel to one another within the carcass ply non-metallic reinforcing members, and a squeegee layer interposed between the carcass and the inner layer which is closed in a circular ring over the circumference of the tire.
Eine Reifenkonstruktion, bei der wenigstens eine zu den notwendigen Reifenbauteilen zusätzliche Squeegelage in Form einer Gummilage zwischen Karkasse und Innenschicht angeordnet ist, ist zur Vermeidung der sogenannten „Linerpenetration“ bekannt. Linerpenetrationen treten während des Reifenherstellungsprozesses bei hohen Karkassausspannungen in der Art auf, dass die Karkassfestigkeitsträger in die Innenschicht (Liner) eindringen und diese schwächen. Die Dauerhaltbarkeit des Reifens ist gemindert. Um diese Linerpenetrationen zu vermeiden, ist es bekannt, einen ausreichend dick ausgelegten Gummistreifen, eine sogenannte Squeegeelage, zwischen Innenschicht und Karkasse anzuordnen. Die Anordnung erfolgt üblicherweise in den Bereichen des Reifens, welche besonders in Bezug auf die Linerpenetration gefährdet sind. A tire construction in which at least one additional squeegee position, which is additional to the necessary tire components, in the form of a rubber layer between carcass and inner layer, is known for avoiding the so-called "liner penetration". Liner penetrations occur during the tire manufacturing process at high carcass creep in such a way that the carcass strength carriers penetrate and weaken the innerliner (liner). The durability of the tire is reduced. In order to avoid these liner penetrations, it is known to arrange a sufficiently thick rubber strip, a so-called squeegee layer, between inner layer and carcass. The arrangement is usually in the areas of the tire which are particularly at risk for liner penetration.
Bei einer Deformation eines Reifens, z.B. bei jeder Umdrehung des Reifens beim Durchlauf durch die Bodenaufstandsfläche, treten hohe mechanische Kräfte auf. In a deformation of a tire, e.g. with each revolution of the tire when passing through the ground contact surface, high mechanical forces occur.
Diese hohe mechanische Belastung durch zyklische Deformation eines Reifens im Betrieb zusammen mit der damit einhergehenden Wärmeentwicklung können, insbesondere bei PKW-Reifen mit höherer Geschwindigkeitsanforderung und einer Flankenhöhe von maximal 115 mm, zu Ermüdungserscheinungen des Reifens führen. Derartige Ermüdungserscheinungen betreffen beispielsweise die üblicherweise weitgehend luftundurchlässig ausgeführte Innenschicht und die der Innenschicht zugewandten Karkasslage und können zu Rissen in den betreffenden Lagen und Schichten sowie zu Risspropagation führen, wodurch die Dauerhaltbarkeit des Reifens beeinträchtigt ist. This high mechanical load due to cyclic deformation of a tire during operation, together with the associated evolution of heat, can lead to fatigue of the tire, in particular in passenger car tires with a higher speed requirement and a maximum flank height of 115 mm. Such fatigue phenomena relate, for example, to the usually largely impermeable inner layer and the inner layer facing carcass ply and can lead to cracks in the relevant layers and layers as well as to crack propagation, as a result of which the fatigue life of the tire is impaired.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere einen Fahrzeugluftreifen für einen PKW, zur Verfügung zu stellen, der sich durch eine verbesserte Dauerhaltbarkeit auszeichnet. It is an object of the invention to provide a pneumatic vehicle tire, in particular a pneumatic vehicle tire for a car, which is distinguished by an improved durability.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Squeegeelage zwei Schichten aufweist, die sich in ihrer Gummimischung unterscheiden, wobei die innere Schicht der Innenschicht und die äußere Schicht der Karkasse zugewandt ist, indem die Gummimischung der inneren Schicht eine größere Zyklenzahl bis zur Rissinitiierung und/oder eine größere Zyklenzahl bis zur Risspropagation aufweist als die Gummimischung der äußeren Schicht, jeweils gemessen nach
Die beiden Schichten der Squeegeelage sind bezüglich unterschiedlicher Eigenschaften optimiert und erfüllen jeweils unterschiedliche Aufgaben. Die Kombination der beiden Schichten ermöglicht einen besonders dauerhaltbaren Fahrzeugluftreifen. The two layers of the squeegee layer are optimized for different properties and fulfill different tasks. The combination of the two layers enables a particularly durable vehicle pneumatic tire.
Die innere Schicht ist daraufhin optimiert, eine höhere Zyklenzahl bis zur Rissinitiierung und/oder eine höhere Zyklenzahl bis zur Risspropagation aufzuweisen als die Gummimischung der äußeren Schicht. Die innere Schicht verzögert somit bei einem Riss der Innenschicht die Ausbreitung des Risses bis zur Karkasse besonders effektiv. Ein Riss der Gummierung der Karkasse oder Karkasslage oder ein Bruch der Karkasse oder Karkasslage wird somit durch die innere Schicht der Squeegelage verhindert bzw. verzögert. Die äußere Schicht erhöht die Steifigkeit des Fahrzeugluftreifens, wodurch die Deformation des Reifens im Betrieb, z.B. bei jeder Umdrehung des Reifens beim Durchlauf durch die Bodenaufstandsfläche, verringert ist. Durch Deformation begünstigte Ermüdungserscheinungen sind vermindert. Zudem vergrößert die äußere Schicht den Abstand zwischen Innenschicht bzw. innerer Schicht und der Karkasse. Eine Risspropagation von der Innenschicht bis zur Karkasse ist somit zusätzlich unterdrückt bzw. verzögert. The inner layer is then optimized to have a higher number of cycles to crack initiation and / or a higher number of cycles to crack propagation than the outer layer rubber compound. The inner layer thus delays the propagation of the crack to the carcass in a crack of the inner layer particularly effective. A crack of the rubber coating of the carcass or carcass ply or a breakage of the carcass or carcass ply is thus prevented or retarded by the inner layer of the squeezed sail. The outer layer increases the stiffness of the pneumatic vehicle tire, whereby the deformation of the tire during operation, e.g. at each revolution of the tire as it passes through the ground contact patch. Deformation-induced signs of fatigue are reduced. In addition, the outer layer increases the distance between the inner layer or inner layer and the carcass. A crack propagation from the inner layer to the carcass is thus additionally suppressed or delayed.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die zumindest zweischichtige Squeegeelage die Karkasse in Relation zur neutralen Linie des Reifens so repositionieren, dass die Kompression des der Squeegeelage benachbarten Bereichs der Karkasslage beim Durchlauf durch die Bodenaufstandsfläche verringert ist, was die Haltbarkeit des Fahrzeugluftreifens weiter erhöht. Die neutrale Linie ist dabei die Linie im Reifen, an der bei Beanspruchung Kompression und Dehnung ineinander übergehen. A further advantage of the invention is that the at least two-layered squeegee layer repositions the carcass in relation to the neutral line of the tire so that the compression of the area of the carcass ply adjacent to the squeegee layer is reduced as it passes through the ground contact patch, further increasing the durability of the pneumatic vehicle tire , The neutral line is the line in the tire at which compression and expansion are merged under load.
Hierdurch ist ein Fahrzeugluftreifen, insbesondere ein Fahrzeugluftreifen für einen PKW, zur Verfügung gestellt, der sich durch eine verbesserte Dauerhaltbarkeit auszeichnet. In this way, a pneumatic vehicle tire, in particular a pneumatic vehicle tire for a car, is provided, which is characterized by an improved durability.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Squeegeelage zumindest über den in radialer Richtung kleineren Bereich von zwei Bereichen erstreckt, wobei der erste der zwei Bereiche von der radialen Höhe X = (F – 17 mm) × 0,6 bis zur Gürtelkante reicht und der zweite der zwei Bereiche von der radialen Höhe X bis zur radialen Höhe Y = (F – 17 mm) × 0,9 reicht, bevorzugt, dass sich die Squeegeelage zumindest von der radialen Höhe X bis zur Gürtelkante erstreckt. F bezeichnet die Flankenhöhe des Fahrzeugluftreifens. Eine solche Ausdehnung der Squeegeelage deckt besonders gut die beanspruchten Bereiche des Fahrzeugluftreifens ab und vermindert oder verhindert dort die Ermüdungserscheinungen durch zyklische Deformation im Betrieb des Fahrzeugluftreifens. Zweckmäßig ist es, wenn sich die Squeegeelage bis axial innerhalb der Gürtelkante erstreckt. Zweckmäßig ist es auch, wenn sich beide Schichten der Squeegeelage zumindest über den kleineren dieser beiden Bereiche erstrecken. Zweckmäßig ist es auch, wenn das radial äußere und/oder innere Ende der Squeegeelage durch die innere Schicht oder die äußere Schicht gebildet sind. In a preferred embodiment, the squeegee layer extends at least over the radially smaller portion of two regions, the first of the two regions extending from the radial height X = (F-17 mm) × 0.6 to the belt edge and the second Of the two ranges from the radial height X to the radial height Y = (F-17 mm) × 0.9, it is preferable that the squeegee layer extends at least from the radial height X to the belt edge. F denotes the flank height of the pneumatic vehicle tire. Such expansion of the squeegee layer covers particularly well the claimed areas of the pneumatic vehicle tire and reduces or prevents there the fatigue by cyclic deformation in the operation of the pneumatic vehicle tire. It is expedient if the squeegee layer extends axially within the belt edge. It is also expedient if both layers of the squeegee layer extend at least over the smaller of these two areas. It is also expedient if the radially outer and / or inner end of the squeegee layer are formed by the inner layer or the outer layer.
Vorteilhaft ist es, wenn die innere Schicht aus einer Gummimischung besteht, die eine um 150 bis 450 mal größere Zyklenzahl bis zur Rissinitiierung und/oder bis zur Risspropagation aufweist als die Gummimischung der äußeren Schicht, jeweils gemessen gemäß
Vorteilhaft ist auch, wenn die Gummimischung der inneren Schicht eine Rückprallelastizität von 46 % bis 52 % aufweist und wenn die Gummimischung der äußeren Schicht eine Rückprallelastizität von 42 % bis 50 % aufweist, jeweils gemessen gemäß
Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Gummimischung der äußeren Schicht einen um 5/4 bis 2 mal höheren Elastizitätsmodul aufweist als die Gummimischung der inneren Schicht, jeweils gemessen gemäß
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Gummimischung der inneren Schicht eine um 9 ShA bis 15 ShA geringere Härte (Shore A) aufweist als die Gummimischung der äußeren Schicht, jeweils gemessen gemäß
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die maximale Dicke der Squeegeelage 1 mm bis 4 mm, bevorzugt 1,4 mm bis 2,2 mm, und / oder beträgt die maximale Dicke der inneren Schicht und / oder die maximale Dicke der äußeren Schicht jeweils 0,4 mm bis 1,5 mm, wobei die Dicke jeweils gemessen ist senkrecht zur inneren Oberfläche der jeweiligen Lage oder Schicht. Eine solche Squeegelage hat sich, insbesondere bei PKW-Reifen mit höheren Geschwindigkeitsanforderungen und/oder einer Flankenhöhe F von maximal 115 mm, als besonders geeignet erwiesen, um die Ermüdungserscheinungen des Reifens einzudämmen und die Dauerhaltbarkeit des Reifens zu erhöhen. Die Maße der Squeegeelage sind von der Reifendimension abhängig zu wählen. In a preferred embodiment, the maximum thickness of the squeegee layer is 1 mm to 4 mm, preferably 1.4 mm to 2.2 mm, and / or the maximum thickness of the inner layer and / or the maximum thickness of the outer layer is 0.4 in each case mm to 1.5 mm, wherein the thickness is measured in each case perpendicular to the inner surface of the respective layer or layer. Such a Squeegelage has been found, especially in passenger car tires with higher speed requirements and / or a flank height F of 115 mm maximum, particularly suitable to curb the fatigue of the tire and to increase the fatigue life of the tire. The dimensions of the squeegee layer are to be selected depending on the tire dimension.
Als vorteilhafte Gummimischung für die äußere Schicht hat sich eine Gummimischung erwiesen, welche typischerweise für die Karkassgummierung verwendet wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gummimischung der äußeren Schicht der der Squeegeelage zugewandten Gummierung der Karkasse entspricht. Hierdurch ist der Unterschied der Materialeigenschaften der angrenzenden Schichten gering, wodurch auch die bei Belastung auftretenden Scherkräfte verringert sind. An advantageous rubber compound for the outer layer has been found to be a rubber compound which is typically used for carcass gumming. It is particularly advantageous if the rubber compound of the outer layer corresponds to the squeegee facing gumming of the carcass. As a result, the difference in the material properties of the adjacent layers is low, whereby the shear forces occurring under load are reduced.
Als vorteilhaft für die Dauerhaltbarkeit hat es sich zudem erwiesen, wenn die Festigkeitsträger der Karkasslage einen Winkel von 80°–92° mit der Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens einschließen. Zweckmäßig ist es, wenn es sich bei den Festigkeitsträgern um Korde handelt, welche zumindest ein Garn aus Rayon und/oder ein Garn aus Polyester aufweisen. Zweckmäßig ist es auch, wenn die Karkasslage die Wulstkerne von radial innen nach radial außen umschlingt und der Hochschlag bis unter die Gürtelkante reicht. Die Karkasse kann auch noch eine oder mehrere weitere Karkasslagen aufweisen, wodurch die laterale Steifigkeit des Fahrzeugluftreifens verbessert ist, wodurch die Dauerhaltbarkeit weiter positiv beeinflusst ist. It has also proven to be advantageous for durability if the reinforcements of the carcass ply enclose an angle of 80 ° -92 ° with the circumferential direction of the pneumatic vehicle tire. It is expedient if the reinforcements are cords which have at least one yarn of rayon and / or a yarn of polyester. It is also expedient if the carcass ply wraps around the bead cores from radially inward to radially outward and the high impact reaches below the belt edge. The carcass may also have one or more additional carcass plies, whereby the lateral stiffness of the pneumatic vehicle tire is improved, whereby the durability is further positively influenced.
Vorteilhaft für die laterale Steifigkeit des Fahrzeugluftreifens ist es auch, wenn der Fahrzeugluftreifen einen Wulstverstärker aufweist. It is also advantageous for the lateral stiffness of the pneumatic vehicle tire if the pneumatic vehicle tire has a bead reinforcement.
Ein vorteilhafter Fahrzeugluftreifen ergibt sich auch, wenn der Wulst ein Wulstkernprofil aufweist und das radial äußere Ende des Wulstkernprofils einen Abstand von 10 mm bis 50 mm zum radial innersten Ende des Wulstkerns aufweist. An advantageous pneumatic vehicle tire also results when the bead has a bead core profile and the radially outer end of the bead core profile has a distance of 10 mm to 50 mm from the radially innermost end of the bead core.
Einen guten Schutz beider Reifenseiten bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz an Squeegeelagenmaterial erreicht man, indem der Fahrzeugluftreifen zwei Squeegeelagen aufweist, welche voneinander axial beabstanded angeordnet sind. A good protection of both tire sides with low material usage of squeegee material is achieved by the vehicle pneumatic tire has two squeegee layers, which are arranged axially spaced apart.
Eine solche Squeegeelage eignet sich hervorragend zur Verbesserung der Dauerhaltbarkeit eines PKW-Reifens. Besonders gut geeignet ist eine solche Squeegeelage zur Verminderung oder Verhinderung von Ermüdungserscheinungen bei PKW-Reifen mit höherer Geschwindigkeitsanforderung. Ein PKW-Reifen mit höherer Geschwindigkeitsanforderung ist für Geschwindigkeiten von größer gleich 270 km/h geeignet. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen PKW-Reifen mit höherer Geschwindigkeitsanforderung, dessen Flankenhöhe F maximal 115 mm, besonders bevorzugt maximal 105 mm, beträgt. Die Flankenhöhe F ist die radiale Höhe des Fahrzeugluftreifens. Zweckmäßig ist es, wenn die Innenschicht des PKW-Reifens weitgehend luftundurchlässig gestaltet ist. Such a squeegee position is ideal for improving the durability of a car tire. Such a squeegee layer is particularly well suited for reducing or preventing fatigue in passenger car tires with a higher speed requirement. A higher-speed passenger car tire is capable of speeds greater than or equal to 270 km / h. This is preferably a passenger car tire with a higher speed requirement, whose flank height F is at most 115 mm, particularly preferably at most 105 mm. The flank height F is the radial height of the pneumatic vehicle tire. It is expedient if the inner layer of the passenger tire is largely made impermeable to air.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt die: Further features, advantages and details of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which is a schematic embodiment. It shows the:
In der
Die beiden Lagen des Gürtels
Im Bereich beider Schultern des Fahrzeugluftreifens ist jeweils eine Squeegeelage
Die innere Schicht
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Laufstreifen tread
- 2 2
- Gürtel belt
- 2a 2a
- Gürtelbandage belt bandage
- 3 3
- Karkasse carcass
- 3a 3a
- Karkasshochschlag a carcass
- 4 4
- Innenschicht inner layer
- 5 5
- Wulst bead
- 6 6
- Wulstkern bead
- 7 7
- Wulstkernprofil bead apex
- 8 8th
- Seitenwand Side wall
- 9 9
- Felgenschutzrippe Flange rib
- 10 10
- Squeegeelage Squeegeelage
- 10a 10a
- innere Schicht inner layer
- 10b 10b
- äußere Schicht outer layer
- 11 11
- Gürtelkante belt edge
- 11‘ 11 '
- Linie line
- 12 12
- maximale Dicke der Squeegeelage maximum thickness of the squeegee layer
- 12a 12a
- maximale Dicke der inneren Schicht maximum thickness of the inner layer
- 12b 12b
- maximale Dicke der äußeren Schicht maximum thickness of the outer layer
- 13 13
- Abstand distance
- X X
- radiale Höhe radial height
- X‘ X '
- Linie line
- F F
- Flankenhöhe flank height
- rR rR
- radiale Richtung radial direction
- aR aR
- axiale Richtung axial direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DIN 53512 [0027] DIN 53512 [0027]
Claims (14)
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