DE102015207931A1

DE102015207931A1 - Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen

Info

Publication number: DE102015207931A1
Application number: DE102015207931.7A
Authority: DE
Inventors: Mohamed Aymen Jabri; Viktoria Pavon Sierra; Sven Kastens
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-11-03
Also published as: US20180043736A1; EP3288780B1; EP3288780A1; CN107531098A; US10703141B2; WO2016173727A1; CN107531098B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen (1) aufweisend einen radial außen angeordneten Laufstreifenabschnitt (6), welcher einen Materialstreifen (7), welcher in etwa in Umfangsrichtung helixförmig in Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der Materialstreifen (7) im Bereich des Laufstreifenabschnitts (6) in seiner Längsrichtung zumindest zwei Schichten (8, 9) aufweist, wobei die erste Schicht (8) aus einer ersten und die zweite Schicht (9) aus einer zweiten Kautschukmischung gebildet ist und wobei die Schichten (8, 9) die radial äußere Oberfläche (10) mit der radial inneren Oberfläche (11) des Laufstreifenabschnitts (6) verbinden. Aufgabe ist ein Fahrzeugluftreifen, der im Fahrbetrieb eine geringere Geräuschemission und eine gleichmäßigere Abnutzung aufweist und hinsichtlich zumindest eines Zielkonfliktes verbessert ist. Zudem soll der Reifen einfach herzustellen sein. Dies wird erreicht, indem die erste und die zweite Kautschukmischung in etwa die gleiche Shore-A-Härte aufweisen und indem sich die erste und die zweite Kautschukmischung in zumindest einer weiteren physikalischen Eigenschaft unterscheiden. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugluftreifens.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen, wobei der Laufstreifen einen radial außen angeordneten Laufstreifenabschnitt aufweist, wobei der Laufstreifenabschnitt einen Materialstreifen, welcher in etwa in Umfangsrichtung helixförmig in Windungen angeordnet ist, aufweist, wobei der Materialstreifen im Bereich des Laufstreifenabschnitts in seiner Längsrichtung zumindest zwei Schichten aufweist, wobei die erste Schicht aus einer ersten Kautschukmischung und die zweite Schicht aus einer dazu verschiedenen zweiten Kautschukmischung gebildet ist, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht die radial äußere Oberfläche des Laufstreifenabschnitts mit der radial inneren Oberfläche des Laufstreifenabschnitts verbinden. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugluftreifens.
An den Laufstreifen eines Fahrzeugluftreifens werden unterschiedliche Anforderungen gestellt. Da dieser unmittelbaren Kontakt mit der Fahrbahn hat, ist es wesentlich, dass die radial äußere Oberfläche des Laufstreifens über die gesamte Nutzungsdauer vorteilhafte Eigenschaften bezüglich Haftung, Griff und Bremseigenschaften aufweist. Weiter sind gute Handlingeigenschaften sowie ein geringer Rollwiderstand sowie geringe Geräuschemission von Vorteil. Bei Reifen, die unter winterlichen Fahrbedingungen eingesetzt werden sollen, sollen vorteilhafte Eigenschaften bzgl. Schneefahrverhalten, Trockenfahrverhalten, Naßbremseigenschaften, Kurvensteifigkeit und Rollwiderstand sichergestellt sein.
Im Allgemeinen lassen sich Laufstreifen hinsichtlich dieser Eigenschaften nicht so ausführen, dass alle Eigenschaften gleichermaßen verbessert sind. Bekannt sind Reifen, deren Laufstreifenoberfläche Bereiche mit unterschiedlichen Kautschukmischungen aufweisen.
So ist aus der DE 11 2006 004 011 T5 ein Reifen bekannt, der einen radial außen angeordneten Bereich des Laufstreifens aufweist, der aus einem Materialstreifen aufweisend zwei Schichten aus unterschiedlichen Kautschukmischungen gebildet ist, wobei eine Mischung elektrisch leitfähig und die andere Mischung nicht elektrisch leitfähig ausgebildet ist. Der Volumenanteil an elektrisch leitfähiger Mischung des Materialstreifens ist hierbei in der axialen Mitte des Laufstreifens geringer als im Schulterbereich. Ein solcher Laufstreifens wird durch Wickeln eines extrudierten mehrschichtigen Materialstreifens geschaffen. Ein solcher Reifen soll bei kurzer Herstellungszykluszeit einen geringen Rollwiderstand sowie eine Funktion zur Beseitigung statischer Ladungen aufweisen.
Ein Reifen der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 875 367 A2 bekannt. Hierbei erstreckt sich der Laufstreifenabschnitt über die gesamte axiale Breite des Laufstreifens und die Kautschukmischungen der beiden Schichten des Materialstreifens unterscheiden sich in ihrer Härte. Durch diese Kombination aus Kautschukmischungen unterschiedlicher Härte soll der Reifen bei einfacher Herstellung eine vorteilhafte Haftung aufweisen. Laufstreifen mit Bereichen unterschiedlicher Härte weisen allerdings durch die unterschiedliche Steifigkeit dieser Bereiche eine unvorteilhafte Geräuschemission sowie eine unvorteilhafte ungleichmäßige Abnutzung auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen zur Verfügung zu stellen, der im Fahrbetrieb eine geringere Geräuschemission und eine gleichmäßigere Abnutzung aufweist und aufweist und hinsichtlich zumindest eines Zielkonfliktes zweier weiterer Eigenschaften verbessert ist. Zudem soll der Reifen einfach herzustellen sein.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die erste und die zweite Kautschukmischung im vulkanisierten Zustand in etwa die gleiche Shore-A-Härte, ermittelt bei Raumtemperatur gemäß DIN ISO 7619-1, aufweisen und dass sich die erste und die zweite Kautschukmischung im vulkanisierten Zustand in zumindest einer weiteren physikalischen Eigenschaft unterscheiden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich durch zwei Schichten, deren Kautschukmischungen in etwa die gleiche Shore-A-Härte aufweisen, sich aber in zumindest einer weiteren physikalischen Eigenschaft voneinander unterscheiden, die Aufgabe gut lösen lässt. Die im Fahrbetrieb mit der Fahrbahn in Kontakt tretende radial äußere Oberfläche des Laufstreifenabschnitts wird durch den in etwa in Umfangsrichtung gewickelten Mischungsstreifen aufweisend zwei Schichten unterschiedlicher Kautschukmischung gebildet oder mitgebildet. Die Kontaktoberfläche ist somit aus Bereichen aus unterschiedlicher Kautschukmischung gebildet. Die beiden Kautschukmischungen der ersten und der zweiten Schicht weisen dabei im vulkanisierten Zustand in etwa die gleiche Shore-A-Härte auf, wodurch der Laufstreifen eine geringere Geräuschemission und eine gleichmäßigere Abnutzung aufweist als bei einem entsprechenden Laufstreifen, bei dem beide Schichten eine unterschiedliche Shore-A-Härte aufweisen. Unter in etwa gleicher Shore-A-Härte sind solche Shore-A-Härten zu verstehen, die um maximal 1,5 Shore A voneinander abweichen.
Gleichzeitig unterscheiden sich die erste und die zweite Kautschukmischung im vulkanisierten Zustand in zumindest einer weiteren physikalischen Größe, wie beispielsweise in ihrer Rückprallelastizität oder in ihrem Spannungswert bei 300% Dehnung, wodurch die erste und die zweite Kautschukmischung bezüglich unterschiedlicher Anforderungen verbessert sind. Hierdurch ist der Laufstreifen bezüglich eines Zielkonfliktes zweier weiterer Eigenschaften verbessert. Bevorzugt ist es, wenn sich die beiden Kautschukmischungen um mindestens 3%, besonders bevorzugt um mindestens 10 %, in der weiteren physikalischen Größe unterscheiden, wobei der jeweils kleinere Wert als 100% genommen wird.
Da sich beide Schichten über die radiale Erstreckung des Laufstreifenabschnitts erstrecken, ergeben sich die genannten Vorteile über die Abrieblebensdauer des Laufstreifenabschnitts. Da beide Schichten als ein Materialstreifen aufgebracht sind, zeichnet sich der Reifen zudem durch einen einfachen Herstellungsprozess und eine Herstellungszykluszeit aus.
Bei erfindungsgemäß ausgeführten Fahrzeugluftreifen lässt sich durch besondere erfindungsgemäße Ausgestaltungen die eine oder andere Eigenschaft, insbesondere Schneefahrverhalten, Trockenfahrverhalten, Naßbremseigenschaften, Kurvensteifigkeit und Rollwiderstand, besonders gut einstellen.
Bezüglich des Zielkonfliktes Schneefahrverhalten versus Naßbremseigenschaften ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die erste und die zweite Kautschukmischung um mindestens 2%, bevorzugt um mindestens 5%, in ihrer Rückprallelastizität unterscheiden, wenn dabei die Kautschukmischung mit der größeren Rückprallelastizität eine Rückprallelastizität von 23% bis 75% aufweist und wenn die andere Kautschukmischung, d.h. die Kautschukmischung mit der geringeren Rückprallelastizität, eine Rückprallelastizität von 8% bis 50% aufweist, wobei die Rückprallelastizität jeweils ermittelt ist bei Raumtemperatur gemäß DIN 53512. Hierbei zeichnet sich die Kautschukmischung mit der höheren Rückprallelastizität relativ zur anderen Kautschukmischung durch eine höhere Glasübergangstemperatur, und dementsprechend durch eine höhere Dämpfung aus, wodurch sich besonders vorteilhafte Naßbremseigenschaften ergeben. In einer Ausführungsform ist die erste Kautschukmischung die Kautschukmischung mit der größeren Rückprallelastizität. In einer anderen Ausführungsform ist die zweite Kautschukmischung die Kautschukmischung mit der größeren Rückprallelastizität.
Eine bezüglich des Zielkonfliktes Trockenfahrverhalten versus Rollwiderstand und Kurvensteifigkeit vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn die zweite Kautschukmischung einen um mindestens 1,0 MPa, bevorzugt um mindestens 1,5 MPa, größeren Spannungswert Spannungswert, ermittelt bei 300% Dehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53504, aufweist als die erste Kautschukmischung. Dabei zeichnet sich die erste Kautschukmischung durch ein besonders vorteilhaftes Trockenfahrverhalten und die zweite Kautschukmischung durch besonders vorteilhafte Eigenschaften bezüglich Rollwiderstand und Kurvensteifigkeit aus.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die erste und die zweite Kautschukmischung jeweils eine Shore-A-Härte von 48 Shore A bis 75 Shore A, insbesondere von 55 Shore A bis 68 Shore A, auf. Werden die beiden Kautschukmischungen innerhalb dieser Härtebereiche mit in etwa gleicher Härte ausgeführt, sind die erzielbaren erwünschten Eigenschaftsverbesserungen besonders deutlich.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Trennfläche zwischen erster Schicht und zweiter Schicht einen mittleren Neigungswinkel pro Windung von –80° bis 80° zur radialen Richtung des Fahrzeugluftreifens aufweist, wenn das Verhältnis des Volumens der ersten Schicht relativ zum Volumen der zweiten Schicht pro Windung 1:1 bis 10:1 beträgt und / oder wenn die mittlere Querschnittsdicke pro Windung der ersten Schicht und / oder die mittlere Querschnittsdicke pro Windung der zweiten Schicht 0,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 0,5 mm bis 1 mm, beträgt. Der mittlere Neigungswinkel der Trennfläche ist beispielsweise durch den Grad der Überlappung benachbarter Windungen des Materialstreifens und/oder die Geometrie der Schichten innerhalb des Materialstreifens regelbar. Der mittlere Neigungswinkel pro Windung ist der gemäß arithmetischem Mittel über die Erstreckung der Trennfläche pro Windung gemittelte Winkel, den die Trennfläche mit der radialen Richtung einschließt. Auch die mittlere Querschnittsdicke pro Windung ist gemäß arithmetischem Mittel gemittelt. Eine Anisotropie in radialer Richtung und in axialer Richtung führt zu einer vorteilhaften Entkopplung der longitudinalen und lateralen Fahreigenschaften. Weiter zeichnet sich ein solcher Reifen durch eine verbesserte Laufstreifenstabilität aus.
Zweckmäßig ist es, wenn das Verhältnis des Volumens der ersten Schicht relativ zum Volumen der zweiten Schicht pro Windung des Materialstreifens nicht über die gesamte axiale Breite des Laufstreifens konstant ist sondern sich in axialer Richtung ändert. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Verbesserung der Eigenschaften der Laufstreifenoberfläche gemäß den unterschiedlichen Anforderungen bezogen auf die axiale Breite des Reifens.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform berücksichtigt die unterschiedlichen Anforderungen an die Laufstreifenoberfläche im Schulterbereich versus einem Bereich axial zwischen den Schulterbereichen, indem der Laufstreifen in zumindest einem Schulterbereich einen Laufstreifenabschnitt und axial innen bezüglich des Laufstreifenabschnittes einen radial außen angeordneten weiteren Abschnitt des Laufstreifens aufweist und indem die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in dem weiteren Abschnitt geringer ist als die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in dem Laufstreifenabschnitt, bevorzugt indem die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in dem weiteren Abschnitt gleich 0 ist. Bevorzugt weisen beide Schulterbereiche einen solchen Laufstreifenabschnitt auf. Bevorzugt zeichnet sich die zweite Kautschukmischung bezüglich von vor allem im Schulterbereich wichtigen Eigenschaften wie Rollwiderstand und Trockenfahrverhalten und die erste Kautschukmischung bezüglich von vor allem im Mittenbereich wichtigen Eigenschaften wie Bremseigenschaften aus. Dabei kann ein Materialstreifen sowohl den oder die Laufstreifenabschnitte als auch den weiteren Laufstreifenabschnitt bilden oder mitbilden.
Eine vorteilhafte Entkopplung zwischen den longitudinalen und lateralen Fahreigenschaften unter Berücksichtigung der sich in axialer Richtung ändernden Anforderungen ergibt sich, wenn sich innerhalb des Laufstreifenabschnittes der mittlere Neigungswinkel pro Windung, den die Trennfläche zwischen erster Schicht und zweiter Schicht des Materialstreifens mit der radialen Richtung einschließt, in axialer Richtung ändert. Bevorzugt ist es dabei, wenn der mittlere Neigungswinkel pro Windung von axial innen nach axial außen dem Betrag nach zunimmt. Ein solcher Fahrzeugluftreifen mit größerer Neigung im Schulterbereich verglichen zu axial inneren Bereichen weist ein noch besseres Fahrverhalten auf.
Eine besonders vorteilhafte Entkopplung zwischen den longitudinalen und lateralen Fahreigenschaften unter Berücksichtigung der sich in axialer Richtung ändernden Anforderungen ergibt sich, wenn der Laufstreifen in jedem Schulterbereich einen Laufstreifenabschnitt aufweist und wenn sich die beiden Laufstreifenabschnitte durch das Vorzeichen ihrer mittleren Neigungswinkel pro Windung, den die Trennflächen zwischen erster Schicht und zweiter Schicht des jeweiligen Materialstreifens mit der radialen Richtung einschließen, unterscheiden, bevorzugt wenn die mittleren Neigungswinkel pro Windung von axial innen nach axial außen dem Betrag nach zunehmen.
Ein positives Fahrverhalten, insbesondere ein besonders positives Kurvenfahrverhalten, ergibt sich auch, wenn der Laufstreifen in jedem Schulterbereich einen Laufstreifenabschnitt aufweist und wenn sich die beiden Laufstreifenabschnitte durch das Vorzeichen ihrer mittleren Neigungswinkel pro Windung, den die Trennflächen zwischen erster Schicht und zweiter Schicht des jeweiligen Materialstreifens mit der radialen Richtung einschließen, unterscheiden. Die beiden Laufstreifenabschnitte können dabei durch den gleichen Materialstreifen gebildet oder mitgebildet sein. Bevorzugt weist der Bereich axial zwischen den beiden Laufstreifenabschnitten keine oder weniger Kautschukmischung pro Windung auf als in den beiden Laufstreifenabschnitten.
Eine Verbesserung bezüglich drei oder mehr Eigenschaften wird erlangt, wenn der Materialstreifen eine dritte Schicht aus einer zur ersten und zur zweiten Kautschukmischung verschiedenen Kautschukmischung aufweist. Die dritte Schicht kann aber muss nicht am Laufstreifen im Bereich des Laufstreifenabschnitts angeordnet sein. Vorteilhaft ist es, wenn die erste Kautschukmischung eine übliche Cap-Mischung ist, die zweite Kautschukmischung eine übliche Base-Mischung ist und die hierzu verschiedene Kautschukmischung der dritten Schicht eine Kautschukmischung mit vorteilhaften Rollwiderstandseigenschaften ist.
Zweckmäßig ist es, wenn der Laufstreifen einen Materialstreifen mit elektrisch leitfähigem Material aufweist, wobei das elektrisch leitfähige Material die Laufstreifenoberfläche mit einem radial innerhalb des Materialstreifens angeordneten elektrisch leitfähigen Bauteil elektrisch leitfähig verbindet. Hierdurch ist ein elektrisch leitfähiger Pfad zur Ableitung statischer Ladung Laufstreifenoberfläche nach radial innen geschaffen.
Für einen einfachen Herstellungsprozess mit geringer Zykluszeit ist es vorteilhaft, wenn sich der Materialstreifen über zumindest 80% der axialen Breite, bevorzugt über die gesamte axiale Breite, des Laufstreifens erstreckt. Der Materialstreifen kann dabei mehrere Laufstreifenabschnitte umfassen.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Laufstreifenabschnitt über die gesamte radiale Erstreckung des Laufstreifens. In einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform bildet der Laufstreifenabschnitt zumindest einen Teil der Laufstreifen-Cap und erstreckt sich nur über einen Teil der radialen Erstreckung des Laufstreifens, welcher in radialer Richtung eine radial außen angeordnete Cap-Schicht und eine hierzu radial innen liegende Base-Schicht aufweist.
Erfindungsgemäß ausgeführte Fahrzeugluftreifen eignen sich insbesondere als Reifen für Personenkraftwagen (PKW), Vans, Nutzfahrzeuge, Industriefahrzeuge oder Motorräder, insbesondere für PKW für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen.
Ein besonders einfaches und vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens ist dadurch gegeben, dass zum Ausbilden des radial außen angeordneten Laufstreifenabschnittes ein Materialstreifen in etwa helixförmig in der Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens aufgewickelt wird, dass der Materialstreifen die erste und die zweite Schicht umfasst und dass der mehrschichtige Materialstreifen durch Koextrusion als ein Materialstreifen extrudiert wird oder mittels Schneidens und durch Zusammenfügen der hierdurch erhaltenen Stücke einer kalandrierten Mehrmischungsbahn erzeugt wird. Ein solches Herstellungsverfahren gewährleistet auch bei geringer Dicke der Schichten des Materialstreifens einen qualitativ hochwertigen Laufstreifenabschnitt. Zudem ist zeichnet sich das Verfahren durch das Wickeln des mehrschichtigen Materialstreifens durch eine geringe Zykluszeit aus.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, erläutert. Dabei zeigt die
1 einen Teilquerschnitt durch den Laufstreifenbereich eines Fahrzeugluftreifens mit einer Ausführungsform der Erfindung,
2 bis 6 schematisch jeweils eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Laufstreifens.
In 1 ist beispielhaft und schematisch ein Teilquerschnitt eines PKW-Reifens dargestellt. Zu den üblichen Bauteilen des Reifens gehören insbesondere ein Laufstreifen 1, ein radial innerhalb des Laufstreifens 1 angeordneter Gürtelverband 2 bestehend aus mehreren Gürtellagen und optional einer Gürtelbandage, ferner eine Radialkarkasse 3, eine weitgehend luftdichte Innenschicht 4 sowie nicht dargestellte Seitenwände sowie Wulstbereiche mit Wulstkernen, Kernprofilen und weiteren gegebenenfalls in den Wulstbereichen vorgesehenen Verstärkungslagen. Der Laufstreifen 1 ist insbesondere in an sich bekannter Weise mit einer Profilierung versehen, die nicht dargestellt ist.
Der Laufstreifen 1 verläuft über die Breite des Reifens in der Bodenaufstandsfläche hinaus und läuft in den Schulterbereichen 5 aus. Schulterseitig können aus der Seitenwandmischung bestehende Laufstreifenauslaufbereiche vorgesehen sein.
Die 2 bis 6 zeigen schematisch jeweils eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Laufstreifens. Die Ausführungsformen eignen sich für einen Laufstreifen 1 eines wie in 1 dargestellten PKW-Reifens, insbesondere für einen PKW-Reifen für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen.
Die in den 2 bis 6 dargestellten Laufstreifen 1 weisen jeweils einen radial außen angeordneten Laufstreifenabschnitt 6 auf, wobei der Laufstreifenabschnitt 6 einen Materialstreifen 7 aufweist, welcher in etwa in Umfangsrichtung helixförmig in Windungen angeordnet ist. Der Materialstreifen 7 weist im Bereich des Laufstreifenabschnitts 6 in seiner Längsrichtung zumindest zwei Schichten 8, 9 aufweist, wobei die erste Schicht 8 aus einer ersten Kautschukmischung und die zweite Schicht 9 aus einer dazu verschiedenen zweiten Kautschukmischung gebildet ist, wobei die erste Schicht 8 und die zweite Schicht 9 die radial äußere Oberfläche 10 des Laufstreifenabschnitts 6 mit der radial inneren Oberfläche 11 des Laufstreifenabschnitts 6 verbinden.
Die Shore-A-Härten der ersten und der zweiten Kautschukmischung, ermittelt bei Raumtemperatur gemäß DIN ISO 7619-1, betragen 48 Shore A bis 75 Shore A, bevorzugt 55 Shore A bis 68 Shore A, und weichen um maximal 1,5 Shore A voneinander ab. Weiter unterscheiden sich die erste und die zweite Kautschukmischung im vulkanisierten Zustand in zumindest einer weiteren physikalischen Eigenschaft.
Die in den 2 bis 6 gezeigten Laufstreifen 1 weisen in einer jeweils ersten Ausführungsform eine erste und eine zweite Kautschukmischung auf, die sich um mindestens 2%, bevorzugt um mindestens 5%, in ihrer Rückprallelastizität unterscheiden, wobei die Kautschukmischung mit der größeren Rückprallelastizität eine Rückprallelastizität von 23% bis 75% aufweist und wobei die andere Kautschukmischung eine Rückprallelastizität von 8% bis 50% aufweist, jeweils ermittelt bei Raumtemperatur gemäß DIN 53512. Hierbei kann entweder die erste Kautschukmischung oder die zweite Kautschukmischung die Kautschukmischung mit der höheren Rückprallelastizität sein.
Die in den 2 bis 6 gezeigten Laufstreifen 1 weisen in einer jeweils zweiten Ausführungsform eine zweite Kautschukmischung auf, deren Spannungswert, ermittelt bei 300% Dehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53504, einen um mindestens 1,0 MPa, bevorzugt um mindestens 1,5 MPa, größeren Wert aufweist als die erste Kautschukmischung.
Die dargestellten Laufstreifen 1 werden zumindest zum Teil dadurch erzeugt, dass zum Ausbilden des radial außen angeordneten Laufstreifenabschnittes 6 ein Materialstreifen 7 in etwa helixförmig in der Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens aufgewickelt wird, wobei der Materialstreifen 7 die erste 8 und die zweite Schicht 9 umfasst. Der mehrschichtige Materialstreifen 7 ist dabei insbesondere durch Koextrusion als ein Materialstreifen extrudiert oder mittels Schneidens und Zusammenfügens der so erhaltenen Teile einer kalandrierten Mehrmischungsbahn erzeugt.
Die 2 zeigt einen Laufstreifen 1, der durch einen in Umfangsrichtung helixförmig in Windungen angeordneten Materialstreifen 7 gebildet ist, wobei der Materialstreifen 7 über seine gesamte Länge zweischichtig ausgebildet ist. Der Materialstreifen 7 erstreckt sich über die gesamte axiale Breite des Laufstreifens 1, der Laufstreifenabschnitt 6 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Breite des Laufstreifens 1.
Die Trennfläche 12 zwischen erster Schicht 8 und zweiter Schicht 9 weist einen mittleren Neigungswinkel 13 pro Windung von –80° bis 80° zur radialen Richtung rR des Fahrzeugluftreifens aufweist. Weiter beträgt das Verhältnis des Volumens der ersten Schicht 8 relativ zum Volumen der zweiten Schicht 9 pro Windung 1:1 bis 10:1 und die mittlere Querschnittsdicke 14 pro Windung der ersten Schicht 8 und / oder die mittlere Querschnittsdicke 15 pro Windung der zweiten Schicht 9 beträgt 0,5 mm bis 1 mm.
Die 3 und 4 zeigen jeweils einen Laufstreifen 1, der in beiden Schulterbereichen 5 jeweils einen Laufstreifenabschnitt 6 und axial innen bezüglich der Laufstreifenabschnitte 6 einen radial außen angeordneten weiteren Abschnitt 16 des Laufstreifens 1 aufweist, wobei die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in dem weiteren Abschnitt 16 geringer ist als die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in den Laufstreifenabschnitten 6.
Das in der 3 gezeigte Ausführungsbeispiel weist dabei auch im weiteren Abschnitt 16 die zweite Kautschukmischung auf. Die Abschnitte 6 und 16 sind insbesondere aus einem einzigen Materialstreifen 7 gebildet, wobei sich das Verhältnis des Volumens der ersten Schicht 8 einer Windung relativ zum Volumen der zweiten Schicht 9 der Windung des Materialstreifens 7 in axialer Richtung ändert.
In dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung im weiteren Abschnitt 16 gleich 0. Die Schicht 19 ist somit aus einer zur ersten Kautschukmischung verschiedenen Kautschukmischung gebildet. Der weitere Abschnitt 16 weist insbesondere einen Materialstreifen mit elektrisch leitfähigem Material 17 auf, wobei das elektrisch leitfähige Material 17 die Laufstreifenoberfläche 18 mit einem radial innerhalb des Materialstreifens angeordneten elektrisch leitfähigen Bauteil elektrisch leitfähig verbindet. Die Abschnitte 6 und 16 sind insbesondere aus verschiedenen Materialstreifen gebildet. Die Abschnitte 6 und 16 können aber auch aus einem Materialstreifen gebildet sein, dessen zweite Schicht im Bereich des Abschnitts 16 nicht aus der zweiten Kautschukmischung sondern aus einer hiervor verschiedenen Kautschukmischung gebildet ist, insbesondere aus der ersten Kautschukmischung und / oder aus elektrisch leitfähigem Material 17 gebildet ist.
Die 5 und 6 zeigen jeweils einen Laufstreifen 1 mit zumindest einem Laufstreifenabschnitt 6, wobei sich innerhalb des Laufstreifenabschnittes 6 der mittlere Neigungswinkel 13 pro Windung, den die Trennfläche 12 zwischen erster Schicht 8 und zweiter Schicht 9 des Materialstreifens 7 mit der radialen Richtung einschließt, in axialer Richtung ändert. Weiter unterscheiden sich die beiden Schulterbereiche zumindest durch das Vorzeichen der mittleren Neigungswinkel 13 pro Windung, den die Trennflächen 12 zwischen erster Schicht 8 und zweiter Schicht 9 des jeweiligen Materialstreifens 7 mit der radialen Richtung einschließen.
Der in der 5 dargestellte Laufstreifen 1 unterscheidet sich dabei von dem in der 4 dargestellten Laufstreifen 1 im Wesentlichen dadurch, dass innerhalb der in den Schulterbereichen 5 angeordnete Laufstreifenabschnitte 6 der mittlere Neigungswinkel 13 pro Windung von axial innen nach axial außen dem Betrag nach zunimmt und dass sich die beiden Laufstreifenabschnitte 6 durch das Vorzeichen ihrer mittleren Neigungswinkel 13 pro Windung, den die Trennflächen 12 zwischen erster Schicht 8 und zweiter Schicht 9 des jeweiligen Materialstreifens 7 mit der radialen Richtung einschließen, unterscheiden.
Der in der 6 dargestellte Laufstreifen 1 ist insbesondere aus einem einzigen Materialstreifen 7 gebildet.
Der in den 2 bis 6 dargestellte Laufstreifen 1 kann im wesentlichen den gesamten Laufstreifen eines Fahrzeugluftreifens oder einen radial äußeren Bereich des Laufstreifens, insbesondere die sogenannte Cap-Schicht, bilden oder mitbilden.

Die nachfolgenden Tabellen 1 und 2 enthalten Beispiele von Kautschukmischungszusammensetzungen M1₁ und M2₁ für die erste Schicht 8 und Kautschukmischungszusammensetzungen M1₂ und M2₂ für die zweite Schicht 9 des Mischungsstreifens 7. Ein solcher Mischungsstreifen 7 eignet sich insbesondere als Mischungsstreifen 7 der in den 2 bis 6 dargestellten Laufstreifen 1. Die Mengenangaben sind in der in der Kautschuktechnologie üblichen Einheit phr (parts per hundred rubber) angegeben. Die Mengenangaben beziehen sich jeweils auf die Massenanteile des Grundpolymers bzw. bei Polymerblends auf jene der Grundpolymere. Angegeben sind auch die physikalischen Eigenschaften Shore-A-Härte, ermittelt bei Raumtemperatur gemäß DIN ISO 7619-1, sowie der Spannungswert, ermittelt bei 300% Dehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53504, sowie die Rückprallelastizität, ermittelt bei Raumtemperatur gemäß DIN 53512.

Bestandteile	Einheit	M1₁	M1₂
NR^a)	phr	4	5
BR^b)	phr	2	67
SBR^c)	phr	41,3
SBR^d)	phr		28
SBR^e)	phr	88
Kieselsäure^f)	phr	115	127
Ruß N 399	phr	15	5
Weichmacher^g)	phr	35	58
Silan^h)	phr		15,5
Silanⁱ⁾	phr	9
Sonst. Zus.^j)	phr	14,5	11
S und Beschleuniger^k)	phr	6,8	5
Physikalische Eigenschaften
Shore-A-Härte	Shore A	70	70
Spannungswert	MPa	7,8	12,6
Rückprallelastizität	%	13	35

Tabelle 1

Verwendete Substanzen

a) Naturkautschuk TSR
b) BR: BUNA CB 24, Fa. Lanxess
c) SBR: Intol 1739, Fa. Eni
d) SBR: Sprintan^TM SLR 3402, Fa. Styron
e) SBR: HP755B, Fa. JSR
f) Kieselsäure Zeosil^® 1165 MP, Fa. Rhodia
g) Weichmacher Vivatec C500, Fa. Thai Base Public Company Ltd.
h) Silan NXT, Fa. Momentive
i) Silan Si263, Fa. Evonik
j) Sonstige Zusatzstoffe: Alterungsschutzmittel 6PPD, Zinkoxid, Stearinsäure
k) Schwefel und Beschleuniger CBS

Bestandteile	Einheit	M2₁	M2₂
NR^a)	phr	40	25
BR^b)	phr	30
SBR^c)	phr	41,25
SBR^d)	phr		75
Kieselsäure^e)	phr	78	82
Ruß N 399	phr	5	5
Weichmacher^f)	phr	21	11
Silan^g)	phr	5,6
Silan^h)	phr		8,42
Sonst. Zus.ⁱ⁾	phr	11	11
S und Beschleuniger^j)	phr	5,7	4,5
Physikalische Eigenschaften
Shore-A-Härte	Shore A	68	68
Spannungswert	MPa	7,4	13,4
Rückprallelastizität	%	33	27

Verwendete Substanzen

a) Naturkautschuk TSR
b) BR: BUNA CB 24, Fa. Lanxess
c) SBR: Buna VSL 5025-2, Fa. Lanxess
d) SBR: Sprintan^TM SLR 4602, Fa. Styron
e) Kieselsäure Ultrasil VN3, Fa. Evonik
f) Weichmacher Vivatec C500, Fa. Thai Base Public Company Ltd.
g) Silan Si263, Fa. Evonik
h) Silan NXT, Fa. Momentive
i) Sonstige Zusatzstoffe: Alterungsschutzmittel 6PPD, Zinkoxid, Stearinsäure
j) Schwefel und Beschleuniger CBS

Bezugszeichenliste

1: Laufstreifen
2: Gürtelverband
3: Radialkarkasse
4: Innenschicht
5: Schulterbereich
6: Laufstreifenabschnitt
7: Materialstreifen
8: erste Schicht
9: zweite Schicht
10: radial äußere Oberfläche des Laufstreifenabschnitts
11: radial innere Oberfläche des Laufstreifenabschnitts
12: Trennfläche
13: Neigungswinkel
14: mittlere Querschnittsdicke der ersten Schicht
15: mittlere Querschnittsdicke der zweiten Schicht
16: weiterer Abschnitt des Laufstreifens
17: elektrisch leitfähiges Material
18: Laufstreifenoberfläche
19: Schicht
rR: radiale Richtung
aR: axiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112006004011 T5 [0004]
EP 0875367 A2 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN ISO 7619-1 [0007]
DIN 53512 [0012]
DIN 53504 [0013]
DIN ISO 7619-1 [0034]
DIN 53512 [0035]
DIN 53504 [0036]
DIN ISO 7619-1 [0047]
DIN 53504 [0047]
DIN 53512 [0047]

Claims

Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen, • wobei der Laufstreifen (1) einen radial außen angeordneten Laufstreifenabschnitt (6) aufweist, • wobei der Laufstreifenabschnitt (6) einen Materialstreifen (7), welcher in etwa in Umfangsrichtung helixförmig in Windungen angeordnet ist, aufweist, • wobei der Materialstreifen (7) im Bereich des Laufstreifenabschnitts (6) in seiner Längsrichtung zumindest zwei Schichten (8, 9) aufweist, • wobei die erste Schicht (8) aus einer ersten Kautschukmischung und die zweite Schicht (9) aus einer dazu verschiedenen zweiten Kautschukmischung gebildet ist und • wobei die erste Schicht (8) und die zweite Schicht (9) die radial äußere Oberfläche (10) des Laufstreifenabschnitts (6) mit der radial inneren Oberfläche (11) des Laufstreifenabschnitts (6) verbinden dadurch gekennzeichnet, dass • die erste Kautschukmischung und die zweite Kautschukmischung im vulkanisierten Zustand in etwa die gleiche Shore-A-Härte, ermittelt bei Raumtemperatur gemäß DIN ISO 7619-1, aufweisen und • dass sich die erste Kautschukmischung und die zweite Kautschukmischung im vulkanisierten Zustand in zumindest einer weiteren physikalischen Eigenschaft unterscheiden.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Kautschukmischung und die zweite Kautschukmischung um mindestens 2%, bevorzugt um mindestens 5%, in ihrer Rückprallelastizität unterscheiden, dass dabei die Kautschukmischung mit der größeren Rückprallelastizität eine Rückprallelastizität von 23% bis 75% aufweist und dass die andere Kautschukmischung eine Rückprallelastizität von 8% bis 50% aufweist, jeweils ermittelt bei Raumtemperatur gemäß DIN 53512.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kautschukmischung einen um mindestens 1,0 MPa, bevorzugt um mindestens 1,5 MPa, größeren Spannungswert, ermittelt bei 300% Dehnung bei Raumtermperatur gemäß DIN 53504, aufweist als die erste Kautschukmischung.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kautschukmischungen jeweils eine Shore-A-Härte von 48 Shore A bis 75 Shore A, insbesondere von 55 Shore A bis 68 Shore A, aufweisen.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Laufstreifenabschnitts (6) gilt, dass die Trennfläche (12) zwischen erster Schicht (8) und zweiter Schicht (9) einen mittleren Neigungswinkel (13) pro Windung von –80° bis 80° zur radialen Richtung rR des Fahrzeugluftreifens aufweist, dass das Verhältnis des Volumens der ersten Schicht (8) relativ zum Volumen der zweiten Schicht (9) pro Windung 1:1 bis 10:1 beträgt und / oder dass die mittlere Querschnittsdicke (14) pro Windung der ersten Schicht (8) und / oder die mittlere Querschnittsdicke (15) pro Windung der zweiten Schicht (9) 0,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 0,5 mm bis 1 mm, beträgt.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen (1) in einem oder in beiden Schulterbereichen (5) einen Laufstreifenabschnitt (6) und axial innen bezüglich des Laufstreifenabschnittes (6) (6) einen radial außen angeordneten weiteren Abschnitt (16) des Laufstreifens (1) aufweist, und dass die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in dem weiteren Abschnitt (16) geringer ist als die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in dem Laufstreifenabschnitt (6), bevorzugt dass die Volumendichte an zweiter Kautschukmischung in dem weiteren Abschnitt (16) gleich 0 ist.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb des Laufstreifenabschnittes (6) der mittlere Neigungswinkel (13) pro Windung, den die Trennfläche (12) zwischen erster Schicht (8) und zweiter Schicht (9) des Materialstreifens mit der radialen Richtung rR einschließt, in axialer Richtung aR ändert, bevorzugt dass der mittlere Neigungswinkel (13) pro Windung von axial innen nach axial außen dem Betrag nach zunimmt.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen (1) in jedem Schulterbereich (5) einen Laufstreifenabschnitt (6) aufweist und dass sich die beiden Laufstreifenabschnitte (6) durch das Vorzeichen ihrer mittleren Neigungswinkel (13) pro Windung, den die Trennfläche (12) zwischen erster Schicht (8) und zweiter Schicht (9) des jeweiligen Materialstreifens (7) mit der radialen Richtung rR einschließen, unterscheiden.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstreifen (7) eine dritte Schicht aus einer zur ersten Kautschukmischung und zur zweiten Kautschukmischung verschiedenen Kautschukmischung aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Materialstreifen (7) über zumindest 80% der axialen Breite, bevorzugt über die gesamte axiale Breite, des Laufstreifens (1) erstreckt.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Reifen für einen Personenkraftwagen, einen Van, ein Nutzfahrzeug, ein Industriefahrzeug oder ein Motorrad, insbesondere um einen Reifen für einen Personenkraftwagen für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen, handelt.
Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zum Ausbilden des radial außen angeordneten Laufstreifenabschnittes (6) ein Materialstreifen (7) in etwa helixförmig in der Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens aufgewickelt wird, wobei der Materialstreifen (7) die erste Schicht (8) und die zweite Schicht (9) umfasst und wobei der mehrschichtige Materialstreifen (7) durch Koextrusion als ein Materialstreifen (7) extrudiert wird oder mittels Schneidens einer kalandrierten Mehrmischungsbahn erzeugt wird.