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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufsteifen, einem Gürtel, einer Seitenwand, einem Reifenwulst mit einem Kern und einem Kernprofil und einer um die Kerne herumgeschlagenen Karkasseinlage sowie mit einer gasdichten Innenschicht aus einer Kautschukmischung auf der Basis zumindest eines Halobutylkautschuks und einer auf der Reifeninnenseite auf der Innenschicht angeordneten zusätzlichen Gummilage, die zumindest den Bereich der Reifenschulter überdeckt.
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Bei schlauchlosen Fahrzeugluftreifen wird die Gasdichtigkeit des Reifens üblicherweise durch die eine gasdichte Innenschicht sichergestellt. Die Innenschichten basieren dabei in der Regel auf einer Kautschukmischung mit einem sehr großen Anteil an Butyl- oder Halobutylkautschuk. Diese Kautschuke weisen Molekülketten in der Anordnung dichter Packungen auf, woraus eine geringe Gasdurchlässigkeit resultiert. Auch Innenschichten aus anderen Materialien, wie z. B. Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, wurden schon beispielsweise in der
EP 1 419 903 B1 vorgeschlagen.
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Um die Gasdichtigkeit von Fahrzeugluftreifen weiter zu verbessern und dabei die gasdichte Innenschicht vor Schädigungen zu schützen, sind schon verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden. Die Maßnahmen beruhen häufig auf der Einbringung einer zusätzlichen Gummilage oder Schicht auf der Innenschicht, wobei die zusätzliche Gummilage oder Schicht in das Reifeninnere weist.
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So offenbart beispielsweise die
DE 10 2013 108 949 A1 einen Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten Art mit einer gasdichten Innenschicht und einer auf der Reifeninnenseite angeordneten zusätzlichen Gummilage, die eine Wärmekonzentration und Faltenbildung auf der Oberseite der abgedeckten Innenschicht verhindern soll.
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In der
EP 2 172 349 B1 wird ein Fahrzeugluftreifen beschrieben, bei dem die gasdichte Innenschicht mit einer Schutzschicht auf epoxydiertem Naturkautschuk abgedeckt ist.
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Ferner ist in der
US 4,549,593 ein Fahrzeugluftreifen beschrieben, der eine dreischichtige Innenschicht aufweist. Die reifeninnerste Schicht basiert auf eine Kautschukmischung mit 15 bis 60 phr Naturkautschuk und halogeniertem Butylkautschuk. Die mittlere Schicht basiert auf einer Kautschukmischung nur mit halogeniertem Butylkautschuk und die reifenäußere Schicht, die zwischen Karkasseinlage und mittlerer Schicht angeordnet ist, basiert auf einer Kautschukmischung nur mit Naturkautschuk. Die mittlere Schicht dient dabei der Gasdichtigkeit und die innere Schicht soll Risse an der mittleren Schicht verhindern. Um Risse auch bei hohen Temperaturen zu verhindern, soll der Anteil an Naturkautschuk in der innersten Schicht nicht mehr als 60 phr betragen.
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Auch in der
JPH07186608 wird ein Fahrzeugluftreifen offenbart, der eine zweilagige Innenschicht aufweist. Die reifeninnerste Schicht aus einer Kautschukmischung mit Naturkautschuk enthält gemäß Beispiel 70 phr Naturkautschuk und 30 phr SBR, während die gasdichte Schicht 30 phr Naturkautschuk und 70 phr Butylkautschuk aufweist.
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Es hat sich herausgestellt, dass Reifen mit einer Innenschicht auf der Basis einer Gummimischung mit Halobutylkautschuk eine gewisse Anfälligkeit für Stauchungsrisse, aufweisen. Insbesondere bei Reifen mit sehr kleinen Seitenverhältnissen/-höhen kann es zu Innenschichtrissen und Brüchen aufgrund von plastischer Verformung des Innenschichtbauteils infolge von Stauchungen im Bereich der Flexingzone / Schulterbereich kommen, was mit einer verringerten Haltbarkeit einhergeht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, der sich durch eine hohe Gasdichtigkeit bei gleichzeitig verbesserter Haltbarkeit auszeichnet.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, dass die auf der Innenschicht angeordnete zusätzliche Gummilage auf einer Kautschukmischung mit mehr als 90 phr Naturkautschuk basiert.
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Durch die Verwendung einer derartigen Gummilage mit dem hohen Naturkautschukanteil gelingt es überraschenderweise den Zielkonflikt zwischen Gasdichtigkeit und Rissbeständigkeit zu lösen, was zu einer Haltbarkeitsverbesserung des Reifens führt.
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Die zusätzliche Gummilage auf der Innenschicht schützt dabei vor Rissen aufgrund von Stauchungsbeanspruchung im Bereich der Flexingzone. So bleibt die für die Gasdichtigkeit verantwortliche Innenschicht unverletzt. Die zusätzliche Gummilage nimmt als innerste Schicht die plastische Verformungsarbeit auf, welche beim Durchlaufen der Bodenaufstandsfläche entsteht.
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Die in dieser Schrift verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist dabei die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungsrezepturen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen wird in dieser Schrift auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung vorhandenen hochmolekularen und dadurch festen Kautschuke bezogen.
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Um die Beständigkeit gegenüber Rissen weiter zu verbessern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die auf der Innenschicht angeordnete zusätzliche Gummilage auf einer Kautschukmischung basiert, die frei von Halobutylkautschuk ist.
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Die auf der Innenschicht angeordnete zusätzliche Gummilage kann sich über die gesamte Breite der gasdichten Innenschicht erstrecken und diese abdecken. Eine derartige Anordnung lässt sich verfahrenstechnisch einfach herstellen.
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Es ist aber auch möglich, dass die sich auf der Innenschicht angeordnete zusätzliche Gummilage nur unterhalb des Laufstreifens und im Bereich der Reifenschultern durchgehend angeordnet ist. Dabei kann Material in den Bereichen eingespart werden, die keiner starken Stauchung ausgesetzt sind.
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Alternativ dazu kann auch vorgesehen werden, dass die auf der Innenschicht angeordnete zusätzliche Gummilage in Form eines C nur im Bereich der Reifenschultern angeordnet ist. Auf diese Weise wird das zusätzliche Material nur in dem stark beanspruchten Bereich der Reifenschultern verwendet.
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Um ein besonders ausgewogenes Verhältnis von Gasdichtigkeit, Haltbarkeit und Materialaufwand zu erzielen, weist die gasdichte Innenschicht ein Stärke (Schichtdicke) von 0,3 bis 0,5 mm und die auf der Innenschicht angeordnete zusätzliche Gummilage eine Stärke von 0,3 bis 0,5 mm auf.
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Der erfindungsgemäße Fahrzeugluftreifen kann nach dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden.
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Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen die 1 bis 3 schematisch Fahrzeugluftreifen im Teilquerschnitt.
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Die 1 zeigt einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen 1, einem Gürtel 2, einer Seitenwand 3, einer Reifenschulter 4, einem Reifenwulst 5 mit einem Kern 6 und einem Kernprofil 7 und einer um die Kerne 6 herumgeschlagenen Karkasseinlage 8. Der Fahrzeugluftreifen weist eine gasdichte Innenschicht 9 aus einer Kautschukmischung auf der Basis zumindest eines Halobutylkautschukes auf. Diese Innenschicht 9 sorgt für das Verbleiben der Luft innerhalb des Reifens. Die Innenschicht 9 weist eine Stärke von 0,4 mm auf. Auf der Reifeninnenseite ist auf der Innenschicht 9 eine zusätzliche Gummilage 10 angeordnet, die sich über den gesamten Bereich der Innenschicht 9 erstreckt und eine Stärke von 0,4 mm aufweist. Diese zusätzliche Gummilage 10 basiert erfindungsgemäß auf einer Kautschukmischung, die mehr als 90 phr Naturkautschuk enthält. Die Gummilage 10 schützt die Innenschicht 9 vor Rissen und bewirkt daher eine verbesserte Haltbarkeit des Reifens.
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2 zeigt einen Fahrzeugluftreifen mit sehr ähnlichem Aufbau, bei diesem Reifen ist einzig im Vergleich zum Reifen gemäß 1 die zusätzliche Gummilage 10‘ so ausgebildet, dass sie nur unterhalb des Laufstreifens 1 und im Bereich der Reifenschultern 4 angeordnet ist. Die Gummilage 10‘ endet im Bereich der Seitenwand 3 oberhalb des Kernprofils 7. Auch die Gummilage 10‘ basiert auf einer Kautschukmischung mit mehr als 90 phr Naturkautschuk. Es kann Material für die zusätzliche Gummilage 10‘ eingespart werden.
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In 3 ist eine weitere alternative Ausgestaltung der zusätzlichen Gummilage 10‘‘ dargestellt. Die Gummilage 10‘‘ basiert ebenfalls auf einer Kautschukmischung mit mehr als 90 phr Naturkautschuk. Die Gummilage 10‘‘ ist aber nur noch im Bereich der Reifenschultern 4 in Form eines C angeordnet. Dies führt zu weiterer Materialersparnis und die besonders beanspruchten Bereiche bleiben weiterhin geschützt.
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In der folgenden Tabelle 1 sind beispielhaft Mischungen für die Innenschicht
9 und für die zusätzliche Gummilage
10,
10‘,
10‘‘ aufgeführt. Die Gaspermeabilität (Luftpermeabilität) wurde gemäß
DIN 53 536 bei 70 °C Lufttemperatur bestimmt.
| Mischung für die Innenschicht 9 | Mischung für die Gummilage 10, 10‘, 10‘‘ |
| 100 phr Halobutylkautschuk | 100 phr Naturkautschuk |
| 60 phr Ruß | 50 phr Ruß |
| 15 phr Weichmacher | 10 phr Weichmacher |
| - | 1 phr Alterungsschutzmittel |
| 10 phr Harze und Hilfsmittel | 5 phr Harze und Hilfsmittel |
| 3 phr Zinkoxid | 2 phr Zinkoxid |
| 1 phr Beschleuniger | 1 phr Beschleuniger |
| 0,5 phr Schwefel | 1 phr Schwefel |
| Gaspermeabilität: 4,5·10–18 m2/Pa·s | Gaspermeabilität: 37·10–18 m2/Pa·s |
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laufstreifen
- 2
- Gürtel
- 3
- Seitenwand
- 4
- Reifenschulter
- 5
- Reifenwulst
- 6
- Kern
- 7
- Kernprofil
- 8
- Karkasseinlage
- 9
- Innenschicht
- 10, 10‘, 10‘‘
- zusätzliche Gummilage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1419903 B1 [0002]
- DE 102013108949 A1 [0004]
- EP 2172349 B1 [0005]
- US 4549593 [0006]
- JP 07186608 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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