DE102016212383A1

DE102016212383A1 - Nutzfahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102016212383A1
Application number: DE102016212383.1A
Authority: DE
Inventors: Seyedomidreza Biabanaki
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Nutzfahrzeugreifen in Radialbauart mit einem Laufstreifen (1), einer Karkasseinlage (3) und einem Gürtelverband (2) aus mindestens vier Gürtellagen (6 bis 10), wobei die Gürtellage, welche sich in der Position der zweiten oder der dritten Gürtellage befindet eine 0°-Gürtellage (8) ist, welche eine Breite (b1) von 70% bis 90% der Bodenaufstandsflächenbreite (B) aufweist und aus einem Stahlkord (11) besteht, der einlagig spiralförmig aus in Umfangsrichtung umlaufenden Windungen gewickelt ist, wobei die weiteren Gürtellagen (6, 7, 9, 10) jeweils parallel zueinander verlaufende und unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufende, in eine Gummierung eingebettete Stahlkorde aufweisen. Die 0°-Gürtellage (8) weist seitliche Abschnitte (8b, 8'b) auf, in welchen sich die Stahlkordwindungen unmittelbar auf der radial innerhalb der 0°-Gürtellage (8) angeordneten Gürtellage (6, 7) befinden, wobei sich die Stahlkordwindungen in den an die seitlichen Abschnitte (8b, 8'b) anschließenden Bereichen der 0°-Gürtellage (8) auf einer separaten dünnen Gummischicht (12, 13) befinden, die zwischen der radial innerhalb der 0°-Gürtellage (8) angeordneten Gürtellage (6, 7) und der 0°-Gürtellage (8) positioniert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nutzfahrzeugreifen in Radialbauart mit einem Laufstreifen, einer Karkasseinlage und einem Gürtelverband aus mindestens vier Gürtellagen, wobei die Gürtellage, welche sich in der Position der zweiten oder der dritten Gürtellage befindet, eine 0°-Gürtellage ist, welche eine Breite von 70% bis 90% der Bodenaufstandsflächenbreite aufweist und aus einem Stahlkord besteht, der einlagig spiralförmig aus in Umfangsrichtung umlaufenden Windungen von Randkante zu Randkante gewickelt ist, wobei die weiteren Gürtellagen jeweils parallel zueinander verlaufende und unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufende, in eine Gummierung eingebettete Stahlkorde aufweisen.
Es ist bekannt, in Gürtelverbänden von Nutzfahrzeugreifen eine 0°-Gürtellage aus einem in Umfangsrichtung des Reifens spiralig gewickelten Stahlkord vorzusehen. 0°-Gürtellagen im Gürtelverband sind für die Umfangssteifigkeit des Nutzfahrzeugreifens von Vorteil, vergleichmäßigen bzw. verringern den Abrieb des Laufstreifens und erhöhen insgesamt die Haltbarkeit des Gürtelverbandes. Eine über die Laufstreifenbreite gleichmäßige und möglichst hohe Umfangssteifigkeit ist einer der für einen geringen Laufstreifenabrieb verantwortlichen Parameter. Einer der Faktoren, welche die mit einer 0°-Gürtellage erzielbare Umfangssteifigkeit beeinflussen, ist die Vorspannung, mit welcher der Stahlkord während des Wickelprozesses aufgebracht wird. Dieser Wickelprozess beginnt an dem einen Rand der zu erstellenden 0°-Gürtellage und wird kontinuierlich über die axiale Breite in Umfangsrichtung des Laufstreifens fortgesetzt, bis der zweite Rand der 0°-Gürtellage erreicht ist. In den randseitigen Windungen bleibt nun die ursprüngliche Vorspannung in Folge der hier befindlichen losen Enden des Stahlkordes nicht erhalten, insbesondere geht ein Teil dieser Vorspannung vor allem beim Bombiervorgang des Rohreifens verloren.
Nutzfahrzeugreifen der eingangs genannten Art mit einer 0°-Gürtellage sind in einer Vielzahl von Ausführungen, auch aus der Patentliteratur, bekannt. So offenbart beispielsweise die EP 1 754 615 B1 einen Nutzfahrzeugreifen mit einem Gürtelverband mit mindestens drei Gürtellagen, wobei die zweite Gürtellage als 0°-Gürtellage ausgeführt ist. Aus der DE 10 2010 000 181 A1 ist ein Nutzfahrzeugreifen mit einem mindestens vier Gürtellagen aufweisenden Gürtelverband bekannt, bei welchem ebenfalls die zweite Gürtellage eine 0°-Gürtellage ist. Bei dem aus der DE 10 2014 209 423 bekannten Nutzfahrzeugreifen mit einem mindestens vierlagigen Gürtelverband mit Stahlkorden als Festigkeitsträgern ist die erste Gürtellage eine 0°-Gürtellage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Nutzfahrzeugreifen der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass die durch die losen Enden des Stahlkordes in den Randabschnitten der 0°-Gürtellage verursachte geringere Vorspannung nicht mehr gegeben ist, vorzugsweise soll sogar die Vorspannung in den Randabschnitten der 0°-Gürtellage höher sein können als im mittleren Bereich der 0°-Gürtellage.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die 0°-Gürtellage seitliche Abschnitte aufweist, in welchen sich die Stahlkordwindungen unmittelbar auf der radial innerhalb der 0°-Gürtellage angeordneten Gürtellage befinden, wobei sich die Stahlkordwindungen in den an die seitlichen Abschnitte anschließenden Bereichen der 0°-Gürtellage auf einer separaten dünnen Gummischicht befinden, die zwischen der radial innerhalb der 0°-Gürtellage angeordneten Gürtellage und der 0°-Gürtellage positioniert ist.
In einem Nutzfahrzeugreifen gemäß der Erfindung weisen daher jene Stahlkordwindungen, welche sich in den randseitigen Abschnitten der 0°-Gürtellage befinden, eine kleinere Umfangslänge auf, als jene, die sich in den anschließenden Bereichen der 0°-Gürtellage befinden. Auf den Rohreifen ist daher beim Bombiervorgang in den seitlichen Abschnitten der 0°-Gürtellage eine größere Spannung aufgebracht worden, als in jenen Bereichen, in welchen Stahlkordwindungen auf einer Gummischicht positioniert sind. Dadurch kann in einem erfindungsgemäß ausgeführten Reifen die Vorspannung der Stahlkorde in der 0°-Gürtellage in den seitlichen Bereichen im Wesentlichen gleich groß sein wie jene in den sonstigen Bereichen dieser Gürtellage. Der fertige Reifen kann daher im Laufstreifenbereich die erwünschte, über seine Breite gleichmäßige Umfangssteifigkeit aufweisen. Eine gleichmäßige Umfangssteifigkeit ist, wie eingangs erwähnt, vor allem für einen gleichmäßigen Abrieb des Laufstreifens von Vorteil.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die seitlichen Abschnitte der 0°-Gürtellage eine axiale Breite von 5% bis 15% der Breite der 0°-Gürtellage auf. Mit seitlichen Abschnitten dieser Breite lässt sich besonders gut eine gleichmäßige Umfangssteifigkeit erzielen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung der Erfindung, bei welcher sich die Gummischicht zwischen den seitlichen Abschnitten der 0°-Gürtellage durchgehend erstreckt. Ein Reifen mit einer durchgehenden Gummischicht lässt sich auf einfache Weise herstellen.
Bei einer für den Rollwiderstand des Reifens günstigen Ausführung sind zwei Gummischichten mit einer axialen Breite von jeweils 10% bis 20% der Breite der 0°-Gürtellage vorgesehen sind, wobei im Bereich zwischen den Gummischichten sich die 0°-Gürtellage unmittelbar auf der radial innerhalb der 0°-Gürtellage angeordneten Gürtellage befindet.
Der erwünschte Effekt lässt sich optimal mit einer bzw. mit zwei Gummischicht(en) erreichen, die eine im Wesentlichen konstante Dicke von 1 mm bis 2 mm aufweist bzw. aufweisen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
1 und 2 Querschnitte durch den radial äußeren Bereich eines Nutzfahrzeugreifens mit je einer Ausführungsvariante der Erfindung.
Sämtliche in der Beschreibung und in den Patentansprüchen angegebenen Dimensionen beziehen sich auf den vulkanisierten, unmontierten Reifen.
In 1 und 2 sind von den wesentlichen Bauteilen eines Nutzfahrzeugreifens in Radialbauart jeweils ein Laufstreifen 1, ein Gürtelverband 2, eine Karkasseinlage 3, eine luftdichte Innenschicht 4 sowie die radial äußeren Abschnitte von Seitenwänden 5 dargestellt. Die Karkasseinlage 3, die Innenschicht 4, der Laufstreifen 1 sowie die sonstigen nicht gezeigten Reifenbauteile können in an sich bekannter Weise ausgeführt sein. In 1 und 2 ist ferner die Bodenaufstandsflächenbreite des Laufstreifens 1 mit B bezeichnet.
Der zwischen dem Laufstreifen 1 und der Karkasseinlage 3 befindliche Gürtelverband 2 weist bei den dargestellten Ausführungsvarianten fünf Gürtellagen 6, 7, 8, 9 und 10 auf. Die fünfte, radial äußerste Gürtellage 10 wird üblicherweise als Schutzlage bezeichnet und weist die geringste Breite von sämtlichen Gürtellagen 6 bis 10 auf. Die erste, radial innerste Gürtellage 6 ist die sogenannte Sperrlage, die zweite Gürtellage 7 und die vierte Gürtellage 9 sind die sogenannten Arbeitslagen und sind nachfolgend auch als solche bezeichnet. Die Arbeitslagen 7, 9 sind breiter als die radial innerste und die radial äußerste Gürtellage 6, 10, wobei die weiter radial innen befindliche Arbeitslage 7 breiter ist als die zweite Arbeitslage 9. Zwischen den beiden Arbeitslagen 7 und 9 befindet sich als dritte Gürtellage eine 0°-Gürtellage 8.
Die Gürtellagen 6, 7, 9 und 10 bestehen jeweils aus in eine Gürtelgummierung eingebetteten Stahlkorden üblicher Konstruktion, wobei die Stahlkorde in jeder Gürtellage 6, 7, 9 und 10 unter den üblichen Abständen zueinander im Wesentlichen parallel verlaufen. Die Stahlkorde in den Gürtellagen 6, 7, 9 und 10 verlaufen ferner zur Umfangsrichtung des Reifens unter den üblichen Winkeln, die in den einzelnen Gürtellagen 6, 7, 9 und 10 unterschiedlich sein können, wobei die Winkel insbesondere in einem Bereich von 10° bis 75° gewählt werden. Die gegenseitige Anordnung der Stahlkorde in einigen oder allen Gürtellagen 6, 7, 9 und 10 ist insbesondere derart, dass sich die Stahlkorde in an sich bekannter Weise kreuzen. Die tatsächliche Anordnung der Stahlkorde in diesen Gürtellagen 6, 7, 9 und 10 ist nicht Gegenstand der Erfindung und kann gemäß dem Stand der Technik erfolgen.
Die bereits erwähnte 0°-Gürtellage 8 weist eine Breite b₁ von 70% bis 90% der Breite B auf und besteht aus einer Vielzahl von nebeneinander und parallel zueinander verlaufenden Windungen eines einzelnen in Umfangsrichtung gewickelten Stahlkordes 11. Die Stahlkordwindungen verlaufen daher nahezu in Umfangsrichtung, sie können bis zu einem Winkel von 5° von dieser abweichen.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsvariante befindet sich auf der Arbeitslage 7 symmetrisch zur Äquatorialebene des Reifens angeordnet eine zusätzliche, dünne Gummischicht 12, deren Breite b₂ 70% bis 90% der Breite b₁ der 0°-Gürtellage 8 beträgt. Die 0°-Gürtellage 8 weist daher einen mittleren Abschnitt 8a, welcher sich auf der Gummischicht 12 befindet und dessen Breite der Breite b₂ der Gummischicht 12 entspricht, und zwei seitliche Abschnitte 8b auf, welche sich unmittelbar auf der Arbeitslage 7 befinden und eine Breite b₄ von jeweils 5% bis 15% der Breite b₁ der 0°-Gürtellage 8 aufweisen. Beim Reifen- bzw. Gürtelaufbau wird die 0°-Gürtellage 8 durch spiraliges Wickeln des Stahlkordes 11 in Umfangsrichtung erstellt, beginnend bei der Randkante des einen seitlichen Abschnittes 8b, Wickeln dieses Abschnittes 8b, Wickeln des Abschnittes 8a auf der noch unvulkanisierten Mischungsschicht für die Gummischicht 12 und Wickeln des zweiten seitlichen Abschnittes 8a. Im vulkanisierten Reifen weist die Gummischicht 12 eine im Wesentlichen konstante Dicke von 1,0 mm bis 2,0 mm auf. Die Gummischicht 12 basiert vorzugsweise auf einer Kautschukmischung, die der Kautschukmischung der Gürtellagengummierungen entspricht.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsvariante befinden sich zwei schmale Gummischichten 13 unmittelbar auf der Arbeitslage 7 innerhalb des Bereiches der Breite b₂ von 70% bis 90% der Breite b₁ der 0°-Gürtellage 8 und jeweils unmittelbar an einen der seitlichen Ränder dieses Bereiches anschließend. Die Gummischichten 13 weisen ebenfalls eine Dicke von 1,0 mm bis 2,0 mm auf, ihre Breite b₃ beträgt jeweils 10% bis 20% der Breite b₁ der 0°-Gürtellage 8. Die 0°-Gürtellage 8 weist daher zwei seitliche Abschnitte 8'b mit der Breite b₄ auf, welche sich unmittelbar auf der Arbeitslage 7 befinden, zwei Zwischenabschnitte 8'c, welche sich auf jeweils einer der Gummischichten 13 befinden, und zwischen den Gummischichten 13 einen mittleren Abschnitt 8'a, welcher sich wiederum unmittelbar auf der Arbeitslage 7 befindet.
Die Umfangslänge der Windungen des Stahlkordes in der 0°-Gürtellage 8 ist in den seitlichen Abschnitten 8b, 8'b geringer als im Abschnitt 8a (1) bzw. den Abschnitten 8'c (2), der bzw. die sich auf einer Gummischicht 12, 13 befindet bzw. befinden.
Beim Aufbau des Rohreifens wird die 0°-Gürtellage 8 auf einer Aufbautrommel auf die bereits aufgebrachte Arbeitslage 7 und auf die auf dieser positionierte Kautschukmischungsbahn für die Gummischicht 12 bzw. auf die auf dieser positionierten Kautschukmischungsstreifen für die Gummischichten 13 spiralig in einem aufgewickelt. Der Rohreifen wird anschließend mitsamt dem Gürtelverband bombiert, wobei die Stahlkordwindungen in der 0°-Gürtellage 8 einer Dehnung unterworfen werden. Da die Umfangslänge der Stahlkordwindungen in den seitlichen Abschnitten 8b, 8'b geringer ist als in jenen, die sich auf einer Gummischicht 12, 13 befinden, ist die Spannungszunahme in den Stahlkordwindungen in den seitlichen Abschnitten 8b, 8'b durch den Bombiervorgang größer, als in dem bzw. in den auf Gummischichten 12, 13 befindlichen Stahlkordwindungen. Auf diese Weise lässt sich eine Kompensation der in den seitlichen Bereichen von 0°-Gürtellagen vorliegenden, durch die hier befindlichen losen Enden des Stahlkordes verursachten, geringeren Vorspannung des Stahlkordes erzielen.
In erfindungsgemäß ausgeführten Reifen lässt sich daher sowohl eine über die gesamte Breite der 0°-Gürtellage 8 gleichmäßige Vorspannung der Stahlkordwindungen erzielen als auch grundsätzlich Einfluss auf die Spannungsverteilung und damit Einfluss auf die Umfangssteifigkeit des vulkanisierten Reifens nehmen. Insbesondere kann in einem erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugreifen die Umfangssteifigkeit in den seitlichen Bereichen des Laufstreifens, infolge einer höhere Vorspannung der Stahlkordwindungen in den seitlichen Bereichen der 0°-Gürtellage, größer sein als im mittleren Bereich.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung kann sich die 0°-Gürtellage zwischen der ersten Gürtellage und der radial inneren Arbeitslage befinden, wobei sich in diesem Fall die Gummischicht bzw. die Gummischichten auf der ersten Gürtellage befinden. Des Weiteren kann der Gürtelverband insgesamt vier Gürtellagen, insbesondere umfassend eine Sperrlage, eine 0°-Gürtellage und zwei Arbeitslagen, aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Laufstreifen
2: Gürtelverband
3: Karkasseinlage
4: Innenschicht
5: Seitenwand
6, 7, 9, 10: Gürtellage
8: 0°-Gürtellage
8a, 8'a, 8b, 8'b: Abschnitt
8'c: Zwischenabschnitt
11: Stahlkord
12, 13: Gummischicht
B: Bodenaufstandsflächenbreite
b₁, b₂, b₃, b₄: Breite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1754615 B1 [0003]
DE 102010000181 A1 [0003]
DE 102014209423 [0003]

Claims

Nutzfahrzeugreifen in Radialbauart mit einem Laufstreifen (1), einer Karkasseinlage (3) und einem Gürtelverband (2) aus mindestens vier Gürtellagen (6 bis 10), wobei die Gürtellage, welche sich in der Position der zweiten oder der dritten Gürtellage befindet eine 0°-Gürtellage (8) ist, welche eine Breite (b₁) von 70% bis 90% der Bodenaufstandsflächenbreite (B) aufweist und aus einem Stahlkord (11) besteht, der einlagig spiralförmig aus in Umfangsrichtung umlaufenden Windungen gewickelt ist, wobei die weiteren Gürtellagen (6, 7, 9, 10) jeweils parallel zueinander verlaufende und unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufende, in eine Gummierung eingebettete Stahlkorde aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die 0°-Gürtellage (8) seitliche Abschnitte (8b, 8'b) aufweist, in welchen sich die Stahlkordwindungen unmittelbar auf der radial innerhalb der 0°-Gürtellage (8) angeordneten Gürtellage (6, 7) befinden, wobei sich die Stahlkordwindungen in den an die seitlichen Abschnitte (8b, 8'b) anschließenden Bereichen der 0°-Gürtellage (8) auf einer separaten dünnen Gummischicht (12, 13) befinden, die zwischen der radial innerhalb der 0°-Gürtellage (8) angeordneten Gürtellage (6, 7) und der 0°-Gürtellage (8) positioniert ist.
Nutzfahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Abschnitte (8b, 8'b) der 0°-Gürtellage (8) eine axiale Breite (b₄) von 5% bis 15% der Breite (b₁) der 0°-Gürtellage (8) aufweisen.
Nutzfahrzeugreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gummischicht (12) zwischen den seitlichen Abschnitten (8b) der 0°-Gürtellage (8) durchgehend erstreckt.
Nutzfahrzeugreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gummischichten (13) mit einer axialen Breite (b₃) von jeweils 10% bis 20% der Breite (b₁) der 0°-Gürtellage (8) vorgesehen sind, wobei im Bereich zwischen den Gummischichten (13) sich die 0°-Gürtellage (8) unmittelbar auf der radial innerhalb der 0°-Gürtellage (8) angeordneten Gürtellage (6, 7) befindet.
Nutzfahrzeugreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht(en) (12, 13) eine im Wesentlichen konstante Dicke von 1 mm bis 2 mm aufweisen.