DE102016222988A1

DE102016222988A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102016222988A1
Application number: DE102016222988.5A
Authority: DE
Inventors: Volkmar Fries
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen linienförmiger Festigkeitsträger (1) für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen, wobei der Festigkeitsträger (1) dieser Verstärkungslage etwa in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens angeordnet ist.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Festigkeitsträger (1) über seine Längserstreckung aus quer zu seiner Längserstreckung geteilten Abschnitten (2) besteht, dass es zwei Typen von Abschnitten gibt, einen ersten Typ von Abschnitt (3) mit einer hohen Steifigkeit und einen zweiten Typ von Abschnitt (4) mit einer niedrigen Steifigkeit und dass zwischen zwei ersten Typen von Abschnitten (3) ein zweiter Typ von Abschnitt (4) angeordnet ist, wobei der zweite Typ von Abschnitt (4) eine Steifigkeit aufweist, welche maximal 20% der Steifigkeit des ersten Typs von Abschnitt (3) entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft einen linienförmigen Festigkeitsträger für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen, wobei der Festigkeitsträger dieser Verstärkungslage etwa in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Verstärkungslage und einen Fahrzeugluftreifen.
Linienförmige Festigkeitsträger für Verstärkungslagen von elastomeren Produkten, insbesondere von Fahrzeugluftreifen, sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Es gibt z. B. metallische Festigkeitsträger und textile Festigkeitsträger, welche in Konstruktion und Material an die Erfordernisse ihres Einsatzzweckes angepasst sind.
Es ist ferner bekannt, dass es Verstärkungslagen von Fahrzeugluftreifen gibt, in welchen die Festigkeitsträger etwa in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens angeordnet sind.
„Etwa in Umfangsrichtung“ meint, dass die Festigkeitsträger mit der Reifenumfangsrichtung einen Winkel von 0° bis 5° einschließen.
Solche Verstärkungslagen sind beispielsweise die sogenannte „0°-Lage“ im Gürtelverband eines Nutzfahrzeugreifens oder die „Gürtelbandagenlage“ von PKW-Reifen.
Die Gürtelbandagenlage von PKW-Reifen dient u.a. dazu, im Betrieb des Reifens ein Reifenwachstum in Radialrichtung des Reifens zu verhindern. Dieses ist insbesondere für Hochgeschwindigkeitsreifen wichtig. Die Verwendung von hochmoduligen Festigkeitsträgern ist für den Erhalt einer großen Umfangssteifigkeit und somit der Verhinderung des Reifenwachstums von Vorteil. Jedoch müssen diese hochmoduligen Festigkeitsträger im unvulkanisierten Reifen derart dehnbar sein, dass eine Erhebung in die Reifenvulkanisierform möglich ist.
Dieser Zielkonflikt zwischen dehnbar im unvulkanisierten Zustand und steif im vulkanisierten, einsatzbereiten Reifen wird unterschiedlich gelöst: Ist der Festigkeitsträger aus hochsteifem Material, muss dieser bestimmte geometrische Konstruktionsparameter aufweisen, die eine gewisse Dehnung erlauben. Eine weitere Möglichkeit ist es, verschieden dehnbare Materialien in einem einzigen Festigkeitsträger einzusetzen. Mit diesen Maßnahmen sind endlose Festigkeitsträger ermöglicht, welche als Einzelfestigkeitsträger oder in einer Schar von bis zu 20 Festigkeitsträgern zeiteffizient gleichzeitig, kontinuierlich auf den Reifenrohling applizierbar sind.
Eine wiederum andere Lösung sieht vor, hochfeste Abschnitte von Festigkeitsträgern in einer Festigkeitsträgerlage zu verwenden. Ein derartiger Fahrzeugluftreifen ist beispielsweise aus der EP 0 828 619 B bekannt. Für die Gürtelbandagenlage eines PKW-Reifens werden Stahlkorde als Festigkeitsträger verwendet, welche diskontinuierlich, also durch quer ausgeführte Schnitte eines kontinuierlichen Festigkeitsträgers in einzelne Festigkeitsträgerabschnitte unterbrochen, angeordnet sind. Die Festigkeitsträgerabschnitte sind in Umfangsrichtung hintereinander und mit einem Abstand zueinander angeordnet. In Aufsicht auf diese Gürtelbandagenlage bilden die Festigkeitsträgerabschnitte einen „Mauerverband“, indem die Abstände zwischen in axialer Richtung benachbarten Festigkeitsträgerabschnitten nicht auf der gleichen Höhe liegen. Durch die diskontinuierliche Anordnung der Festigkeitsträger in Form von in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Festigkeitsträgerabschnitten ist erreicht, dass bei der Produktion des Reifens der Reifenrohling gut zum Heizen in die Vulkanisierform erhoben werden kann. Bei dieser Erhebung müssen die Festigkeitsträger der Gürtelbandagenlage in Umfangsrichtung um den Betrag der Erhebung von etwa 1% bis 4% gedehnt werden. In dem Mittenbereich ist die geforderte Dehnung größer als in den Schulterbereichen. Durch die diskontinuierliche Anordnung in Festigkeitsträgerabschnitten kann eine Längung in Umfangsrichtung dadurch ausgeführt werden, dass die Festigkeitsträgerabschnitte aneinander abgleiten, da sie vor dem Heizprozess nur durch Rohgummi miteinander verbunden sind. Nach dieser Längung haben sich die Beabstandungen zwischen zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Festigkeitsträgerabschnitten vergrößert ohne den Festigkeitsträger als Solches wesentlich zu dehnen. Nach dem Vulkanisierprozess des Reifens ist die Gummimatrix fest mit den Festigkeitsträgerabschnitten verbunden, so dass die Eigenschaften der Festigkeitsträger zum Einsatz kommen. Nachteilig ist jedoch, dass man hier keinen endlosen Festigkeitsträger hat, welcher nicht kontinuierlich auf den Reifenrohling appliziert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hochmoduligen Festigkeitsträger zur Verfügung zu stellen, welcher im unvulkanisierten Zustand dehnbar ist und welcher kostengünstig auf den Reifenrohling applizierbar ist.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe in Bezug auf den Festigkeitsträger erfindungsgemäß dadurch, dass der Festigkeitsträger über seine Längserstreckung aus quer zu seiner Längserstreckung geteilten Abschnitten besteht, dass es zwei Typen von Abschnitten gibt, einen ersten Typ von Abschnitt mit einer hohen Steifigkeit und einen zweiten Typ von Abschnitt mit einer niedrigen Steifigkeit und dass zwischen zwei ersten Typen von Abschnitten ein zweiter Typ von Abschnitt angeordnet ist, wobei der zweite Typ von Abschnitt eine Steifigkeit aufweist, welche maximal 20% der Steifigkeit des ersten Typs von Abschnitt entspricht.
„Hohe Steifigkeit“ meint einen E-Modul des Materials ≥100 GPa.
Erfindungsgemäß ist ein kontinuierlicher Festigkeitsträger geschaffen, welcher aus steifen, voneinander in Längsrichtung des Festigkeitsträgers beabstandeten Abschnitten besteht, welche durch Abschnitte niedriger Steifigkeit miteinander verbunden sind. Es ist ein endloser Festigkeitsträger erhalten, welcher abwechselnd aus Abschnitten hoher Steifigkeit und aus Abschnitten niedriger Steifigkeit besteht. Dieser kontinuierliche Festigkeitsträger kann einfach und mit herkömmlichen Aufbauverfahren auf den Reifenrohling appliziert werden. Dabei besteht vorzugsweise der erste Typ von Abschnitt, derjenige Abschnitt mit hoher Steifigkeit, aus dem gleichen Material und besteht vorzugsweise der zweite Typ von Abschnitt aus dem gleichen Material, welches jedoch von dem Material des ersten Types verschiedenen ist.
Die Abschnitte mit geringer Steifigkeit erlauben die benötigte Dehnung während der Erhebung des Reifens, während die Abschnitte hoher Steifigkeit für die gute Performance des betriebsbereiten Reifens verantwortlich sind.
Zweckmäßig ist es, wenn der erste Typ von Abschnitt aus einem Material hoher Steifigkeit wie beispielsweise Stahl oder Aramid besteht.
Ebenfalls zweckmäßig ist es, wenn der zweite Typ von Abschnitt aus einem Material geringer Steifigkeit wie beispielsweise Nylon oder Perlon besteht.
Vorteilhaft ist es, wenn die Länge des zweiten Typs von Abschnitt maximal 50%, vorzugsweise 2% bis 30% der Länge des ersten Typs von Abschnitt entspricht. Mit diesem Verhältnis wird eine geeignete Kombination aus Umfangssteifigkeit zur Erzielung der gewünschten Reifeneigenschaften und Formbarkeit im unvulkanisierten Zustand erreicht.
Die Länge des ersten Typs von Abschnitt bemisst sich parallel zu dessen Längserstreckung von einem Ende bis zum anderen Ende des Abschnittes.
Die Länge des zweiten Typs von Abschnitt bemisst sich parallel zu dessen Längserstreckung von einem Ende bis zum anderen Ende des Abschnittes, jedoch ohne die der Anbindung an den ersten Typ von Abschnitt dienenden Teile.
Um einen stabilen kontinuierlichen Festigkeitsträger zu erhalten, ummantelt der zweite Typ von Abschnitt mit seinen beiden Endbereichen die ihm zugewandten Endbereiche der ersten Typen von Abschnitten. Dabei ist es zweckmäßig wenn die Materialien des ersten und/oder des zweiten Types von Abschnitt derart in einer dem Fachmann bekannter Weise vorbehandelt sind, dass diese eine gute Haftung miteinander eingehen.
Die Ummantelung durch den zweiten Typ von Abschnitt kann sich komplett über den ersten Typ von Abschnitt erstrecken, so dass der Festigkeitsträger komplett ummantelt ist.
Jeder Abschnitt besteht aus einem Monofilament oder aus mehreren Filamenten oder aus (mehreren) Multifilamenten, wobei die mehreren Filamente bzw. Multifilamente in einer dem Fachmann bekannten Weise zum Cord verdreht sein können.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Verstärkungslage eines Fahrzeugluftreifens, deren Festigkeitsträger etwa in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens angeordnet sind, wobei die Festigkeitsträger gemäß einer oder mehrerer vorgenannter Ausführungen ausgebildet sind.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Festigkeitsträgerlage eine 0°-Gürtellage für Nutzfahrzeugreifen ist. Hierdurch ist eine stabile Kontur und Abriebleistung des Nutzfahrzeugreifens erhalten.
Alternativ ist die Festigkeitsträgerlage eine Gürtelbandagenlage eines PKW-Reifens, welche wesentlich zur Verbesserung der Dauer- und Hochgeschwindigkeitshaltbarkeit beiträgt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Fahrzeugluftreifen, welcher eine vorgenannte Verstärkungslage aufweist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand einer einzigen Zeichnung, die ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben.
Dabei zeigt die einzige Figur, die 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen linienförmigen, kontinuierlichen Festigkeitsträger 1, welcher vorzugsweise in einer Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen einsetzbar ist. In dieser Verstärkungslage sind die Festigkeitsträger etwa in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens angeordnet.
Der Festigkeitsträger 1 besteht aus quer zu seiner Längserstreckung (Pfeil) geteilten Abschnitten 2. Es gibt zwei Typen von Abschnitten, einen ersten Typ von Abschnitt 3 mit einer hohen Steifigkeit und einen zweiten Typ von Abschnitt 4 mit einer niedrigen Steifigkeit. Dabei ist zwischen zwei ersten Typen von Abschnitten 3 mit einer hohen Steifigkeit ein zweiter Typ von Abschnitt 4 mit einer niedrigen Steifigkeit angeordnet. Der zweite Typ von Abschnitt 4 mit niedriger Steifigkeit weist eine Steifigkeit auf, welche maximal 20% der Steifigkeit des ersten Typs von Abschnitt mit hohen Steifigkeit entspricht.
Der erste Typ von Abschnitt 3 besteht aus einem Material hoher Steifigkeit und ist entweder ein Stahlcord der Konstruktion 1+5x0,40 oder 3+8x0,35 als Gürtelfestigkeitsträger für Nutzfahrzeugreifen oder ein Stahlcord der Konstruktion 2+2 bzw. 2x0,30 als Gürtelbandagenfestigkeitsträger für PKW-Reifen. Der zweite Typ von Abschnitt 4 besteht aus einem Material geringer Steifigkeit und ist ein textiler Cord. Die Länge des zweiten Typs von Abschnitt 6 entspricht 2% bis 30% der Länge des ersten Typs von Abschnitt 5. Der zweite Typ von Abschnitt 4 ummantelt mit seinen beiden Endbereichen 7a, 7b die ihm zugewandten Endbereiche der ersten Typen von Abschnitten 8, 9. Die Materialien des ersten und/oder des zweiten Types von Abschnitt 3, 4 sind derart in einer dem Fachmann bekannter Weise vorbehandelt, dass diese eine gute Haftung miteinander und eine gute Haftung mit der sie umgebenden Gummierung der Verstärkungslage eingehen.
Bezugszeichenliste

1 ...............: Kontinuierlicher Festigkeitsträger
2 ...............: Abschnitt
3 ...............: Erster Typ von Abschnitt
4 .............: Zweiter Typ von Abschnitt
5 .............: Länge des ersten Typs von Abschnitt
6 .............: Länge des zweiten Typs von Abschnitt
7a .............: Endbereich des zweiten Typs von Abschnitt
7b .............: Endbereich des zweiten Typs von Abschnitt
8 ...............: Endbereich des ersten Typs von Abschnitt
9 ...............: Endbereich des ersten Typs von Abschnitt
Pfeil..........: Längserstreckung des Festigkeitsträgers

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 0828619 [0008]

Claims

Linienförmiger Festigkeitsträger (1) für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen, wobei der Festigkeitsträger (1) dieser Verstärkungslage etwa in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Festigkeitsträger (1) über seine Längserstreckung aus quer zu seiner Längserstreckung geteilten Abschnitten (2) besteht, dass es zwei Typen von Abschnitten gibt, einen ersten Typ von Abschnitt (3) mit einer hohen Steifigkeit und einen zweiten Typ von Abschnitt (4) mit einer niedrigen Steifigkeit und dass zwischen zwei ersten Typen von Abschnitten (3) ein zweiter Typ von Abschnitt (4) angeordnet ist, wobei der zweite Typ von Abschnitt (4) eine Steifigkeit aufweist, welche maximal 20% der Steifigkeit des ersten Typs von Abschnitt (3) mit hohen Steifigkeit entspricht.
Festigkeitsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Typ von Abschnitt (3) aus einem Material hoher Steifigkeit wie Stahl oder Aramid besteht.
Festigkeitsträger nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Typ von Abschnitt (4) aus einem Material geringer Steifigkeit wie beispielsweise Nylon oder Perlon besteht.
Festigkeitsträger nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des zweiten Typs von Abschnitt (6) maximal 50%, vorzugsweise 2% bis 30% der Länge des ersten Typs von Abschnitt (5) entspricht.
Festigkeitsträger nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Typ von Abschnitt (4) mit seinen beiden Endbereichen (7a, 7b) die ihm zugewandten Endbereiche (8, 9) der ersten Typen von Abschnitten (3) ummantelt.
Verstärkungslage eines Fahrzeugluftreifens, deren Festigkeitsträger etwa in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeitsträger (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind.
Verstärkungslage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine 0°-Gürtellage für Nutzfahrzeugreifen ist.
Verstärkungslage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Gürtelbandagenlage eines PKW-Reifens ist.
Fahrzeugluftreifen, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Verstärkungslage gemäß einem der Ansprüche 6, 7 oder 8 aufweist.