DE102016224839A1

DE102016224839A1 - Geflochtenes Festigkeitsträgerband für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102016224839A1
Application number: DE102016224839.1A
Authority: DE
Inventors: Viktoria Werner
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein geflochtenes Festigkeitsträgerband für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen, wobei das Festigkeitsträgerband aus Garnen besteht, welche miteinander verflochten sind, so dass die Querschnittsdicke des Festigkeitsträgers kleiner als dessen Querschnittsbreite ist.Das Festigkeitsträgerband besteht aus wenigstens 4 nicht-metallischen, textilen Garnen, welche miteinander durch ein Flechtmuster zu einem Flachgeflecht verflochten sind, so dass das Verhältnis von Querschnittsbreite b zu Querschnittshöhe h die Bedingung 200 > b/h > 2, insbesondere 20 > w/h > 7 erfüllt.

Description

Die Erfindung betrifft ein geflochtenes Festigkeitsträgerband für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen, wobei das Festigkeitsträgerband aus Garnen besteht, welche miteinander verflochten sind, so dass die Querschnittsdicke des Festigkeitsträgers kleiner als dessen Querschnittsbreite ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Verstärkungslage und einen Fahrzeugluftreifen.
Um eine Verstärkungslage zu bilden, sind eine Vielzahl an Festigkeitsträgerbändern parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordnet und in eine Kautschukmischung eingebettet.
Aus der JP 2014084054 A ist ein geflochtener Festigkeitsträger für eine Gürtellage eines Fahrzeugluftreifens bekannt, welcher aus drei Garnen besteht. Die Querschnittsdicke dieses geflochtenen Festigkeitsträgers ist kleiner als dessen Querschnittsbreite. Die flachen geflochtenen Festigkeitsträger dieser Gürtellage ermöglichen es, eine dünnere Gürtellage mit geringerem Gummierungsvolumen im Vergleich zu einer Gürtellage mit vergleichbaren Korden zu erhalten, welche aus drei miteinander verdrehten Garnen bestehen und somit einen etwa kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Aus der DE 10 2014 202 131 A1 und der bisher unveröffentlichten DE 10 2014 211 790.9 der Anmelderin ist es weiterhin bekannt, „Tapes“, welche auch „Bänder“ genannt werden, als Festigkeitsträger im Fahrzeugreifen einzusetzen. Tapes zeichnen sich dadurch aus, dass deren Querschnitt der Bedingung h < b entspricht, wobei h die Querschnittshöhe und b die Querschnittsbreite des Bandes definiert. Die Erstreckungsrichtung von b ist dabei in etwa parallel zur flächigen Erstreckung der Festigkeitsträgerlage des Fahrzeugreifens ausgerichtet. Dabei entspricht die Querschnittshöhe h des Bandes der Bedingung 10 µm < h < 1500 µm, vorzugsweise 30 µm < h < 800 µm, bevorzugt 40 µm < h < 400 µm. Die Querschnittsbreite b des Bandes genügt der Bedingung 100 µm < b < 30000 µm, bevorzugt 300 µm < b < 10000 µm und das Verhältnis von Querschnittsbreite w zu Querschnittshöhe h erfüllt die Bedingung 4000 > b/h > 1.5, insbesondere 500 > b/h > 10, insbesondere 200 > b/h > 40. Bei den Tapes liegen einzelne Filamente unverdreht oder unverflochten parallel zueinander nebeneinander. Der Fahrzeugluftreifen, der solche Festigkeitsträger in Festigkeitsträgerlagen der Gürtelbandage und/oder der Karkasse und/oder der Wulstverstärkung aufweist, ist besonders in Bezug auf den Rollwiderstand bei guten übrigen Eigenschaften des Reifens verbessert. Der Vorteil eines Tapes ist die sehr hohe Festigkeit und die Gestaltungsfreiheit, auch andere als runde Querschnitte zu erhalten. Nachteilig ist eine geringe Fatigue resistance insbesondere bei knick- oder druckempfindlichen Materialien, eine für Reifenanwendungen geringe Dehnung, welche eine reine Materialdehnung ist und kein Zusammenhalt der einzelnen Filamente im Tape (Schwachstelle Adhesion).
Es ist ebenfalls bekannt, Korde als Festigkeitsträger in Verstärkungslagen für Fahrzeugluftreifen einzusetzen. Ein Kord besteht aus wenigstens 2 erstverdrehten Garnen, welche zu einem Kord endverdreht sind. Der Vorteil eines Kordes ist seine Fatigue resistance und seine hohe (strukturelle) Dehnung. Strukturelle Dehnung bedeutet, dass sich nicht das Garn längt, sondern die (Verdreh-)Struktur des Kordes die Dehnung erlaubt. Nachteilig sind die reduzierte Festigkeit und ein großer Korddurchmesser.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein flaches Festigkeitsträgerband für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen zur Verfügung zu stellen, mit welchem sowohl eine Optimierung des Rollwiderstandes eines Fahrzeugluftreifens als auch gute physikalische Eigenschaften in Bezug auf die Festigkeit erreicht sind.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Festigkeitsträgerband aus wenigstens 4 nicht-metallischen, textilen Garnen besteht, welche miteinander durch ein Flechtmuster zu einem Flachgeflecht verflochten sind, so dass das Verhältnis von Querschnittsbreite b zu Querschnittshöhe h die Bedingung 200 > b/h > 2, insbesondere 20 > b/h > 7 erfüllt.
Es bedarf mindestens vier Garne, um mit einem Flechtmuster einen flachen, aber ausreichend festen Festigkeitsträger zu erhalten. Die Garne sind unverdreht und sind mittels eines Flechtmusters zu einem Festigkeitsträger geflochten. Das geflochtene Festigkeitsträgerband weist eine höhere Festigkeit als ein vergleichbarer Kord auf und ist flacher als ein vergleichbarer Kord. Der erfindungsgemäße geflochtene Festigkeitsträger weist eine bessere Fatigue resistance insbesondere bei knick- oder druckempfindlichen Materialien und eine bessere höhere Dehnung auf als ein Tape. Somit setzt sich das geflochtene Festigkeitsträgerband in Bezug auf die vorbeschriebenen physikalischen Eigenschaften zwischen die beiden Festigkeitsträgertypen Tape und Kord.
Vorteilhaft ist es, wenn die Breite des Festigkeitsträgerbandes über dessen Längserstreckung etwa gleich ist und 0,5mm bis 10mm, vorzugsweise 1mm bis 5mm beträgt. Es ist ein Kompromiss zwischen Festigkeit (durch die Breite des Festigkeitsträgerbandes) und Haltbarkeit (durch unerwünschte Breitenverringerung durch im Betrieb auftretende Zugkräfte) erhalten.
Vorteilhaft ist es, wenn die Dicke des Festigkeitsträgerbandes über dessen Längserstreckung etwa gleich ist und 0,05mm bis 2mm, vorzugsweise 0,2mm bis 1mm beträgt. Durch das flache Festigkeitsträgerband ist eine vergleichsweise dünne Festigkeitsträgerlage im Vergleich zu im Querschnitt runden vergleichbaren Festigkeitsträgern ermöglicht, wodurch der Rollwiderstand des Reifens verbesserbar ist.
In einer bestimmten Ausführung der Erfindung bestehen die Garne aus einem hochfesten Material, vorzugsweise aus Aramid. Bei einem Geflecht sind die Ermüdungsbeständigkeit und die Dehnungseigenschaft erhöht, wodurch das Einsatzspektum von Aramid als Festigkeitsträger erweitert ist.
In einer anderen Ausführung der Erfindung ist das Festigkeitsträgerband ein Hybridfestigkeitsträgerband, welches aus zwei oder mehr unterschiedlichen, miteinander verflochtenen Garnmaterialien besteht. Die Einstellmöglichkeiten der physikalischen Eigenschaften des Festigkeitsträgerbandes sind durch Materialkombinationen verbessert.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Verstärkungslage für einen Fahrzeugluftreifen, welche ein vorbeschriebenes geflochtenes Festigkeitsträgerband aufweist. Die Verstärkungslage ist vorzugsweise eine Gürtellage, eine Karkasslage oder eine Gürtelbandagenlage. Die Festigkeitsträgerbänder sind vorzugsweise in dieser Lage in einer Dichte von 20 bis 100 epdm, in der Gürtellage vorzugsweise in einer Dichte von 20 bis 80 epdm angeordnet. „epdm“ steht für ends per dm.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Fahrzeugluftreifen, vorzugsweise einen High-Performance-PKW-Reifen, welcher eine vorbeschriebenen Verstärkungslage aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014084054 A [0003]
DE 102014202131 A1 [0004]
DE 102014211790 [0004]

Claims

Geflochtenes Festigkeitsträgerband für eine Verstärkungslage von Fahrzeugluftreifen, wobei das Festigkeitsträgerband aus Garnen besteht, welche miteinander verflochten sind, so dass die Querschnittsdicke des Festigkeitsträgers kleiner als dessen Querschnittsbreite ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Festigkeitsträgerband aus wenigstens 4 nicht-metallischen, textilen Garnen besteht, welche miteinander durch ein Flechtmuster zu einem Flachgeflecht verflochten sind, so dass das Verhältnis von Querschnittsbreite b zu Querschnittshöhe h die Bedingung 200 > b/h > 2, insbesondere 20 > w/h > 7 erfüllt.
Geflochtenes Festigkeitsträgerband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Festigkeitsträgerbandes über dessen Längserstreckung etwa gleich ist und 0,5mm bis 10mm, vorzugsweise 1mm bis 5mm beträgt.
Geflochtenes Festigkeitsträgerband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Festigkeitsträgerbandes über dessen Längserstreckung etwa gleich ist und 0,05mm bis 2mm, vorzugsweise 0,2mm bis 1mm beträgt.
Geflochtenes Festigkeitsträgerband nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne aus einem hochfesten Material, vorzugsweise aus Aramid, bestehen.
Geflochtenes Festigkeitsträgerband nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Festigkeitsträgerband ein Hybridfestigkeitsträgerband ist, welches aus zwei oder mehr unterschiedlichen, miteinander verflochtenen Garnmaterialien besteht.
Verstärkungslage für einen Fahrzeugluftreifen, welche ein geflochtenes Festigkeitsträgerband nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche aufweist.
Verstärkungslage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeitsträgerbänder in eine Dichte von 20 bis 100 epdm angeordnet sind.
Verstärkungslage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungslage eine Gürtellage, eine Karkasslage oder eine Gürtelbandagenlage ist.
Fahrzeugluftreifen, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Verstärkungslage gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 6 bis 8 aufweist und vorzugsweise ein PKW-Reifen, insbesondere ein HP-Reifen ist.