DE102018215196A1

DE102018215196A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102018215196A1
Application number: DE102018215196.2A
Authority: DE
Inventors: Zdenek Habrman; Mario Montalvo
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2020-03-12

Abstract

Fahrzeugluftreifen mit Notlaufeigenschaften mit einem profilierten Laufstreifen (1), Wülsten (5) und Seitenwänden (8), wobei in jeder Seitenwand (8) wenigstens ein im Querschnitt mondsichelförmiges Verstärkungsprofil (9) eingebracht ist, welches ringförmig über den Umfang der Seitenwand (8) geschlossen angeordnet ist und den Fahrzeugluftreifen im Pannenfall bei Luftdruckverlust über eine gewisse Fahrstrecke selbstragend erhält, wobei das Verstärkungsprofil (9) aus drei radialen Teilkernen (10, 11, 12) besteht, einem radial oberen Teilkern (11) und einem radial unteren Teilkern (12) aus einem harten elastomeren Material und einem zwischen dem oberen und unteren Teilkern (11, 12) angeordneten radial mittleren Teilkern (10) aus einem weicheren elastomeren Material und wobei der radial mittlere Teilkern (10) eine nach axial innen zum Reifeninnenraum weisende radiale Erstreckung A aufweist und eine nach axial außen weisende radiale Erstreckung B aufweist und wobei das Verstärkungsprofil (9) eine radiale Gesamterstreckung C aufweist.
Das Verhältnis der Erstreckung ist A : B = 4 - 20 : 1, wobei die Erstreckung A einen Bereich von 30% bis 80% der Gesamterstreckung C einnimmt und die Erstreckung A zumindest ist in einer Höhe der Gesamterstreckung C im Bereich von 40% - 90% angeordnet, wobei 0% Richtung Wulst (5) und 100% Richtung Laufstreifen (1) weist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit Notlaufeigenschaften mit einem profilierten Laufstreifen, Wülsten und Seitenwänden, wobei in jeder Seitenwand wenigstens ein im Querschnitt mondsichelförmiges Verstärkungsprofil eingebracht ist, welches ringförmig über den Umfang der Seitenwand geschlossen angeordnet ist und den Fahrzeugluftreifen im Pannenfall bei Luftdruckverlust über eine gewisse Fahrstrecke selbstragend erhält, wobei das Verstärkungsprofil aus drei radialen Teilkernen besteht, einem radial oberen Teilkern und einem radial unteren Teilkern aus einem harten elastomeren Material und einem zwischen dem oberen und unteren Teilkern angeordneten radial mittleren Teilkern aus einem weicheren elastomeren Material und wobei der radial mittlere Teilkern eine nach axial innen zum Reifeninnenraum weisende radiale Erstreckung A aufweist und eine nach axial außen weisende radiale Erstreckung B aufweist und wobei das Verstärkungsprofil eine radiale Gesamterstreckung C aufweist.
Ein derartiger Fahrzeugluftreifen mit Notlaufeigenschaften ist aus der DE 102004060468 A1 bekannt. Das Verstärkungsprofil weist zur Komfortsteigerung eine radiale 3-Teilung in drei Teilkerne auf, wobei der mittlere Teilkern aus einer vergleichsweise weichen Kautschukmischung hergestellt ist und sich ähnlich einem Kompressionsgummi bzw. sich wie ein Schwingungsdämpfer verhält. Erregungen der Bodenaufstandsfläche werden somit gedämpft an das Fahrwerk weiter gegeben.
Im Pannenfall selbsttragende Fahrzeugluftreifen sind in unterschiedlichen Ausführungen schon seit längerem bekannt. Die im Bereich der Seitenwände des Reifens eingebauten Verstärkungsprofile werden bezüglich ihrer Querschnittsform und bezüglich diverser Eigenschaften ihrer elastomeren Mischung derart ausgeführt, dass diese in der Lage sind, den Reifen bei einem plötzlichen Druckverlust, also im Pannenfall, über eine gewisse Laufleistung selbsttragend zu erhalten, sodass eine Weiterfahrt ermöglicht ist. Ein weiterer selbsttragender Reifen ist beispielsweise aus der DE 29 43 654 A1 bekannt. Der Reifen ist im Bereich seiner Seitenwände jeweils mit einem ein- oder mehrteiligen, etwa mondsichelförmigen Verstärkungsprofil versehen, welches zwischen der Innenschicht und der Karkasslage angeordnet ist und bis unterhalb des Gürtels und bis in die Nähe der Wulstbereiche verläuft. Aus der WO 01/43995 A1 ist ein selbsttragender Reifen bekannt, bei dem jede Seitenwand mit einem Verstärkungsprofil versehen ist, welches über seinen Querschnitt aus Lagen aus einem flexiblerem Material und einem steiferen Material besteht. Jedes Verstärkungsprofil ist daher aus einer Vielzahl von im Wesentlichen in Reifenquerrichtung orientierten Schichten zusammengesetzt.
Verstärkungsprofile oder Teile von Verstärkungsprofilen, welche aus einer eher harten Mischung bestehen stellen primär die Selbsttragefähigkeit des Reifens im Pannenlauf sicher und werden daher bei den bekannten Konstruktionen entsprechend massiv und steif ausgeführt. Die weichere Mischung dient dem Fahrkomfort und der Verhinderung von Rissbildungen insbesondere in den steiferen Teilkernen des Verstärkungsprofils.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Verstärkungsprofil bei bekannten radial dreigeteilten Konstruktionen dennoch im Pannenfall zu einer Rissbildung und somit zu einem Ausfall des Reifens neigen kann oder dass die Laufleistung zu gering ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und einen Fahrzeugreifen der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass dieser eine gute Notlaufleistung im Pannenfall aufweist.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Verhältnis der Erstreckung A : B = 4 - 20 : 1 ist, wobei die Erstreckung A einen Bereich von 30% bis 80% der Gesamterstreckung C einnimmt und dass die Erstreckung A zumindest in einer Höhe der Gesamterstreckung C im Bereich von 40% - 90% angeordnet ist, wobei 0% Richtung Wulst und 100% Richtung Laufstreifen weist.
Erfindungsgemäß ausgeführte Reifen mit Verstärkungsprofilen in den Seitenwänden weisen somit die im Stand der Technik bekannte radiale Dreiteilung auf: mit einem oberen und unteren Teilkern aus einer harten elastomeren Mischung und einem radial mittleren Teilkern aus einer weicheren elastomeren Mischung. Der obere und der untere Teilkern bestehen vorzugsweise aus ein und der selben elastomeren Mischung. Jedoch ist die Geometrie der drei radial übereinander angeordneten Teile dahingehend verbessert, dass die bevorzugten Eigenschaften beider Mischungen im Verstärkungsprofil erhalten ist. Dieses ist überraschenderweise dadurch erhalten, dass der mittlere Teilkern aus der weicheren Mischung zum Reifeninneren eine 4- bis 10fache radiale Erstreckung als zur Reifenaußenseite aufweist. Hierdurch haben der radial obere und der radial untere Teilkern aus der harten Mischung zum Reifeninneren eine vergleichsweise geringere Erstreckung. Dieses hat sich überraschenderweise als gute Maßnahme zur Vermeidung der Rissbildung herausgestellt. Denn die Risse werden bevorzugt an einer Knickstelle des Verstärkungsprofils im Pannenlauf initiiert, welche zum Reifenhohlraum gewandt etwa auf Höhe 40% - 90% der Gesamterstreckung des Verstärkungsprofils liegt. Durch die Anordnung der weicheren Mischung über eine vergleichsweise große radiale Erstreckung an der dem Reifenhohlraum zugewandte Seite ist die Rissbildung vermieden.
Zur Reifenaußenseite hingegen nimmt der mittlere Teilkern mit dem weicheren elastomeren Material eine vergleichsweise geringe Erstreckung ein, so dass der obere und untere Teilkern aus dem harten elastomeren Material hier die für einen Pannenlauf notwendige Steifheit aufbringen kann.
Somit sind die harten Teilkerne und der weiche Teilkern derart geometrisch angeordnet, dass beide Materialien die bevorzugten Materialeigenschaften optimal für den Notlaufreifen einsetzen.
Zweckmäßig ist es, wenn das Verhältnis der Erstreckung A : B = 8 - 12 : 1 ist, wobei die Erstreckung A einen Bereich von 40% bis 65% der Gesamterstreckung C einnimmt und dass die Erstreckung A zumindest in einer Höhe der Gesamterstreckung C im Bereich von 50% - 75% angeordnet ist, wobei 0% Richtung Wulst und 100% Richtung Laufstreifen weist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Shore-A-Härte des mittleren Teilkerns zwischen 65 und 78, insbesondere zwischen 68 und 72, beträgt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Shore-A-Härte des oberen Teilkerns und des unteren Teilkerns jeweils zwischen 73 und 85, insbesondere zwischen 77 und 82, beträgt.
Es ist selbstverständlich, dass die weichere Mischung eine geringere Shore-A-Härte aus die harte Mischung aufweist. Beide Mischungen unterscheiden sich mindestens um 5 Shore-A-Härtepunkte.
Vorteilhaft ist es, wenn das Verstärkungsprofil an seiner breitesten Stelle ein Breite in einem Bereich von 5 - 10 mm aufweist, wobei die Breite in axialer Richtung gemessen wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben.
Dabei zeigt die 1 einen Teilquerschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Radialreifens mit Notlaufeigenschaften für Personenkraftwagen.
Gemäß dem Teilquerschnitt, bei dem der rechte Querschnitt des Radialreifens dargestellt ist, sind die wesentlichen Bestandteile, aus welchen sich der dargestellte Reifen zusammensetzt: ein profilierter Laufstreifen 1, ein bei der gezeigten Ausführung aus zwei Lagen 2a, 2b bestehender Gürtel 2, eine insbesondere einlagig ausgeführte Karkasse 3, eine weitgehend luftdicht ausgeführte Innenschicht 4, Wülste 5 mit Wulstkernen 6 und Wulstkernprofilen 7, sowie Seitenwände 8 und etwa mondsichelförmige Verstärkungsprofile 9. Die beiden Lagen 2a des Gürtels 2 bestehen auf insbesondere bekannte Weise aus in eine Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern aus Stahlcord, welche innerhalb jeder Lage parallel zueinander verlaufen, wobei die Stahlcorde der einen Lage 2a in kreuzender Anordnung zu den Stahlcorden der zweiten Lage 2a orientiert sind und mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen 15° und 30° einschließen. Auch die Karkasse 3 kann in herkömmlicher und bekannter Weise ausgeführt sein und somit in eine Gummimischung eingebettete, in radialer Richtung (rR) verlaufende Verstärkungsfäden aus einem textilen Material oder aus Stahlcord aufweisen. Die Karkasse 3 ist um die Wulstkerne 6 von innen nach außen geführt, ihre Hochschläge 3a verlaufen neben den Wulstkernprofilen 7 in Richtung Gürtel 2.
Die beiden aus elastomeren Materialen, insbesondere aus Kautschukmischungen, hergestellten Verstärkungsprofile 9, von denen in den 1 jeweils nur das rechte Verstärkungsprofil 9 dargestellt ist, sind während des Aufbaus des Reifens auf der Innenschicht 4 positioniert worden und befinden sich daher zwischen dieser und der Karkassse 3. Die Dicke der Verstärkungsprofile 9 nimmt sowohl Richtung Gürtel 2 als auch Richtung Wulst 5 ab. Richtung Gürtel 2 reicht jedes Verstärkungsprofil 9 bis unter die Randbereiche desselben. Richtung Wulst 5 endet jedes Verstärkungsprofil 9 knapp oberhalb des Wulstkernes 6. Über den überwiegenden Bereich der Länge der Seitenwand ist jedes Verstärkungsprofil 9 nahezu konstant dick ausgeführt, seine Breite 13 beträgt an der stärksten Stelle 5 bis 10 mm, gemessen in axialer Richtung (aR).
Jedes Verstärkungsprofil 9 besteht jeweils aus drei radialen Teilkernen 10, 11, 12, einem radial oberen Teilkern 11 und einem radial unteren Teilkern 12 aus einem harten elastomeren Material und einem zwischen dem oberen und unteren Teilkern 11, 12 angeordneten radial mittleren Teilkern 10 aus einem weicheren elastomeren Material. Der radial mittlere Teilkern weist eine nach axial innen zum Reifeninnenraum weisende radiale Erstreckung A und eine nach axial außen weisende radiale Erstreckung B auf. Das Verstärkungsprofil weist eine radiale Gesamterstreckung C auf. Von besonderer Bedeutung ist, dass das Verhältnis der Erstreckung A : B = 8 - 12 : 1 ist, wobei die Erstreckung A einen Bereich von 40% bis 65% der Gesamterstreckung C einnimmt und dass die Erstreckung A zumindest in einer Höhe der Gesamterstreckung C im Bereich von 50% - 75% angeordnet ist. Hierbei weist 0% Richtung Wulst und 100% Richtung Laufstreifen.
Der mittlere Teilkern 10 besteht aus einer weicheren Mischung mit einer Shore-A-Härte von 68 bis 78 Shore-A. Die elastomere Mischung, aus welcher die harten Teilkerne 11, 12 hergestellt sind, weist eine Shore-A-Härte von 73 bis 85 Shore-A auf. Es ist klar, dass der weichere mittlere Teilkern eine geringere Shore-A-Härte als die härteren oberen und unteren Teilkerne aufweist.
Die Herstellung erfindungsgemäß ausgeführter Verstärkungsprofile kann mittels eines Duplex-Extruders erfolgen.
Bezugszeichenliste
(Bestandteil der Beschreibung)

1: Laufstreifen
2: Gürtel
2a: Lagen
3: Karkasse
4: Innenschicht
5: Wülste
6: Wulstkern
7: Wulstkernprofil
8: Seitenwände
9: Verstärkungsprofil
10: mittlerer Teilkern
11: oberer Teilkern
12: unterer Teilkern
13: Breite des Verstärkungsprofils
A: radiale Erstreckung des mittleren Teilkerns nach axial innen zum Reifeninnenraum
B: radiale Erstreckung des mittleren Teilkerns nach axial außen zur Reifenaußenseite
C: radiale Erstreckung des Verstärkungsprofils
aR: axiale Richtung
rR: radiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004060468 A1 [0002]
DE 2943654 A1 [0003]
WO 0143995 A1 [0003]

Claims

Fahrzeugluftreifen mit Notlaufeigenschaften mit einem profilierten Laufstreifen (1), Wülsten (5) und Seitenwänden (8), wobei in jeder Seitenwand (8) wenigstens ein im Querschnitt mondsichelförmiges Verstärkungsprofil (9) eingebracht ist, welches ringförmig über den Umfang der Seitenwand (8) geschlossen angeordnet ist und den Fahrzeugluftreifen im Pannenfall bei Luftdruckverlust über eine gewisse Fahrstrecke selbstragend erhält, wobei das Verstärkungsprofil (9) aus drei radialen Teilkernen (10, 11, 12) besteht, einem radial oberen Teilkern (11) und einem radial unteren Teilkern (12) aus einem harten elastomeren Material und einem zwischen dem oberen und unteren Teilkern (11, 12) angeordneten radial mittleren Teilkern (10) aus einem weicheren elastomeren Material und wobei der radial mittlere Teilkern (10) eine nach axial innen zum Reifeninnenraum weisende radiale Erstreckung A aufweist und eine nach axial außen weisende radiale Erstreckung B aufweist und wobei das Verstärkungsprofil (9) eine radiale Gesamterstreckung C aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Erstreckung A : B = 4 - 20 : 1 ist, wobei die Erstreckung A einen Bereich von 30% bis 80% der Gesamterstreckung C einnimmt und dass die Erstreckung A zumindest in einer Höhe der Gesamterstreckung C im Bereich von 40% - 90% angeordnet ist, wobei 0% Richtung Wulst (5) und 100% Richtung Laufstreifen (1) weist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Erstreckung A : B = 8 - 12 : 1 ist, wobei die Erstreckung A einen Bereich von 40% bis 65% der Gesamterstreckung C einnimmt und dass die Erstreckung A zumindest in einer Höhe der Gesamterstreckung C im Bereich von 50% - 75% angeordnet ist, wobei 0% Richtung Wulst (5) und 100% Richtung Laufstreifen (1) weist.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Shore-A-Härte des mittleren Teilkerns (10) zwischen 65 und 78, insbesondere zwischen 68 und 72, beträgt.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Shore-A-Härte des oberen Teilkerns (11) und des unteren Teilkerns (12) jeweils zwischen 73 und 85, insbesondere zwischen 77 und 82, beträgt.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (9) an seiner breitesten Stelle ein Breite (13) in einem Bereich von 5 - 10 mm aufweist, wobei die Breite (13) in axialer Richtung (aR) gemessen wird.