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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen mit einem eine Laufstreifenprofilierung enthaltenden Bereich mit durch Rillen, wie Umfangsrillen, Querrillen und Schrägrillen, gebildeten Profilpositiven, wie Profilblöcken oder Profilbändern, und mit Einschnitten in Profilpositiven, wobei die Rillen und die Einschnitte an der Laufstreifenperipherie Kanten aufweisen, wobei Kanten vorhanden sind, entlang welchen zumindest abschnittsweise Fasen ausgebildet sind.
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Es ist üblich, in Laufstreifenprofilen an den Begrenzungskanten von Rillen und von Einschnitten Fasen auszubilden, das heißt, entlang dieser Kanten zumindest abschnittsweise schmale Schrägflächen vorzusehen, die in radialer Richtung beispielswiese bis in eine Tiefe von 0,50 mm bis 2,50 mm reichen. Ein Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen mit Profilblöcken, die Blockkanten mit Fasen aufweisen, ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 202 614 A1 bekannt. Der Laufstreifen dieses Fahrzeugluftreifens weist schulterseitige Profilrippen auf, die durch Querrillen, deren eine Begrenzungskanten angefast sind, profilblockartig strukturiert sind. Die Fasen verlaufen unter einem Winkel von 30° bis 50° zur radialen Richtung und reichen in radialer Richtung bis in eine Tiefe von 0,50 mm bis 1,50 mm.
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Ein weiterer Fahrzeugluftreifen eingangs genannter Art ist aus der
DE 10 2014 220 147 A1 bekannt. Der Laufstreifen dieses Fahrzeugluftreifens weist Profilblockreihen und/oder Profilbänder auf, welche jeweils mit einer Vielzahl von Querrillen versehen sind, wobei eine der Rillenflanken der Querrillen über eine als ebene Schrägfläche ausgebildete Fase in die Laufstreifenperipherie übergeht. Zwischen diesen Fasen und den betreffenden Rillenflanken ist jeweils ein knickfreier Übergang ausgebildet.
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Bekannterweise vergrößern Fasen das Negativvolumen des Laufstreifens und sorgen daher für eine Verbesserung des Wasserableitvermögens des Laufstreifens und, falls es sich um einen Fahrzeugluftreifen handelt, welcher für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen, wie etwa Schnee, vorgesehen und geeignet ist, für mehr Aufnahme von Schnee in den betreffenden Rillen, sodass auf diese Weise die Schnee-Schnee Reibung verbessert ist.
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Durch die Vergrößerung des Negativvolumens des Laufstreifens ist die Positivfläche entsprechend verringert, wodurch sich die auf die Randbereiche der Profilpositive wirkenden Kräfte in der Bodenaufstandsfläche erhöhen, was ebenfalls zu einer Verbesserung des Eindringens von Schnee beiträgt. Nach einer gewissen Nutzungsdauer ist durch Laufstreifenabrieb die Wirkung der Fasen zuerst verringert und dann komplett aufgehoben, sodass die Schneeperformance des Laufstreifens entsprechend reduziert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten Art auch bei durch Abrieb des Laufstreifens abgefahrenen bzw. verschwundenen Fasen eine gute Schneeperformance zu erhalten.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der die Laufstreifenprofilierung enthaltende Bereich des Laufstreifens in radialer Richtung mehrschichtig aufgebaut ist und zumindest eine radial äußerste, eine Dicke aufweisende Laufstreifenschicht aus einem ersten Gummimaterial und eine an diese in radialer Richtung anschließende weitere Laufstreifenschicht aus einem zweiten Gummimaterial aufweist, wobei Fasen vorgesehen sind, die ausschließlich in der radial äußersten Laufstreifenschicht ausgebildet sind und wobei das Gummimaterial der weiteren Laufstreifenschicht eine bessere Schneeperformance aufweist, als das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht.
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Bei erfindungsgemäß ausgeführten Fahrzeugluftreifen weist der Laufstreifen radial innerhalb der äußersten Laufstreifenschicht, in welcher Fasen ausgebildet sind, eine Laufstreifenschicht auf, deren Gummimaterial eine bessere Schneeperformance aufweist als das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht. Nach einem Abreiben der Fasen am Laufstreifen kann die bessere Schneeperformance des Gummimaterials der anschließenden weiteren Laufstreifenschicht den Nachteil des verringerten Negativvolumens ausgleichen. Unter „Schneeperformance“ fallen jene Eigenschaften, die ein Gummimaterial hinsichtlich Traktion, Bremsen und Griff auf schneeigem Untergrund besitzt.
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Bei einer bevorzugten Ausführung gehören zu den in der radial äußersten Laufstreifenschicht ausgebildeten Fasen solche Fasen, deren größte radiale Erstreckung der Dicke der radial äußersten Laufstreifenschicht entspricht. Bei einer alternativen Ausführung gehören zu den in der radial äußersten Laufstreifenschicht ausgebildeten Fasen solche Fasen, deren größte radiale Erstreckung geringer oder größer ist als die Dicke der radial äußersten Laufstreifenschicht. Bei all diesen Varianten ist sichergestellt, dass sich die Fasen zur Gänze oder zumindest Großteils innerhalb der radial äußersten Laufstreifenschicht, im Gummimaterial mit der besseren Schneeperformance, befinden.
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Dabei kann im Laufstreifen des Fahrzeugluftreifens zumindest ein Teil der vorgesehenen Fasen oder es können sämtliche im Laufstreifen vorgesehenen Fasen innerhalb der radial äußersten Laufstreifenschicht ausgebildet sein. Bei bestimmten Reifentypen oder bei Reifen, die für besondere Einsatzzwecke vorgesehen sind, kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn in bestimmten Laufstreifenbereichen Fasen ausgebildet sind, die bis in die weitere Laufstreifenschicht hineinreichen.
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Die Dicke der radial äußersten Laufstreifenschicht kann je nach Reifentyp und Einsatzzweck des Reifens variieren, wird jedoch bevorzugterweise in einem Bereich von 1,00 mm bis 5,00 mm, insbesondere bis zu 2,50 mm, vorzugsweise bis zu 1,70 mm, liegen.
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Einem Fachmann ist es bekannt ist, wie Gummimaterialien von Laufstreifen zusammenzusetzen sind und welche physikalischen Eigenschaften die Gummimaterialien aufzuweisen haben, um eine bestimmte Schneeperformance zu erzielen bzw. um die Schneeperformance positiv zu beeinflussen.
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Ein die Schneeperformance kennzeichnender Parameter ist die Kälteflexibilität der Gummimaterialen, die sich durch den dynamischen Speichermodul der Gummimaterialen bei 55°C und durch den dynamischen Speichermodul der Gummimaterialen bei -15°C charakterisieren lässt.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht einen größeren dynamischen Speichermodul bei 55°C, ermittelt gemäß DIN 53512, aufweist, als das Gummimaterial der weiteren Laufstreifenschicht und wenn dieser dynamische Speichermodul 10,10 MPa bis 17,00 MPa, insbesondere bis zu 15,00 MPa beträgt und wenn dieser dynamische Speichermodul beim Gummimaterial der weiteren Laufstreifenschicht 2,00 MPa bis 10,00 MPa, insbesondere mindestens 3,50 MPa, beträgt. Die radial äußere Laufstreifenschicht ist daher weniger steif als die an diese anschließende weitere Laufstreifenschicht, wodurch letztere weicher ist als die radial äußerste Laufstreifenschicht und einen „besseren“ Schnee-, Nass- und Eisgriff aufweist.
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Das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht weist ferner bevorzugt einen um 1 % bis 90 %, insbesondere um 20 % bis 70 % und besonders bevorzugt um 30 % bis 60 %, größeren dynamischen Speichermodul bei 55°C auf als das Gummimaterial der weiteren Laufstreifenschicht.
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Was den dynamischen Speichermodul bei -15°C betrifft, weist das Gummimaterial der weiteren Laufstreifenschicht einen kleineren dynamischen Speichermodul bei - 15°C auf als das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht. Die Kälteflexibilität der weiteren Laufstreifenschicht ist daher höher als jene der radial äußersten Laufstreifenschicht. Auch dadurch sind die Schnee- und Nassgriffeigenschaften der weiteren Laufstreifenschicht, gegenüber der radial äußersten Laufstreifenschicht, verbessert.
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Bevorzugt weist das Gummimaterial der weiteren Laufstreifenschicht einen um 0,5 % bis 97,5 %, bevorzugterweise um 20 % bis 70 % und besonders bevorzugterweise um 30 % bis 60 %, kleineren Speichermodul bei -15°C auf als das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht.
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Von besonderem Vorteil hinsichtlich des Unterschiedes in der Kälteflexibilität der beiden Gummimaterialien ist, wenn das Gummimaterial der weiteren Laufstreifenschicht einen Speichermodul bei -15°C aufweist, welcher 5,00 MPa bis 30,00 MPa und insbesondere 7,00 MPa bis 27,00 MPa beträgt und wenn der Speichermodul bei -15°C des Gummimaterials der radial äußersten Laufstreifenschicht 30,10 MPa bis 200,00 MPa, insbesondere bis zu 170,00 MPa, beträgt.
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Für eine gute Eisperformance der Gummimaterialien der radial äußersten und der an diese anschließenden weiteren Laufstreifenschicht ist es ferner vorteilhaft, wenn beide Gummimaterialen übereinstimmende Spannungswerte, ermittelt bei 300 % Dehnung und gemäß DIN 53504, aufweisen. Insbesondere betragen diese Spannungswerte 4,00 MPa bis 12,00 MPa, vorzugsweise 6,00 MPa bis 10,00 MPa.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 bis 4 Ausschnitte von Umfangsabschnitten eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens und
- 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der 1.
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Gemäß der Erfindung ausgeführte Reifen sind Fahrzeugluftreifen in Radialbauart, insbesondere Reifen für Personenkraftwagen, Vans, Light-Trucks oder Nutzfahrzeuge. Diese Fahrzeugluftreifen sind ferner für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen, insbesondere auf Schnee, vorgesehen bzw. geeignet.
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1 zeigt einen Umfangsabschnitt einer Profilblockreihe 2 aus Profilblöcken 3, 2 bis 4 zeigen Umfangsabschnitte eines Profilbandes 1. Seitlich der Profilblockreihe 2 und des Profilbandes 1 verlaufen Umfangsrillen 4. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Profilblöcke 3 voneinander durch Querrillen 5 getrennt, wobei unter Querrillen solche Rillen zu verstehen sind, die sich unter einem Winkel von bis zu 45° relativ zur axialen Richtung des Reifens bzw. des Laufstreifens erstrecken. Die Querrillen 5 können über ihren Verlauf eine konstante Breite und Tiefe aufweisen, ihre Breite und ihre Tiefe können jedoch auch über ihre Erstreckung variieren. Darüber hinaus können die Querrillen 5 auch insgesamt bogenförmig verlaufen oder sich aus mehreren aneinander anschließenden Abschnitten zusammensetzen.
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Die Umfangsrillen 4 können in Umfangsrichtung gerade, zickzackförmig oder wellenförmig verlaufen, je nach der Ausgestaltung der Profilblöcke 3 und des Profilbandes 1 und der weiteren nicht dargestellten Profilblöcke und/oder Profilbänder des Laufstreifens. Zumindest einige der Umfangsrillen 4 weisen an ihren tiefsten Stellen eine Tiefe auf, die der vorgesehenen Profiltiefe des Neureifens entspricht.
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Das in 2 bis 4 beispielhaft und vereinfacht gezeigte Profilband 1 ist durch sacknutartig innerhalb des Profilbandes 1 endende Querrillen 6 in profilblockartige Profilelemente 7 gegliedert. Bezüglich des Verlaufs und der Erstreckung der Querrillen 6 relativ zur axialen Richtung gilt Analoges wie zu den Querrillen 5 beschrieben. Kanten 3a begrenzen in 1 die Querrillen 5 an der Laufstreifenperipherie, in 2 bis 4 begrenzen Kanten 7a die Querrillen 7 und eine Kante 1a das Profilband 1 zu der einen Umfangsrille 4.
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Bei der Ausführung gemäß 1 und 2 ist bei jeder Querrille 5, 7 jeweils an einer der Kanten 3a, 7a eine Fase 8, 8' ausgebildet. Bei der Ausführung gemäß 3 sind an der Profilblockkante 1a abschnittsweise Fasen 8" ausgebildet. 4 zeigt eine Ausführung mit Einschnitten 11 in den blockartigen Profilelementen 7, wobei die Einschnitte 11 jeweils an der einen an der Lauftreifenperipherie befindlichen Kante 11a mit einer Fase 8''' versehen ist. Einschnitte sind bekannter Weise schmale Rillen, insbesondere mit einer Breite von 0,40 mm bis 2,00 mm radial innerhalb der Fasen 8'''. Die Fasen 8, 8', 8''' verlaufen über die gesamte Erstreckung der Kanten 3a, 7a und 11a. Die Fasen 8, 8', 8'' und 8''' sind bekannterweise Schrägflächen, die von der Laufstreifenperipherie ausgehend bis zu den Rillenflanken der betreffenden Rillen 6, 7 und 4 bzw. der Einschnittflanken der Einschnitt 11 verlaufen und die durch ihre Neigung relativ zur radialen Richtung eine lokale Verbreiterung der Querrillen 6, 7, der Umfangsrille 4 und der Einschnitte 11 im Bereich der Laufstreifenperipherie bewirken. Die Fasen 8, 8', 8" und 8''' verlaufen, wie es 5 anhand von Fasen 8 zeigt, zur radialen Richtung unter einem Winkel α von 35° bis 55°, insbesondere von 45° bis 50°. Die größte Breite bF der Fasen 8, 8', 8" und 8''' beträgt insbesondere 1,00 mm bis 3,00 mm, wobei die Fasen 8' und 8''' zum innenseitigen Ende der Querrillen 7 bzw. Einschnitte 11 im Profilband 1 auslaufen, ihre Breite nimmt daher kontinuierlich ab und entspricht an der breitesten Stelle der erwähnten Breite bF.
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Wie es die Schnittdarstellung in 5 zeigt, weist der Laufstreifen einen mehrschichtigen Aufbau auf und besteht daher in jenem Bereich, in welchem die Laufstreifenprofilierung ausgebildet ist, aus zwei Laufstreifenschichten 9 und 10. Die Schicht 10 ist die radial äußerste Schicht, die Schicht 9 befindet sich radial innerhalb der Schicht 10. Die Laufstreifenschichten 9 und 10 umlaufen den gesamten Laufstreifen, die Schicht 10 zumindest in jenem Bereich des Laufstreifens, welcher bei auf einem Fahrzeug montierten Fahrzeugluftreifen und beim Fahren mit dem Untergrund üblicherweise in Kontakt kommt. Radial innerhalb der Schicht 10 kann der mit der Laufstreifenprofilierung, also Umfangsrillen, Querrillen, Schrägrillen und dergleichen, versehene Teil des Laufstreifens auch mehrschichtig, insbesondere aus zwei weiteren Schichten, aufgebaut sein. Eine derartige Mehrschichtigkeit ist nicht Gegenstand der Erfindung und wird daher auch nicht weiter beschrieben.
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Die Laufstreifenschicht 10 ist in einer derartigen Dicke d10 ausgeführt, dass sämtliche der Fasen 8, 8', 8", 8''' gerade noch innerhalb der Laufstreifenschicht 10 ausgebildet sind. Nach dem Aufbau des Rohreifen besitzt die Kautschukmischungsschicht, welche nach der Vulkanisation des Reifens die Laufstreifenschicht 10 bildet, eine weitgehend konstante Dicke d10. Durch die Verformungsvorgänge in einer Vulkanisationsform, in welcher der Reifen vulkanisiert wird und seine Laufstreifenprofilierung eingeprägt wird, wird die Dicke d10 der Schicht 10 etwas ungleichmäßig, sodass eine weitgehend konstante Dicke d10 hauptsächlich im mittleren Bereich der Profilblöcke 3 und der blockartigen Elemente 7 der Profilbänder 1 vorliegt. In jedem Fall wird die Dicke d10 der Schicht 10 auf die vorgesehene Ausgestaltung mit Fasen 8, 8', 8", 8''' abgestimmt, sodass, wie bereits erwähnt, die Fasen 8, 8', 8", 8''' ausschließlich im Gummimaterial der Schicht 10 ausgebildet werden. Dabei kann die Dicke d10 der Laufstreifenschicht 10 die radiale Erstreckung der Fasen 8, 8', 8" und 8''' geringfügig übersteigen.
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Die radial äußerste Laufstreifenschicht 10 besteht aus einem Gummimaterial, welches sich vom Gummimaterial der unmittelbar angrenzenden Laufstreifenschicht 9 unterscheidet und zwar hinsichtlich der Eigenschaften, die unter den Begriff „Schneeperformance“ zusammengefasst werden. Das Gummimaterial der unmittelbar an die radial äußerste Laufstreifenschicht 10 anschließenden Laufstreifenschicht 9 weist eine bessere Schneeperformance auf als das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht 10. Unter „Schneeperformance“ fallen jene Eigenschaften, die ein Gummimaterial insbesondere hinsichtlich Traktion, Bremsen und Griff auf schneeigem Untergrund besitzt.
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Die Laufstreifenschicht 9 und die Laufstreifenschicht 10 sind aus unterschiedlichen Kautschukmischungen hergestellt, derart, dass sich vorzugsweise die dynamischen Steifigkeiten der Gummimaterialen der Laufstreifenschichten 9,10 voneinander unterscheiden, wobei die Gummimaterialen der beiden Laufstreifenschichten 9,10 darüber hinaus vorzugsweise übereinstimmende bzw. im Wesentlichen übereinstimmende Spannungswerte bei 300% Dehnung aufweisen.
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Die dynamische Steifigkeit wird insbesondere durch den dynamischen Speichermodul der Gummimaterialen bei 55°C und den dynamischen Speichermodul der Gummimaterialen bei -15°C charakterisiert. Die dynamischen Speichermodule werden gemäß DIN 53512 in der zum Anmeldezeitpunkt geltenden Fassung bestimmt.
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Der Speichermodul bei +55°C des Gummimaterials der radial äußersten Laufstreifenschicht 10 ist um 1% bis 90%, bevorzugter Weise um 20% bis 70%, besonders bevorzugter Weise um 30% bis 60%, größer als jener des Gummimaterials der Laufstreifenschicht 9. Das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht 10 weist einen Speichermodul bei +55°C von 10,10 MPa bis 17,00 MPa, insbesondere bis 15,00 MPa, auf. Der Speichermodul bei +55°C des Gummimaterials der Laufstreifenschicht 9 beträgt 2,00 MPa bis 10,00 MPa, insbesondere mindestens 3,50 MPa. Die Laufstreifenschicht 10 ist daher steifer als die Laufstreifenschicht 9.
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Das Gummimaterial der Laufstreifenschicht 9 weist einen um 0,5% bis 97,5%, bevorzugter Weise um 20% bis 70%, und besonders bevorzugter Weise um 30% bis 60% kleineren Speichermodul bei -15°C auf als das Gummimaterial der radial äußersten Laufstreifenschicht 10, welcher 5,00 MPa bis 30,00 MPa und insbesondere 7,00 MPa bis 27,00 MPa, beträgt. Der Speichermodul bei -15°C der Laufstreifenschicht 10 beträgt 30,10 MPa bis 200,00 MPa, insbesondere bis zu 170,00 MPa. Die Laufstreifenschicht 9 besitzt daher eine höhere Kälteflexibilität als die Laufstreifenschicht 10 und weist daher bessere Schnee- und Nassgriffeigenschaften als die Laufstreifenschicht 10 auf.
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Die Gummimaterialien der Laufstreifenschicht 9 und 10 weisen vorzugsweise eine gleich große semidynamische Steifigkeit auf. Als Maß für die semidynamische Steifigkeit dient der Spannungswert bei 300% statischer Dehnung bei Raumtemperatur gemäß DIN 53504. Die 300%-Werte der Laufstreifenschichten 9 und 10 sind weitgehend gleich groß und betragen 4,00 MPa bis 12,00 MPa, insbesondere 6,00 MPa bis 10,00 MPa. Unter gleich großen 300%-Werten sind solche zu verstehen, die um bis zu 2% voneinander abweichen. Dadurch weisen beide Laufstreifenschichten 9 und 10 eine gute Eisperformance auf.
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Es wird darauf verwiesen, dass es dem Fachmann bekannt ist, mit welchen Kautschukmischungszusammensetzungen der Gummischichten sich die gewünschten und erwähnten physikalischen Eigenschaften erzielen lassen.
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Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsformen nicht eingeschränkt, insbesondere ist es möglich, die äußerste Laufstreifenschicht 10 etwas dicker, insbesondere um bis zu 1,50 mm dicker, auszuführen, als es für die größte radiale Erstreckung der Fasen 8, 8', 8" und 8''' oder einiger dieser Fasen erforderlich wäre.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Profilband
- 1a
- Kante
- 2
- Profilblockreihe
- 3
- Profilblock
- 3a
- Kante
- 4
- Umfangsrille
- 5
- Querrille
- 6
- Querrille
- 7
- Profilelement
- 7a
- Kante
- 8, 8', 8", 8''
- Fase
- 9, 10
- Laufstreifenschicht
- 11
- Einschnitt
- 11a
- Kante
- bF
- Breite
- d10
- Dicke
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015202614 A1 [0002]
- DE 102014220147 A1 [0003]
