-
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen, einer Karkasseinlage, einem Gürtelverband mit Gürtellagen mit einer elektrisch nicht leitenden Gürtelgummierung, einer Gürtelbandage und elektrisch nicht leitenden Seitenwänden, wobei der Laufstreifen in radialer Richtung von zumindest einem elektrisch leitenden Element durchsetzt ist und zumindest eine elektrisch leitende Seitenwandpassage vorgesehen ist, welche bei auf einer Felge montiertem Reifen in elektrisch leitender Verbindung mit der Felge steht und wobei das elektrisch leitende Element mit der elektrisch leitenden Seitenwandpassage durch eine zumindest einen elektrisch leitenden Faden umfassende elektrisch leitende Gürtelpassage verbunden ist, wobei ein elektrisch leitender Bauteil ein solcher ist, welcher einen spezifischen elektrischen Widerstand von ≤ 108 Ohm·cm aufweist.
-
Ein derartiger Fahrzeugluftreifen ist beispielsweise aus der
EP 3 680 114 A1 bekannt. Der Fahrzeugluftreifen weist eine SUB-Konstruktion (sidewall under belt-Konstruktion) auf und verfügt über eine elektrisch leitende Gürtelbandage sowie über Gürtellagen mit einer elektrisch nichtleitenden Gürtelgummierung. Der Laufstreifen ist von zumindest einem elektrisch leitenden Element durchsetzt, welches mit der Gürtelbandage in Verbindung steht. In zumindest einer Reifenschulter ist zwischen dem radial äußeren Wandabschnitt der Seitenwand und der radial innersten Gürtellage mindestens ein elektrisch leitender Gummistreifen eingebaut, welcher mit der Gürtelbandage und einer elektrisch leitenden Seitenwandpassage in Verbindung steht. Die elektrisch leitende Gürtelpassage ist daher vom elektrisch leitenden Gummistreifen und der Gürtelbandage gebildet. Gemäß einer Variante weist die Gürtelbandage eine elektrisch leitende Bandagengummierung auf. Gemäß einer alternativen Variante ist die Gürtelbandage mit einer Anzahl von elektrisch leitenden Fäden versehen, sodass die elektrisch leitende Gürtelpassage solche Fäden umfasst. Durch den gebildeten Ableitweg lassen sich entsprechende Reifenbauteile aus kieselsäurehaltigen Kautschukmischungen fertigen, wodurch der Rollwiderstand reduziert ist.
-
Gesetzliche Vorgaben machen es erforderlich, immer weitere Maßnahmen aufzufinden, mit welchen sich der Rollwiderstand von Fahrzeugluftreifen weiter reduzieren lässt.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten Art unter Aufrechterhaltung des erforderlichen Ableitweges im Hinblick auf den Rollwiderstand weiter zu verbessern.
-
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der elektrisch leitende Faden einen zwischen der Karkasseinlage und der radial innersten Gürtellage verlaufenden, radial inneren Fadenabschnitt und einen an diesen anschließenden, zwischen dem Laufstreifen und der radial äußersten Gürtellage sowie gemeinsam mit der Gürtelbandage über die Gürtelkanten verlaufenden radial äußeren Fadenabschnitt aufweist.
-
Gemäß der Erfindung ist daher der Faden in den Bereich zwischen der Karkasseinlage und der radial innersten Gürtellage hineingeführt. Der Faden hat keinen messbaren Einfluss auf das Reifengewicht, sodass der Reifen im Hinblick auf den Rollwiderstand weiter verbessert ist. Durch die spezielle Führung des Fadens ist dessen Kontakt zur elektrisch leitenden Seitenwandpassage besonders zuverlässig sichergestellt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführung reicht der radial innere Fadenabschnitt bis zur Gürtelkante der radial innersten Gürtellage. Dies ist insbesondere bei Ausführungen ohne Gürtelkantenpolster günstig.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung reicht der radial innere Fadenabschnitt, im Querschnitt des Reifens betrachtet, über einen Abschnitt der radial innersten Gürtellage, welcher eine in axialer Richtung ermittelte Breite von 25% bis 75%, insbesondere von 30% bis 50%, besonders bevorzugt von 35% bis 45%, der in axialer Richtung ermittelten Breite der radial innersten Gürtellage aufweist. Ein solcher Fadenabschnitt ermöglicht einen besonders zuverlässigen Kontakt zur elektrisch leitenden Seitenwandpassage.
-
Eine bevorzugte Ausführungsvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gürtelbandage elektrisch leitend ist, sodass diese zur elektrisch leitenden Gürtelpassage gehört, wobei der radial äußere Fadenabschnitt zwischen der Gürtelbandage und der radial äußersten Gürtellage verläuft.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gürtelbandage elektrisch nichtleitend ist, wobei der radial äußere Fadenabschnitt zwischen der Gürtelbandage und dem Laufstreifen verläuft und wobei der radial äußere Fadenabschnitt das elektrisch leitende Element kontaktiert. Diese Variante ist vor allem für den Rollwiderstand des Reifens besonders vorteilhaft.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 einen Teilquerschnitt eines Fahrzeugluftreifens mit einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung und
- 2 einen Teilquerschnitt eines Fahrzeugluftreifens mit einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung.
-
Gemäß der Erfindung ausgeführte Fahrzeugluftreifen sind vorzugsweise Reifen in Radialbauart für Personenkraftwagen, Vans oder Light-Trucks (Kleintransporter mit zGM ≤ 3,5 t, Leichte LKWs mit zGM ≤ 7,5 t).
-
1 und 2 zeigen je eine Hälfte eines Querschnittes eines Fahrzeugluftreifens. Die Reifenäquatorialebene ist durch eine Linie A-A angedeutet. Die nicht gezeigte zweite Hälfte des Fahrzeugluftreifens ist vorzugsweise übereinstimmend zur gezeigten Hälfte ausgeführt.
-
Der Fahrzeugluftreifens weist einen profilierten Laufstreifen 1, einen zweilagigen Gürtelverband 2, eine Gürtelbandage 3, Seitenwände 4, Wulstbereiche mit je einem Wulstkern 5 und einem Kernreiter 6, eine Karkasseinlage 7, eine Innenschicht 8 und zwei Hornprofile 9 auf.
-
Der Laufstreifen 1 besteht aus einer radial äußeren Laufstreifenschicht 1a, welche üblicherweise als Laufstreifencap bezeichnet wird, und einer radial inneren Laufstreifenschicht 1b, die üblicherweise Laufstreifenbase genannt wird, wobei die Laufstreifenschichten 1a, 1b jeweils aus einem elektrisch nicht leitenden Gummimaterial bestehen. Im Laufstreifen 1 ist zumindest ein den Laufstreifen 1 in radialer Richtung durchsetzendes, sich bis zur Laufstreifenaußenfläche erstreckendes, elektrisch leitendes Element 10 integriert, wobei insbesondere ein einziges Element 10 in Form eines sogenannten Carbon-Center-Beams vorgesehen ist, welcher ein in Umfangsrichtung umlaufender, elektrisch leitender Gummistreifen ist. Bei mehreren elektrisch leitenden Elementen 10 sind diese derart über den Reifenumfang verteilt, dass sich beim Abrollen des Reifens jeweils zumindest eines der Elemente 10 in der Bodenaufstandsfläche befindet.
-
Die Karkasseinlage 7 verläuft zwischen dem Gürtelverband 2 und der Innenschicht 8 sowie zwischen den Seitenwänden 4 und der Innenschicht 8 und ist um die Wulstkerne 5 Karkasshochschläge 7a bildend umgeschlagen. Die Karkasseinlage 7 besteht aus einer elektrisch leitenden Karkassgummierung und in dieser eingebetteten Festigkeitsträgern, sodass die Karkasseinlage 7 elektrisch leitend ist.
-
Der Gürtelverband 2 besteht aus einer radial inneren Gürtellage 2a und einer radial äußeren Gürtellage 2b, wobei die Gürtellagen 2a, 2b Gürtelkanten 2' aufweisen und jeweils aus in einer elektrisch nicht leitenden Gürtelgummierung eingebetteten, in jeder Gürtellage 2a, 2b parallel zueinander verlaufenden Festigkeitsträgern, beispielsweise aus Stahl- oder Textilkorden bekannter Konstruktion, bestehen, wobei die Festigkeitsträger der radial inneren Gürtellage 2a jene der radial äußeren Gürtellage 2b insbesondere in bekannter Weise kreuzen. Die Gürtellagen 2a, 2b sind somit elektrisch nicht leitend. Die radial innere Gürtellage 2a weist, im quer zur Reifenäquatorialebene (Linie A-A) verlaufenden Querschnitt betrachtet, eine in axialer Richtung ermittelte Breite bGL sowie bei den Ausführungsbeispielen die Karkasseinlage 7 seitlich überragende, diese daher nicht kontaktierende, Randabschnitte 2a' auf.
-
Die Seitenwände 4 ragen unter die Randabschnitte 2a' und weisen daher jeweils einen zwischen der radial inneren Gürtellage 2a und der Karkasseinlage 7 auslaufenden, radial äußeren Wandabschnitt 4' auf. Ein Fahrzeugluftreifen, dessen Seitenwände 4 solche Wandabschnitte 4' aufweisen, wird als Fahrzeugluftreifen mit „SUB-Konstruktion“ bezeichnet, wobei SUB für „sidewall under belt“ steht. Die Seitenwände 4 bestehen aus elektrisch nicht leitendem Gummimaterial.
-
Die Gürtelbandage 3 bedeckt die Gürtellagen 2a, 2b, verläuft über die Gürtelkanten 2' der beiden Gürtellagen 2a, 2b, ist insbesondere als einlagige Spulbandage ausgeführt und besteht aus in eine Bandagengummierung eingebetteten, im Allgemeinen textilen, vorzugsweise aus Nylon gefertigten, Festigkeitsträgern.
-
Das elektrisch leitende Element 10 ist mit der elektrisch leitenden Karkasslage 7 durch eine elektrisch leitende Gürtelpassage, auf welche nachfolgend genauer eingegangen wird, verbunden.
-
Bei der in 1 gezeigten Ausführung ist die Bandagengummierung elektrisch leitend, sodass auch die Gürtelbandage 3 elektrisch leitend ist. Die Gürtelbandage 3 steht in Kontakt mit dem zumindest einem elektrisch leitenden Element 10 und bildet gemeinsam mit einem elektrisch leitenden Faden 11 die elektrisch leitende Gürtelpassage. Der elektrisch leitende Faden 11 weist einen radial inneren Fadenabschnitt 11a und einen an diesen anschließenden, radial äußeren Fadenabschnitt 11b auf. Der radial innere Fadenabschnitt 11 a verläuft zwischen der Karkasseinlage 7 und der radial inneren Gürtellage 2a sowie zwischen dem radial äußeren Wandabschnitt 4' und der radial inneren Gürtellage 2a und reicht bis zur Gürtelkante 2' der radial inneren Gürtellage 2a. Der radial innere Fadenabschnitt 11a reicht, im Querschnitt des Reifens betrachtet, über einen Abschnitt 2a'' der radial inneren Gürtellage 2a, wobei der Abschnitt 2a'' eine in axialer Richtung ermittelte Breite b1 von 25% bis 75%, insbesondere von 30% bis 50%, besonders bevorzugt von 35% bis 45%, der in axialer Richtung ermittelten Breite bGL der radial inneren Gürtellage 2a aufweist. Der radial äußere Fadenabschnitt 11b verläuft zwischen der Gürtelbandage 3 und der radial äußeren Gürtellage 2b sowie gemeinsam mit der Gürtelbandage 3 über die Gürtelkanten 2' der Gürtellagen 2a, 2b, wobei der radial äußere Fadenabschnitt 11b - bedingt durch seine Lage - die Gürtelkanten 2' der Gürtellagen 2a, 2b kontaktiert.
-
Bei einem Reifen gemäß 1 werden die beim Fahren auftretenden elektrostatischen Aufladungen vom Fahrzeug, insbesondere von der Karosserie, zum jeweiligen Untergrund („Erdung“) über einen „Ableitweg“, welcher von der Felge, dem Hornprofil 9, der Karkasseinlage 7, dem Faden 11, der Gürtelbandage 3 und dem elektrisch leitenden Element 10 gebildet ist, geleitet.
-
Bei der in 2 gezeigten Ausführung ist die Bandagengummierung elektrisch nicht leitend, sodass auch die Gürtelbandage 3 elektrisch nicht leitend ist. Die elektrisch leitende Gürtelpassage ist ausschließlich von einem elektrisch leitenden Faden 12 mit einem radial inneren Fadenabschnitt 12a und einem an diesen anschließenden, radial äußeren Fadenabschnitt 12b gebildet. Der radial innere Fadenabschnitt 12a verläuft zwischen der Karkasseinlage 7 und der radial inneren Gürtellage 2a sowie zwischen dem radial äußeren Wandabschnitt 4' und der radial inneren Gürtellage 2a und reicht daher bis zur Gürtelkante 2' der radial inneren Gürtellage 2a. Der radial innere Fadenabschnitt 12a kontaktiert, im Querschnitt des Reifens betrachtet, einen Abschnitt 2a'' der radial inneren Gürtellage 2a, wobei der Abschnitt 2a'' eine in axialer Richtung ermittelte Breite b1 von 25% bis 75%, insbesondere von 30% bis 50%, besonders bevorzugt von 35% bis 45%, der in axialer Richtung ermittelten Breite bGL der radial innersten Gürtellage 2a aufweist. Der radial äußere Fadenabschnitt 12b kontaktiert das elektrisch leitende Element 10, verläuft zwischen der Gürtelbandage 3 und der radial inneren Laufstreifenschicht 1b sowie gemeinsam mit der Gürtelbandage 3 über die Gürtelkanten 2' der Gürtellagen 2a, 2b, wobei der radial äußere Fadenabschnitt 12b - bedingt durch seine Lage - die Gürtelkanten 2' nicht kontaktiert.
-
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der „Ableitweg“ von der Felge, dem Hornprofil 9, der Karkasseinlage 7, dem Faden 12 und dem elektrisch leitenden Element 10 gebildet.
-
Die elektrisch leitenden Fäden 11, 12 bestehen bei einer bevorzugten Ausführungsvariante aus einem Trägerfaden aus einem elektrisch nicht leitenden Material, welcher eine äußere Beschichtung bzw. Ummantelung aus einem elektrisch leitenden Material aufweist. Der Trägerfaden kann beispielsweise aus Rayon, Polyester, Polyamid oder Aramid bestehen und ein Monofilament, ein Garn oder ein aus mehreren Garnen bestehender Kord sein. Die elektrisch leitende Beschichtung basiert beispielsweise auf einer Latex oder ein Elastomer enthaltenden Suspension, in welcher elektrisch leitende Partikel, etwa Rußpartikel oder Graphitpulver, enthalten sind, wodurch die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung gewährleistet ist. Zur Herstellung dieser Beschichtung kann beispielsweise ein Rußpartikel enthaltender herkömmlicher Haftvermittler verwendet werden, der so weit flüssig ist, dass der aus textilem Material bestehende Trägerfaden mittels eines Dip-Vorganges beschichtet werden kann. Verwendet werden kann beispielsweise ein RFL-Dip (Resorcin-Formaldehyd-Latex-Dip), in welchem Rußpartikel, insbesondere N 339-Partikel oder N 121-Partikel, eingemischt sind. Der Anteil an elektrisch leitenden Partikeln in der Suspension beträgt beispielsweise 10 Gew.-% bis 70 Gew.-%, insbesondere 30 Gew.-% bis 50 Gew.-%. Die elektrisch leitende Beschichtung der Trägerfäden kann auch ausschließlich aus elektrisch leitenden Partikeln, beispielsweise Rußpartikel, Graphitpulver oder Kohlenstoffnanoröhren, bestehen.
-
Im Rahmen der gegenständlichen Erfindung wird unter einem elektrisch leitenden Reifenbauteil, zu welchen beispielsweise das elektrisch leitende Element 10 und die elektrisch leitenden Fäden 11, 12 gehören, ein solcher verstanden, welcher einen spezifischen elektrischen Widerstand von ≤ 108 Ohmcm aufweist.
-
Die Erfindung ist auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt.
-
Bevorzugt sind eine Vielzahl von elektrisch leitenden Fäden 10 bzw. 11 vorgesehen, wobei die Fäden 10, 11 insbesondere über den Reifenumfang verteilt angeordnet sind. Die Fäden 10, 11 können ein Gewebe bilden. Anstelle der Fäden 10, 11 können aus solchen Fäden gebildete Korde verwendet werden.
-
Im Bereich der Gürtelkanten der Gürtelagen können in an sich bekannter Weise ausgeführte Gürtelkantenpolster vorgesehen sein. Der bzw. jeder elektrisch leitende Faden ist entweder entlang der den Gürtellagen abgewandten Seite des jeweiligen Gürtelkantenpolsterns oder zwischen den Gürtellagen und dem Gürtelkantenpolster geführt.
-
Ist eine elektrisch leitende Gürtelbandage vorgesehen, kann deren elektrische Leitfähigkeit wie in der
DE 10 2015 225 601 A1 erläutert sichergestellt werden. Eine solche Gürtelbandage weist eine elektrisch nicht leitende Bandengummierung auf, ist als Spulbandage ausgeführt und ist mit elektrisch leitenden Fäden versehen, wobei die Fäden auf der Innenseite des bzw. eines Bandagestreifens verlaufende Fadenabschnitte, auf der Außenseite des bzw. eines Bandagestreifens verlaufende Fadenabschnitte und zwischen benachbarten Windungen verlaufende, die Gürtelbandage in radialer Richtung durchsetzende Fadenabschnitte aufweisen. Der bzw. die Bandagestreifen kann bzw. können insbesondere auch mit den Fäden umwickelt sein.
-
Die Gürtelbandage kann mehrlagig, insbesondere zweilagig, ausgeführt sein. Ferner kann die Gürtelbandage, im Reifenquerschnitt betrachtet, auch nur abschnittsweise mehrlagig ausgebildet sein. Der bzw. jeder elektrisch leitende Faden 10, 11 kann bei einer mehrlagigen Gürtelbandage zwischen den Lagen der Gürtelbandage verlaufende Fadenabschnitte aufweisen.
-
Der radial äußere Fadenabschnitt kann im Bereich benachbarter Windungen der Gürtelbandage (einlagige Gürtelbandage) bzw. im Bereich benachbarter Windungen einzelner Lagen der Gürtelbandage (mehrlagige Gürtelbandage) durchgeführt sein.
-
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen bildet die elektrisch leitende Karkasseinlage 7 gemeinsam mit dem jeweiligen Hornprofil 9 im Bereich jeder Seitenwand 4 eine elektrisch leitende Seitenwandpassage, welche bei auf der Felge montierten Reifen in elektrisch leitender Verbindung mit der Felge steht und die elektrisch leitende Gürtelpassage kontaktiert. Die elektrisch leitende Seitenwandpassage kann auch ohne elektrisch leitende Karkasseinlage und/oder ohne elektrisch leitendes Hornprofil realisiert werden, beispielsweise durch elektrisch leitende Fäden, welche auf der Karkasseinlage und/oder auf der Innenseite der Seitenwand und des Hornprofils aufgebracht sind, wie es beispielsweise aus der
DE 10 2010 017 444 A1 bzw. der
WO 2017/088994 A1 bekannt ist. Die elektrisch leitende Seitenwandpassage kann ferner von einer im Zuge der Reifenfertigung aufgebrachten elektrisch leitenden Suspension gebildet sein, wie sie etwa aus der
EP 3 103 661 B1 bekannt ist. Anstelle eines elektrisch leitenden Hornprofils ist es beispielsweise möglich, an der Außenseite eines elektrisch nicht leitenden Hornprofils elektrisch leitendes Material vorzusehen, so wie es beispielsweise aus der
DE 10 2015 255 150 A1 bekannt ist. Das elektrisch leitende Material ist dabei insbesondere ein Gummistreifen, ein Gewebe, ein Faden, eine aufgebrachte elektrisch leitende Paste bzw. eine leitende Suspension oder ein aufgebrachtes elektrisch leitendes Pulver oder Granulat.
-
Es ist daher möglich, das Gummimaterial des Laufstreifens, die Bandagengummierung, die Gürtelgummierung, die Karkassgummierung, das Gummimaterial der Seitenwand und das Gummimaterial des Hornprofils elektrisch nicht leitend auszuführen. Die diesen Gummimaterialien zugrundeliegenden Kautschukmischungen können daher vorteilhafterweise einen hohen Anteil an Kieselsäure als Füllstoff weisen, wodurch der Rollwiderstand des Reifens deutlich gesenkt wird.
-
Der Laufstreifen kann einschichtig ausgeführt sein oder mehr als zwei Laufstreifenschichten aufweisen. Der Fahrzeugluftreifen muss keine SUB-Konstruktion aufweisen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Laufstreifen
- 1a
- radial äußere Laufstreifenschicht
- 1b
- radial innere Laufstreifenschicht
- 2
- Gürtelverband
- 2a
- radial innere Gürtellage
- 2a'
- Randabschnitt
- 2a''
- Abschnitt
- 2b
- radial äußere Gürtellage
- 2'
- Gürtelkante
- 3
- Gürtelbandage
- 4
- Seitenwand
- 4'
- radial äußerer Wandabschnitt
- 5
- Wulstkern
- 6
- Kernreiter
- 7
- Karkasseinlage
- 7a
- Karkasshochschlag
- 8
- Innenschicht
- 9
- Hornprofil
- 10
- elektrisch leitendes Element
- 11
- elektrisch leitender Faden
- 11a
- radial innerer Fadenabschnitt
- 11b
- radial äußerer Fadenabschnitt
- 12
- elektrisch leitender Faden
- 12a
- radial innerer Fadenabschnitt
- 12b
- radial äußerer Fadenabschnitt
- A-A
- Linie (Reifenäquatorialebene)
- b1, bGL
- 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 3680114 A1 [0002]
- DE 102015225601 A1 [0030]
- DE 102010017444 A1 [0033]
- WO 2017/088994 A1 [0033]
- EP 3103661 B1 [0033]
- DE 102015255150 A1 [0033]
