DE10358460B3

DE10358460B3 - Radial vehicle pneumatic tire, with steel cord belts, has belt layers of different widths embedded in rubber with rubber cushions between the layers to reduce stress at the edges

Info

Publication number: DE10358460B3
Application number: DE2003158460
Authority: DE
Inventors: Christian Dr. Weber; Klaus Peters
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2003-12-13
Filing date: 2003-12-13
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-12-14

Abstract

The vehicle pneumatic tire has a radial carcass (1) and a running surface (13a) with the tread around its circumference. The belt of tire cords is composed of at least two layers with different widths (2-4), of steel cords embedded in rubber (24). The layers are parallel to each other, aligned at an acute angle to the equatorial planes of the tire. The cords of one belt layer intersect with the cords in a second layer. Rubber cushions (7,8) with different modules of elasticity are formed between the cord layers at their edges, together with rubber edge strips (9). The rubber cushions between the cord layers have at least four rubber layers, each with a different module of elasticity, which decreases from the more narrow cord layer to the wider layer. For a truck tire the rubber cushions are between the first and third cord belt layers and, for an automobile tire, the rubber cushions are between the first and second layers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit den Merkmalen des obergriffs des Patentanspruch 1.The invention relates to a pneumatic vehicle tire with the features of the top handle of claim 1.

Es ist in Radialreifen üblich, Gürtelkantenpolster anzuordnen. In Fahrzeugluftreifen für Lastkraftwagen mit einem drei- oder vierlagig ausgeführten Gürtel befinden sich die Gürtelkantenpolster meist zwischen der zweiten und der dritten Gürtellage. Bei einer vierlagigen Ausführung des Gürtels für LKW – Radialreifen ist die radial äußerste, die vierte Gürtellage, in der Regel die am schmälsten ausgeführte Lage. Eine Standardkonstruktion mit vier Gürtellagen ist beispielsweise ein 4-Lagen Dreiecksgürtel, dessen erste Gürtellage schmäler ist als die zweite. Die dritte Gürtellage ist schmäler als die zweite. Bei einer derartigen Anordnung der Gürtellagen sind an den Kanten der dritten Gürtellage die Spannungen und die thermischen Belastungen während des Betriebes des Reifens am größten. Die Kanten der dritten Gürtellage sind somit auch die üblichen Stellen zur Initiierung von Rissen. Darunter leiden die Laufleistung und die Runderneuerungsfähigkeit der Reifen.It is common in radial tires, belt edge pads to arrange. In pneumatic vehicle tires for trucks with one three or four layers belt the belt edge pads are mostly between the second and third belt layers. With a four-layer execution of the belt for radial truck tires is the radially outermost, the fourth belt layer, usually the narrowest executed Location. A standard construction with four belt layers is for example a 4-layer triangular belt, its first belt layer narrower is as the second. The third belt layer is narrower than the second. With such an arrangement of the belt layers are on the edges of the third belt layer the stresses and thermal loads during the operation of the tire the biggest. The Edges of the third belt layer are therefore also the usual Places to initiate cracks. This affects the mileage and retreadability the mature.

Zur Verbesserung der Dauerstandsfestigkeit der Reifenzenitpartie durch einen verbesserten Zusammenhalt seiner Lagen und Schichten beschreibt die DE 31 05 209 C2 einen Reifen, der zwischen zwei Gürtellagen eine Gummischicht aufweist. Die Gummischicht hat einen weicheren Mittelteil mit einer Härte von 40 bis 50 Shore A und Randabschnitte mit einer Härte von 58 bis 80 Shore A.Describes the improvement of the fatigue strength of the tire zenith section through improved cohesion of its layers and layers DE 31 05 209 C2 a tire that has a rubber layer between two belt layers. The rubber layer has a softer middle section with a hardness of 40 to 50 Shore A and edge sections with a hardness of 58 to 80 Shore A.

In der DE 31 22 015 A1 werden Reifen beschrieben, die an den Gürtelkanten besonders elastische Gürtelkanten-Schutzlagen aufweisen, die oberhalb, unterhalb und zwischen den beiden Lagen des Gürtels vorliegen.In the DE 31 22 015 A1 describes tires that have particularly elastic belt edge protective layers on the belt edges, which are present above, below and between the two layers of the belt.

Aus der EP 0 785 095 B ist ein Fahrzeugluftreifen bekannt, welcher einen zumindest aus drei Gürtellagen bestehenden Gürtelverband aufweist, wobei zwei der aneinander angrenzenden Lagen mit einander kreuzenden Stahlcorden versehen sind. Zwischen diesen beiden Lagen ist ein Gummipolster angeordnet, welches einen kleineren Modul aufweist als die Beschichtungsgummis der beiden Gürtellagen. Diese bekannte Lösung hat sich für die Laufleistung des Reifens als nicht optimal herausgestellt.From the EP 0 785 095 B A pneumatic vehicle tire is known which has a belt structure consisting of at least three belt plies, two of the plies adjacent to one another being provided with steel cords crossing one another. A rubber cushion is arranged between these two layers, which has a smaller module than the coating rubbers of the two belt layers. This known solution has not been found to be optimal for the mileage of the tire.

Ein Reifen der eingangs genannten Art ist aus der EP 1 062 106 B bekannt. Die Gürtelkantenpolsterungen umfassen die Gürtelgummierung, eine Gürtelkanteneinfassung der radial äußeren Lage und ein Gürtelkantenpolster zwischen den beiden betrachteten Gürtellagen. Die Elastizitätsmoduli für die Gürtelgummierung, die Gürtelkanteneinfassung und die Gürtelkantenpolster zwischen den Lagen werden derart aufeinander abgestimmt, dass die Gummimischung des Gürtelkantenpolsters den kleinsten und die Gürtelgummierung der radial äußeren Lage den größten Modul aufweist. Ferner soll die Dicke der Gürteleinfassung mindestens 50 % der Gesamtdicke an Gummi zwischen den Erzeugenden der Stahlcorde der beiden Gürtellagen sein. Diese bekannte Lösung verbessert zwar das oben erwähnte Problem, das Auftretung und Fortschreiten von Gummirissen werden örtlich mehr in den Polstergummi verlagert, sie ist jedoch nach wie vor unbefriedigend.A tire of the type mentioned is from the EP 1 062 106 B known. The belt edge padding comprises the belt rubber, a belt edge border of the radially outer layer and a belt edge cushion between the two belt layers under consideration. The moduli of elasticity for the belt rubber, the belt edge edging and the belt edge pads between the layers are matched to one another in such a way that the rubber mixture of the belt edge pad has the smallest and the belt rubber of the radially outer layer has the largest module. Furthermore, the thickness of the belt border should be at least 50% of the total thickness of rubber between the generators of the steel cords of the two belt layers. Although this known solution improves the above-mentioned problem, the occurrence and progression of rubber cracks are shifted more locally into the cushion rubber, but it is still unsatisfactory.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, einen Reifen der eingangs genannten Art zur verbessern und derart auszuführen, dass die Belastungen an den Gürtelkanten der betrachteten zwei Gürtellagen derart gering ist, dass hier kaum Risse entstehen.This is where the invention begins, whose task is to create a tire of the type mentioned Kind to improve and execute in such a way that the loads on the belt edges of the two belt layers considered is so small that there are hardly any cracks.

Die Lösung diser aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.The solution to this problem is in the claim 1 specified.

Bei erfindungsgemäßen Ausführungen können die dynamischen Beanspruchungen wirkungsvoll von den kritischen Gürtelkanten zu weitaus weniger kritischen Bereichen transferiert werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Abstufung in möglichst vielen, insbesondere in zumindest vier Schritten herausgesellt. Durch die Erfindung werden nicht nur die auftretenden Spannungen an den Kanten der äußeren Gürtellage deutlich reduziert, es treten auch die sonst zur Rissbildung führenden lokalen Spannungsspitzen ausreichend weit entfernt von diesen Kanten auf. Damit werden die Haltbarkeit der Gürtelkanten und somit die Laufleistung des gesamten Reifens deutlich erhöht.In the embodiments according to the invention, the dynamic loads can effective from the critical belt edges to far less critical areas are transferred. To be particularly advantageous has a gradation in if possible many, especially in at least four steps. The invention not only reduces the stresses that occur on the edges of the outer belt layer significantly reduced, there are also those that otherwise lead to crack formation local voltage peaks sufficiently far from these edges on. This increases the durability of the belt edges and thus the mileage of the entire tire increased significantly.

Gemäß der Erfindung können die mindestens vier Bauteile (Gummischichten) unterschiedlicher Moduli M100% aus folgendenden Bauteilen ausgewählt werden:
Der Gürtelgummierung, zumindest einer der beiden Gürtellagen, insbesondere der schmäleren Gürtellage, einer Gürteleinfassung zumindest einer der beiden Gürtellagen, insbesondere der schmäleren Gürtellage, einem oder mehreren Gürtelkantenpolster(n) und Gürtelkantenstreifen an zumindest einer der beiden Gürtellagen, insbesondere der breiteren Lage. Welche dieser Bauteile und in welchen Kombinationen herangezogen werden hängt insbesondere von der jeweiligen Gürtelkonstruktion des Fahrzeugluftreifens ab.According to the invention, the at least four components (rubber layers) of different moduli M100% can be selected from the following components:
The belt rubber, at least one of the two belt layers, in particular the narrower belt layer, a belt edging at least one of the two belt layers, in particular the narrower belt layer, one or more belt edge pads and belt edge strips on at least one of the two belt layers, in particular the wider layer. Which of these components and in which combinations are used depends in particular on the respective belt construction of the pneumatic vehicle tire.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind von den zumindest vier Bauteilen bzw. Gummischichten unterschiedlicher Moduli M100% zumindest einige, insbesondere sämtliche, verschiedenartige Bauteile. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können von den zumindest vier Bauteilen unterschiedlicher Moduli M100% zumindest zwei gleichartige Bauteile sein. Eine der möglichen Kombinationen der vier Bauteile unterschiedlicher Moduli kann daher die Gürtelgummierung der schmäleren Gürtellage, eine Gürtelkanteneinfassung der schmäleren Gürtellage, ein Gürtelkantenpolster und ein Gürtelkantenstreifen der breiteren Gürtellage sein. Alternativ dazu kann der Aufbau der Gürtelkantenpolsterung auch eine Kombination aus beispielsweise drei Gürtelkantenpolstern unterschiedlicher Moduli M100%, wie erfindungsgemäß definiert, mit einer oder mehreren Gürtelkanteneinfassung oder Gürtelkantenstreifen sein.In a preferred embodiment of the invention, of the at least four components or rubber layers of different moduli M100% are at least some, in particular all, different components. In a further preferred embodiment, at least two similar components can be of the at least four components of different moduli M100%. One of the possible combinations of the four components of different moduli can therefore be the belt rubber narrower belt layer, a belt edge edging of the narrower belt layer, a belt edge cushion and a belt edge strip of the wider belt layer. Alternatively, the structure of the belt edge padding can also be a combination of, for example, three belt edge pads of different moduli M100%, as defined according to the invention, with one or more belt edge edging or belt edge strips.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung weist die Gürtelkantenpolsterung mindestens zwei Gürtelkantenpolster unterschiedlicher Moduli M100% auf.In a particularly preferred embodiment variant the invention has the belt edge padding at least two belt edge pads different moduli M100%.

Bei LKW – Radialreifen mit einem drei- oder vierlagigen Dreiecksgürtel als Gürtelverband werden erfindungsgemäß ausgeführte Gürtelkantenpolsterungen derart ausgeführt und angeordnet, dass sie zwischen der zweiten und der dritten Gürtellage wirksam sind. Bei LKW – Radialreifen mit einem Gürtelverband, welcher ein drei- oder vierlagiger Rautengürtel ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß ausgeführte Gürtelkantenpolsterungen zwischen der ersten und der zweiten Gürtellage sowie zwischen der zweiten und der dritten Gürtellage wirksam sind.For trucks - radial tires with a three- or four-ply triangular belt as a belt bandage are belt edge upholstery designed according to the invention executed like this and arranged to be between the second and third belt layers are effective. For truck radial tires with a belt bandage, which is a three- or four-layer diamond belt, it is special advantageous if belt edge padding according to the invention between the first and second belt layers and are effective between the second and third belt layers.

Bei LKW – Reifen mit einem 0° – Gürtel werden erfindungsgemäß ausgeführte Gürtelkantenpolsterungen derart vorgesehen, dass sie zwischen der ersten und der dritten Gürtellage wirksam sind. Auch PKW – Reifen mit einem zwei- oder dreilagigen Gürtelverband können mit erfindungsgemäßen Gürtelkantenpolsterungen, insbesondere zwischen der ersten und der zweiten Gürtellage, versehen werden.For truck tires with a 0 ° belt Belt edge padding according to the invention provided such that it is between the first and the third belt layer are effective. Also car tires with a two- or three-layer belt bandage you can use belt edge padding according to the invention, especially between the first and the second belt layer, be provided.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben.Other features, advantages and details of the Invention are now based on the drawing, the schematic embodiments represents, described in more detail.

Dabei zeigen,Show

1 einen Teilquerschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen im Bereich des Gürtelverbandes, 1 a partial cross section through a pneumatic vehicle tire in the area of the belt assembly,

2 ein Diagramm mit Modulwerten jener Bauteile, die eine Gürtelkantenpolsterung bilden, 2 a diagram with module values of those components that form belt edge padding,

3 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Materialbelastung unterschiedlicher Ausführungsformen von Gürtelkantenpolsterungen und 3 a diagram to illustrate the material load of different embodiments of belt edge padding and

4 bis 6 schematisch andere Ausführungsformen der Erfindung anhand verschiedener grundsätzlicher Aufbauten von Gürtelverbänden. 4 to 6 schematically other embodiments of the invention based on various basic structures of belt bandages.

Der in 1 gezeigte Reifen ist ein Fahrzeugluftreifen für Lastkraftwagen in einer Standardkonstruktion umfassend eine Karkasslage 1 mit Stahlcorden als Festigkeitsträgern, einer luftdichten Innenschicht 14 innenseitig der Karkasslage 1, einem weiter unten ausführlich beschriebenen Gürtelverband, Gürtelpolster (Schulterpolster) 11 zwischen dem Gürtelverband und der Karkasslage 1, einem Laufstreifen 13 bestehend aus einem Laufstreifenoberteil 13a, einer Laufstreifenbasis 13b und einer Laufstreifenunterplatte 13c, und mit Seitenwänden 12. Nicht dargestellte Bauteile, beispielsweise die Wulstbereiche mit Wulstkernen, können in bekannter Weise ausgeführt sein.The in 1 The tire shown is a pneumatic vehicle tire for trucks in a standard construction including a carcass ply 1 with steel cords as reinforcements, an airtight inner layer 14 inside the carcass ply 1 , a belt bandage described in detail below, belt pads (shoulder pads) 11 between the belt bandage and the carcass ply 1 , a tread 13 consisting of a tread top 13a , a tread base 13b and a tread base 13c , and with side walls 12 , Components that are not shown, for example the bead regions with bead cores, can be designed in a known manner.

Der zwischen dem Laufstreifen und der Karkasslage 1 bzw. den Gürtelpolstern 11 befindliche Gürtelverband weist vier Gürtellagen 2, 3, 4 und 5 auf. Die vierte, radial äußerste Gürtellage 5, weist die geringste Breite von allen Lagen auf und ist die sogenannte Schutzlage, die vergleichsweise weit von den Schulterbereichen des Reifens entfernt endet. Die erste Gürtellage 2 ist die sogenannte Triangulationslage oder Sperrlage, die zweite Gürtellage 3 und die dritte Gürtellage 4 sind die sogenannten Arbeitslagen. Sämtliche Gürtellagen 2, 3, 4, 5 bestehen aus in eine Gummimischung, der Gürtelgummierung, eingebetteten Festigkeitsträgern, insbesondere aus Stahlcord. Die Gürtelgummierung der dritten Gürtellage 4 ist mit 24, die Gürtelgummierung der zweiten Gürtellage 3 mit 23 und die Gürtelgummierung der ersten Gürtellage 2 mit 22 bezeichnet. Die Stahlcorde verlaufen in jeder der Lagen 2, 3, 4, 5 jeweils parallel zueinander, schließen jedoch. mit der Umfangsrichtung des Reifens einen Winkel ein. Dieser Winkel beträgt für die Stahlcorde der vierten Gürtellage 5 15° bis 25°, für die Stahlcorde der zweiten und der dritten Gürtellage 3, 4 15° bis 25°, wobei die Stahlcorde der Gürtellagen 3, 4 einander kreuzen und für die Stahlcorde der ersten Gürtellage 2 zwischen 45° und 70°. Die Orientierung der Stahlcorde der ersten Gürtellage 2 stimmt mit jener der Corde der zweiten Gürtellage 3 überein.The one between the tread and the carcass ply 1 or the belt pads 11 belt bandage has four belt layers 2 . 3 . 4 and 5 on. The fourth, radially outermost belt layer 5 , has the smallest width of all layers and is the so-called protective layer, which ends comparatively far from the shoulder areas of the tire. The first belt layer 2 is the so-called triangulation position or blocked position, the second belt position 3 and the third belt layer 4 are the so-called working situations. All belt layers 2 . 3 . 4 . 5 consist of a rubber compound, the belt rubber, embedded strength members, especially steel cord. The belt rubberization of the third belt layer 4 is with 24 who have favourited Belting the Second Belt Layer 3 With 23 and the belt rubberization of the first belt layer 2 With 22 designated. The steel cords run in each of the layers 2 . 3 . 4 . 5 parallel to each other, but close. an angle with the circumferential direction of the tire. For the steel cords, this angle is the fourth belt layer 5 15 ° to 25 °, for the steel cords of the second and third belt layers 3 . 4 15 ° to 25 °, the steel cords of the belt layers 3 . 4 cross each other and for the steel cords of the first belt layer 2 between 45 ° and 70 °. The orientation of the steel cords of the first belt layer 2 agrees with that of the cords of the second belt layer 3 match.

Die breiteste Gürtellage ist die zweite Gürtellage 3, welche die erste Gürtellage 2 komplett überdeckt und mit dieser in Kontakt steht. Die dritte Gürtellage 4 ist schmäler ausgeführt als die zweite Gürtellage 3 und etwas breiter als oder gleich breit wie die erste Gürtellage 2. An den Gürtelkanten der beiden Gürtellagen 3, 4 treten beim Betrieb des Reifens hohe dynamische Belastungen auf, wobei an der Kanten der dritten Gürtellage 4 die auftretenden Spannungen und die thermischen Belastungen am Größten sind. Zwischen den Gürtelkanten und im Bereich der Gürtelkanten der zweiten und der dritten Gürtellage 3, 4 ist eine mehrteilige und besonders ausgeführte Polsterung bestehend aus Gürtelgummimischung, Gummiprofilen, Gummistreifen wirksam, auf welche nun näher eingegangen wird.The widest belt layer is the second belt layer 3 which is the first belt layer 2 completely covered and in contact with it. The third belt layer 4 is narrower than the second belt layer 3 and slightly wider than or the same width as the first belt layer 2 , On the belt edges of the two belt layers 3 . 4 high dynamic loads occur during operation of the tire, whereby on the edges of the third belt layer 4 the occurring stresses and thermal loads are greatest. Between the belt edges and in the area of the belt edges of the second and third belt layers 3 . 4 is a multi-part and specially designed upholstery consisting of belt rubber compound, rubber profiles, rubber strips effective, which will now be discussed in more detail.

Die Gürtelkanten der dritten Gürtellage 4 sind mit Gürteleinfassungen 6 überdeckt, die derart um die Gürtelkanten gelegt sind, dass auch die Randbereiche der Gürtellage 4 beidseitig abgedeckt sind. Der radial innen gelegene Umschlag der Gürteleinfassung 6 reicht etwas näher zur Äquatorebene des Reifens (Schnittebene senkrecht zur Reifenachse durch den Reifenzenit) als der zweite, radial äußere Umschlag. Zwischen der dritten Gürtellage 4 und der zweiten Gürtellage 3 sind zwei Gürtelkantenpolster 7, 8 eingebracht, welche ebenfalls aus Gummimischungen bestehen. Dabei ist die Gürteleinfassung 6 zum Teil in das Gürtelkantenpolster 7 eingebettet. Beide Gürtelkantenpolster 7, 8 reichen in Richtung Äquatorebene schmäler werdend zwischen die beiden Gürtellagen 3, 4 hinein und in Richtung nach außen über die Kanten der Gürtellagen 3, 4 hinaus. Die Gürtelkanten der Gürtellage 3 sind radial außerhalb jeweils von einem bis zur Kante reichenden Gürtelkantenstreifen 9 aus Gummi überdeckt. In Richtung Äquatorebene reichen die Streifen 9 etwa so weit wie der radial äußere Teil der Gürteleinfassung 6 der Gürtellage 4.The belt edges of the third belt layer 4 are with belt edging 6 covered, which are placed around the belt edges in such a way that the edge areas of the belt layer 4 are covered on both sides. The radially inner envelope of the belt edging 6 is slightly closer to the equatorial plane of the tire (cutting plane perpendicular to the tire axis through the tire zenith) than the second, radially outer envelope. Between the third belt layer 4 and the second belt layer 3 are two belt edge pads 7 . 8th introduced, which also made of rubber creations exist. Here is the belt edging 6 partly in the belt edge pad 7 embedded. Both belt edge pads 7 . 8th extend towards the equatorial plane becoming narrower between the two belt layers 3 . 4 in and out towards the edges of the belt plies 3 . 4 out. The belt edges of the belt layer 3 are radially outside each of a belt edge strip reaching to the edge 9 covered with rubber. The stripes extend in the direction of the equatorial plane 9 about as far as the radially outer part of the belt skirt 6 the belt position 4 ,

Gemäß der Erfindung sind nun die Gummimischungen der eben beschriebenen Bauteile – Gürtelgummierung 24, Gürteleinfassung 6, Gürtelkantenpolster 7, 8, Gürtelkantenstreifen 9 – derart ausgelegt, dass in radialer Richtung betrachtet und ausgehend von der Gummimischung der Einfassungen 6 bis zur Gummimischung für die Gürtelkantenstreifen 9 der Modul M100% (bei 100 % Dehnung, ermittelt gemäß DIN 53504) der verwendeten Gummimischungen sukzessive kleiner wird. Gemäß der Erfindung gilt daher: M100%( 24 ) > M100%(6 ) > M100%(7) > M100%(8) > M100%( 9 ) wobei M100% c₍₂₄₎ der Modul der Gürtelgummierung 24 der dritten Gürtellage 4, M100%₍₆₎ der Modul der Gürtelkanteneinfassungen 6, M100%₍₇₎ und M100%₍₈₎ die Moduli der Gürtelkantenpolster 7 und 8 und M100%₍₉₎ der Modul der Gürtelkantenstreifen 9 ist.According to the invention, the rubber mixtures of the components just described are now - belt rubberization 24 , Belt edging 6 , Belt edge pad 7 . 8th , Belt edge strips 9 - Designed so that viewed in the radial direction and based on the rubber mixture of the surrounds 6 to the rubber compound for the belt edge strips 9 the M100% module (at 100% elongation, determined in accordance with DIN 53504) of the rubber compounds used gradually becomes smaller. According to the invention, the following therefore applies: M100% ( 24 ) > M100% (6 ) > M100% (7) > M100% (8th) > M100% ( 9 ) where M100% c _{(24) is} the module of the belt rubber 24 the third belt layer 4 , M100% ₍₆₎ the module of the belt edging 6 , M100% ₍₇₎ and M100% ₍₈₎ the moduli of the belt edge pads 7 and 8th and M100% ₍₉₎ the modulus of the belt edge strips 9 is.

Die Gürtelgummierung 24 der dritten Lage 4 weist daher einen vergleichsweise hohen Modul M100% c₍₂₄₎ auf, zwischen der dritten und der zweiten Gürtellage 3, 4 erfolgt eine schrittweise Reduktion des Moduls in den dazwischenliegenden Gummibauteilen in mindestens drei Stufen.The belt rubber 24 the third layer 4 therefore has a comparatively high modulus M100% c ₍₂₄₎ between the third and the second belt layer 3 . 4 there is a gradual reduction of the module in the intermediate rubber components in at least three stages.

Die Zeichnungsfiguren 2 und 3 verdeutlichen die Vorteile einer erfindungsgemäßen Auslegung der Gürtelkantenpolsterung im Vergleich zum Stand der Technik bzw. zu nicht erfindungsgemäßen Ausführungen. Die in 3 eingetragenen Daten entstammen FEM – Simulationen, mittels welchen Scherdehungen an der Gürtelkante der dritten Gürtellage rechnerisch ermittelt wurden. Die durchgeführten FEM-Berechungen zeigen, dass durch die Erfindung der Übergang von der Kante der dritten Gürtellage 3 zur Kante der zweiten Gürtellage 4 optimal ausgeführt werden kann. Das heißt, dass die Belastung im Bereich der Kante der dritten Gürtellage 4, der sonst üblichen Rißinitiierungsstelle, am geringsten ist.The drawing figures 2 and 3 illustrate the advantages of an inventive design of the belt edge padding in comparison to the prior art or to designs not according to the invention. In the 3 The data entered come from FEM simulations, by means of which shear strains at the belt edge of the third belt layer were calculated. The FEM calculations carried out show that the transition from the edge of the third belt layer is achieved by the invention 3 to the edge of the second belt layer 4 can be optimally executed. This means that the load in the area of the edge of the third belt layer 4 , the otherwise usual crack initiation point, is the lowest.

Die für die einzelnen Varianten verwendeten Symbole sind jeweils rechts neben dem Diagrammen erläutert. Der in 1 gezeigte Aufbau einer Gürtelkantenpolsterung war Basis der Berechnungen. Im Diagramm in 2 sind daher den einzelnen Bauteilen – der Gürtelgummierung 24, der Gürtelkanteneinfassung 6, den Gürtelkantenpolstern 7, 8, dem Gürtelkantenstreifen 9 und der Gürtelgummierung 23 – die Moduli M100% zugeordnet, die aus den der Berechnung zu Grunde gelegten dynamischen Moduli abgeschätzt wurden. Die Vergleichsvariante 1 – standard ging von gleichen Moduli, 3,4 MPa, für alle Bauteile aus. Die für diese Anordnung berechnete Belastung an der Gürtelkante der dritten Gürtellage 4 wurde als Referenz auf 100 % gesetzt. Bei der Vergleichsvariante 2 – hochmodulig wurden für die Günelgummierungen 23,24 Moduli in der Größenordnung von 7 MPa gewählt. Die übirgen Bauteile Gürtelkanteneinfassung 6, Gürtelkantenpolstern 7, 8 und Gürtelkantenstreifen 9 wiesen allesamt Moduli von 3,4 MPa auf. Die Vergleichsvarianten 3 und 4 entsprachen dem Stand der Technik gemäß dem europäischen Patent Nr. 1 062 106. Der der Gürtelgummierung 24 zugeordnete Modul ist daher vergleichsweise hoch, für die Gürteleinfassung 6 dieser Lage wurde ein etwas niedrigerer Modul angenommen, sämtliche weiteren Bauteile im Bereich zwischen der Gürteleinfassung 6 und der Gürtelgummierung 23 der zweiten Gürtellage 3 weisen übereinstimmende Moduli auf.The symbols used for the individual variants are explained on the right next to the diagrams. The in 1 The construction of a belt edge padding shown was the basis of the calculations. In the diagram in 2 are therefore the individual components - the belt rubber 24 , the belt edge edging 6 , the belt edge pads 7, 8 , the belt edge strip 9 and the belt rubber 23 - Assigned the moduli M100%, which were estimated from the dynamic moduli on which the calculation is based. The comparison variant 1 - standard assumed the same moduli, 3.4 MPa, for all components. The load on the belt edge of the third belt layer calculated for this arrangement 4 was set to 100% as a reference. In the comparison variant 2 - have become highly modular for the Günel rubber 23 . 24 Modules selected in the order of 7 MPa. The other components are belt edge edging 6 , Belt edge pads 7 . 8th and belt edge strips 9 all had moduli of 3.4 MPa. The comparison variants 3 and 4 corresponded to the state of the art according to European Patent No. 1 062 106. That of the belt rubber 24 assigned module is therefore comparatively high for the belt edging 6 In this position, a slightly lower module was assumed, all other components in the area between the belt edging 6 and the belt rubber 23 the second belt layer 3 have matching moduli.

Das Diagramm in 2 zeigt ferner zwei den Berechnungen zu Grunde gelegte erfindungsgemäße Varianten. Bei der Variante 1 – Erfindung und der Variante 2 – Erfindung wurde für die Gürtelgummierung 24 der dritten Gürtellage 4 ein Modul M100% von 7 MPa, für die Gürteleinfassung 6 einen Modul M100% von 5,3 MPa, für den Gürtelkantenpolster 7 ein Modul M100% von 4,6 MPa, für den Gürtelkantenpolster 8 ein Modul M100% von 4MPa und für die Gürtelkantenstreifen 9 ein Modul M100% von 3,5 MPa angenommen. Die Variante 2 – Erfindung unterscheidet sich lediglich im Modul M100% der Gürtelgummierung 23, bei Variante 1 – Erfindung wurde dieser mit 7 MPa, bei Variante 2 – Erfindung wurde dieser mit 3,5 MPa angenommen.The diagram in 2 also shows two variants according to the invention on which the calculations are based. In the variant 1 - Invention and the variant 2 - Invention was made for belt rubberization 24 the third belt layer 4 a module M100% of 7 MPa, for the belt edging 6 a module M100% of 5.3 MPa, for the belt edge cushion 7 a module M100% of 4.6 MPa, for the belt edge cushion 8th a module M100% of 4MPa and for the belt edge strips 9 a module M100% of 3.5 MPa is assumed. The variant 2 - The invention differs only in the module M100% of the belt rubber 23 , with variant 1 - This was invented with 7 MPa, in variant 2 - Invention this was accepted at 3.5 MPa.

Die Ergebnisse der durchgeführten FEM – Berechnungen sind in 3 wiedergegeben. Die Berechnung mit der Vergleichsvariante 1 – standard zeigt, dass die größten Spannungen an der Kante der dritten Gürtellage 4 zu erwarten sind, diese Variante ist die ungünstigste. Die Ergebnisse der Vergleichsvariante 2 – hochmodulig zeigen zwar eine gewisse Verbesserung, aber nach wie vor eine problematische Materialbelastung in unmittelbarer Nähe der Kante der 3. Gürtellage. Dies gilt auch für die Vergleichsvarianten 3 und 4, die errechneten Scherdehnungen dieser Varianten nehmen noch relativ nahe der Stelle der Rissinitiierung sehr hohe Werte an. Die Vergleichsvariante 3 besitzt den geringsten Belastungswert aller Varianten an der dritten Gürtellage. Allerdings ist bei dieser Variante die Belastung in den benachbarten Bauteilen sehr hoch. Ein relativ hoher Modul für die Gürtelgummierung 6 der Gürtellage 4, wie in der Vergleichsvariante 3 angenommen, hat zudem einen entscheidenden Nachteil. Die dynamischen Eigenschaften von Mischungen mit sehr hohem Modul sind erfahrungsgemäß schlecht, es können die bei laufendem Reifen auftretenden Scherbewegungen zwischen den Stahlcorden nicht mehr abgefangen werden. Rissinitiierung- und Risswachstum verlagern sich zwischen die Stahlcorde und es besteht die Gefahr eines verfrühten Ausfalls des Reifens.The results of the FEM calculations are shown in 3 played. The calculation with the comparison variant 1 - standard shows that the greatest tension on the edge of the third belt ply 4 are to be expected, this variant is the most unfavorable. The results of the comparison variant 2 - Modular show a certain improvement, but still a problematic material load in the immediate vicinity of the edge of the 3 , Belt layer. This also applies to the comparison variants 3 and 4 , the calculated shear strains of these variants assume very high values relatively close to where the crack is initiated. The comparison variant 3 has the lowest load value of all variants on the third belt layer. However, the load in the neighboring components is very high with this variant. A relatively high module for belt rubberization 6 the belt position 4 , as in the comparison variant 3 also has a major disadvantage. Experience has shown that the dynamic properties of mixtures with a very high modulus are poor; the shards that occur when the tire is running can be movements between the steel cords can no longer be absorbed. Crack initiation and crack growth move between the steel cords and there is a risk of the tire failing prematurely.

Die erfindungsgemäßen Ausführungen, Variante 1 – Erfindung und Variante 2 – Erfindung, zeigen einen Belastungsverlauf, der am üblichen Ort der Rissinitierung einen sehr niedrigen Wert aufweist, nur langsam ansteigt und sein Maximum an einer Stelle aufweist, die sehr weit von der kritischen Stelle der üblichen Rissinitierung entfernt ist. Somit weisen erfindungsgemäße Ausführungen einen optimalen Belastungsverlauf auf, wodurch die Laufleistung des Reifens deutlich erhöht wird.The embodiments according to the invention, variant 1 - Invention and variant 2 - Invention, show a load profile that has a very low value at the usual location of the crack initiation, rises only slowly and has its maximum at a point that is very far from the critical point of the usual crack initiation. Designs according to the invention thus have an optimal load profile, as a result of which the mileage of the tire is significantly increased.

Gemäß der Erfindung ist es wesentlich, eine Gürtelkantenpolsterung (aufweisend z. B. Gürtelgummierungen, Gürteleinfassungen, Gürtelkantenpolster und/oder Gürtelkantenstreifen) mit zumindest vier Lagen bzw. Schichten unterschiedlicher Moduli M100% vorzusehen. Die Polsterung kann auch aus drei oder mehr Gürtelkantenpolstern unterschiedlicher Moduli bestehen oder drei, vier oder mehr solcher Polster aufweisen. Je nach Ausführung können bis zu zehn Schichten vorgesehen werden, insbesondere durch eine Erhöhung der Anzahl der Gürtelkantenpolster.According to the invention it is essential a belt edge padding (showing e.g. belt rubbers, Belt mounts, Belt edge cushion and / or belt edge strips) with at least four layers or layers of different moduli M100% to be provided. The padding can also consist of three or more belt edge pads different moduli exist or three, four or more such Have upholstery. Depending on the version, up to to ten layers, in particular by increasing the Number of belt edge pads.

Andere Möglichkeiten der Anwendung der Erfindung bei Gürtelverbänden unterschiedlichen Aufbaus zeigen die 4 bis 6. Dargestellt sind jeweils nur schematisch die Gürtellagen und durch flache Keile symbolisiert gemäß der Erfindung ausgeführte Gürtelkantenpolsterungen – umfassend beispielsweise eine Gürtelgummierung der radial äußeren Gürtellage, eine Gürtelkanteneinfassung dieser Gürtellage, zwei Gürtelkantenpölster und einen Gürtelkantenstreifen auf der radial innen gelegenen Gürtellage, alternativ dazu auch eine Gürteleinfassung dieser Lage.Other ways of applying the invention to belt dressings of different construction show the 4 to 6 , The belt layers are shown only schematically and belt edge padding embodied according to the invention symbolized by flat wedges - comprising, for example, a belt rubber coating of the radially outer belt layer, a belt edge edging of this belt layer, two belt edge pads and a belt edge strip on the radially inner belt layer, alternatively also a belt edging of this Location.

4 zeigt einen als Rautengürtel bekannten vierlagigen Gürtelverband für einen LKV1/-Reifen. Die vierte, radial äußerste Gürtellage 5', die Schutzlage, ist die schmälste der Gürtellagen und ist mit Festigkeitsträgern, vorzugsweise Stahlcorden, versehen, die einen Winkel zwischen 12° und 25 ° mit der Reifenumfangsrichtung einschließen. Die dritte Gürtellage 4' ist breiter als die Schutzlage 5' und mit Stahlcorden versehen, die unter einen Winkel zwischen 15° und 25° zur Umfangsrichtung verlaufen, gleichzeitig in gekreuzter Anordnung zu den Stahlcorden der Lage 5'. Die zweite Gürtellage 3' ist die breiteste Gürtellage, ihre Stahlcorde schließen mit der Umfangsrichtung ebenfalls einen Winkel zwischen 15° und 25° ein, es liegt eine gekreuzte Anordnung zur den Stahlcorden der dritten Gürtellage 4' vor. In gekreuzter Anordnung zu den Stahlcorden der zweiten Gürtellage 3' verlaufen die Stahlcorde der ersten Gürtellage 2', die etwas schmäler ist als die zweite Gürtellage 3', der zugehörige Winkel wird ebenfalls zwischen 15° und 25° gewählt. Bei dieser Ausführung kann es von besonderen Vorteil sein, erfindungsgemäße Gürtelkantenpolsterungen sowohl zwischen den Gürtelkanten der zweiten und der dritten Gürtellage 3', 4' als auch den Gürtelkanten der ersten und der zweiten Gürtellage 2', 3' vorzusehen. 4 shows a four-ply belt bandage known as a diamond belt for an LKV1 / tire. The fourth, radially outermost belt layer 5 ' , the protective layer, is the narrowest of the belt layers and is provided with reinforcements, preferably steel cords, which enclose an angle between 12 ° and 25 ° with the tire circumferential direction. The third belt layer 4 ' is wider than the protective layer 5 ' and provided with steel cords, which run at an angle between 15 ° and 25 ° to the circumferential direction, at the same time in a crossed arrangement to the steel cords of the layer 5 ' , The second belt layer 3 ' is the widest belt layer, its steel cords also form an angle between 15 ° and 25 ° with the circumferential direction, there is a crossed arrangement to the steel cords of the third belt layer 4 ' in front. In a crossed arrangement to the steel cords of the second belt layer 3 ' the steel cords of the first belt layer run 2 ' , which is slightly narrower than the second belt layer 3 ' , the associated angle is also selected between 15 ° and 25 °. In this embodiment, it can be particularly advantageous to use belt edge padding according to the invention both between the belt edges of the second and third belt layers 3 ' . 4 ' as well as the belt edges of the first and second belt layers 2 ' . 3 ' provided.

Der in 5 gezeigte Gürtelverband ist ein sogenannter 0° – Gürtel für LKW-Reifen, bestehend aus vier Lagen, wobei die erste Gürtellage 2" die breiteste Gürtellage ist, die zweite Gürtellage 3" vergleichsweise schmal ausgeführt ist, die dritte Gürtellage 4'' etwas schmäler ist als die erste Gürtellage 2"' und die vierte Gürtellage 5'', die Schutzlage, die schmälste der vier Gürtellagen ist. Bei einem derartigen Gürtelverband ist es üblich, dass die Stahlcorde in der ersten Gürtellage 2'' mit der Umfangsrichtung einen Winkel zwischen 15° und 25° einschließen, die zweite Gürtellage 3'', Stahlcorde aufweist, die zumindest im Wesentlichen in Umfangsrichtung orientiert sind, die Stahlcorde in der dritten Gürtellage 4'' in kreuzender Anordnung zu jenen der ersten Gürtellage 2'' verlaufen und einen Winkel zwischen 15° und 25° mit der Umfangsrichtung einschließen. Die vierte Gürtellage 5'' weist ebenfalls Stahlcorde auf, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel zwischen 15° und 25° einschließen, wobei die Orientierung der Stahlcorde mit jener der dritten Gürtellage 4" übereinstimmen kann, es ist aber auch eine kreuzende Anordnung möglich. Erfindungsgemäß ausgeführte Gürtelkantenpolsterungen sind zwischen der ersten und der dritten Gürtellage 2'', 3'' vorgesehen.The in 5 The belt association shown is a so-called 0 ° belt for truck tires, consisting of four layers, the first belt layer 2 ' the widest belt layer is the second belt layer 3 ' the third belt layer is comparatively narrow 4 '' is a bit narrower than the first belt layer 2 ' 'and the fourth belt layer 5 '' , the protective layer, which is the narrowest of the four belt layers. With such a belt bandage, it is common for the steel cords to be in the first belt position 2 '' enclose an angle between 15 ° and 25 ° with the circumferential direction, the second belt layer 3 '' , Steel cords, which are oriented at least substantially in the circumferential direction, the steel cords in the third belt position 4 '' in a crossing arrangement to those of the first belt layer 2 '' run and enclose an angle between 15 ° and 25 ° with the circumferential direction. The fourth belt layer 5 '' also has steel cords which form an angle between 15 ° and 25 ° with the circumferential direction, the orientation of the steel cords being that of the third belt layer 4 ' can match, but a crossing arrangement is also possible. Belt edge padding designed according to the invention is between the first and the third belt layer 2 '' . 3 '' intended.

6 zeigt die Anordnung erfindungsgemäßer Gürtelkantenpolsterungen bei einem Standardaufbau eines Gürtelverbandes eines PKW Gürtelreifens mit zwei Gürtellagen, wobei die erste Gürtellage 2''' die breitere der beiden Lagen ist. Die Stahlcorde der Gürtellagen 2''', 3''' kreuzen einander und schließen mit der Umfangsrichtung einen Winkel ein, der zwischen 18° und 30° gewählt wird, wobei der Absolutbetrag der gewählten Winkel für die Gürtellagen 2''', 3''', gleich groß ist. 6 shows the arrangement of belt edge padding according to the invention in a standard structure of a belt assembly of a car belt tire with two belt layers, the first belt layer 2 ''' is the wider of the two layers. The steel cords of the belt layers 2 ''' 3 ''' cross each other and form an angle with the circumferential direction, which is chosen between 18 ° and 30 °, the absolute amount of the chosen angles for the belt layers 2 ''' . 3 ''' is the same size.

Zwischen den beiden Gürtellagen 2''', 3''' kann eine Entkopplung der Gürtelkanten durch erfindungsgemäße Gürtelkantenpolsterungen erfolgen.Between the two belt layers 2 ''' . 3 ''' the belt edges can be decoupled by belt edge padding according to the invention.

Es sind selbstverständlich noch weitere, nicht gezeigte und beschriebene Ausführungsformen möglich. So ist die Erfindung auch bei Reifen anwendbar, bei welchen ein dreilagiger Dreiecksgürtel oder ein dreilagiger Rautengürtel vorgesehen sind, wobei in diesen Fällen die äußerste Lage, die Schutzlage, wegfällt.Of course there are still further, not shown and described embodiments possible. So the invention is also applicable to tires in which a three-ply Triangular belt or a three-layer diamond belt are provided, in which case the outermost layer, the protective layer, eliminated.

Claims

Pneumatic vehicle tire with a radial carcass, a tread and a belt bandage running around the outer circumference of the carcass, which consists of. there are at least two belt layers of different widths, each of which consists of reinforcing elements, in particular steel cords, embedded in a belt rubber, which are parallel in each layer to each other and at an acute angle to the equatorial plane of the tire, the reinforcements of one belt layer crossing the reinforcements of the other belt layer and between the belt edges of the two belt layers, a multi-part belt edge padding consisting of rubber with different elasticity moduli (at 100% stretch) is effective, characterized in that the between the two belt layers ( 3 . 4 ; 2 ' . 3 '; 3 ' . 4 '; 2 '' . 4 ''; 2 ''' . 3 ''' ) effective belt edge padding has at least four rubber layers with different modulus (at 100% elongation), whereby the module M100% of the layers from the narrower to the wider of the two belt layers ( 4 . 3 ' . 4 ' . 4 '' . 3 ''' ) decreases.

Pneumatic vehicle tire according to claim 1, characterized in that the belt edge padding has at least four components of different moduli M100%, which are selected from the components belt rubberization ( 24 ) at least one of the two belt layers, in particular the narrower belt layer ( 4 ), Belt edge edging ( 6 ) at least one of the two belt layers, especially the narrower layer ( 4 ), Belt edge cushion ( 7 . 8th ) and belt edge strips ( 9 ), at least one of the two belt layers, especially the wider layer ( 3 ).

Pneumatic vehicle tire according to claim 1 or 2, characterized characterized in that of the at least four components or rubber layers different moduli M100% at least some, especially all, are different types of components.

Pneumatic vehicle tire according to claim 1 or 2, characterized characterized that different from the at least four components Moduli M100% are at least two similar components.

Pneumatic vehicle tire according to one of claims 1 to 4, characterized in that the belt edge padding at least two belt edge pads ( 7 . 8th ) has different moduli M100%.

Pneumatic vehicle tire for trucks or the like according to one of claims 1 to 5, characterized in that the belt assembly is a three- or four-layer triangular belt and the belt edge padding between the second and the third belt layer ( 3 . 4 ) are effective.

Pneumatic vehicle tire for trucks or the like according to one of claims 1 to 5, characterized in that the belt association is a three- or four-layer diamond belt and the belt edge padding between the first and the second belt layer ( 2 ' . 3 ' ) and between the second and third belt layers ( 3 ' . 4 ' ) are effective.

Pneumatic vehicle tire for trucks or the like according to one of claims 1 to 5, characterized in that the belt assembly is a 0 ° belt and the belt edge padding between the first and the third belt layer ( 2 '' . 4 '' ) are effective.

Pneumatic vehicle tire for cars with a two- or three-layer belt assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the belt edge padding between the first and the second belt layer ( 2 '' ' 3 ''' ) are effective.