DE1288470B

DE1288470B - Fahrzeugluftreifen mit einer den Luftraum im Reifeninnern gasdicht abschliessenden Schicht aus einer Elastomerenmischung mit grossem Hysteresisverlust

Info

Publication number: DE1288470B
Application number: DEM52613A
Authority: DE
Inventors: Travers Georges Louis; Boussu Gabriel Xavier Roger
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1961-04-28
Filing date: 1962-04-24
Publication date: 1969-01-30
Also published as: ES276815A1; BE616994A; GB981567A; NL130934C; NL277874A; FR1296073A; LU41626A1; US3207200A

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer den Luftraum im Reifeninnern gasdicht abschließenden, durch einen Schlauch oder eine Innenauskleidung des Reifens gebildeten Schicht aus einer Elastomerenmischung, deren Hysteresisverlust, mit dem Scott-Pendel bei 20'C gemessen, größer als 35% ist.
Es ist bekannt, bei Fahrzeugluftreifen entweder den Luftschlauch oder - bei einem schlauchlosen Reifen - die Innenauskleidung des Reifens aus einer Butylkautschukmischung herzustellen, die besonders gasdicht ist und einen Hysteresisverlust aufweist, der bei Messung mit dem Scott-Pendel bei 20'C häufig größer als 25% ist. Darüber hinaus ist auch schon versucht worden, noch größere Mengen an Butylkautschukmischungen zu verwenden, als dies für die Gasdichtigkeit erforderlich ist, und man hat auch schon Reifen ganz aus Bütylkautschuk hergestellt. In der Praxis haben sich jedoch derartige Reifen nicht durchgesetzt, da wegen der hohen Hysteresisverluste der Butylkautschukmischungen sich solche Reifen viel zu stark erwärmen und einen viel zu großen Rollwiderstand aufweisen.
Ferner ist es aus der französischen Patentschrift 1241451 bekannt, die dämpfenden Eigenschaften der Butylkautschukmischungen zur Minderung der Schallwirkung gewisser Reifen unter bestimmten Rollbedingungen zu verwenden, indem man Butylkautschukmischungen als Laufflächen- und gegebenenfalls als Seitenwandmaterial benutzt. Hierbei tritt zwar eine gewisse Geräuschdämpfung auf. Jedoch sind die Nachteile, die in einer starken Erwärmung und in einem großen Rollwiderstand des Reifens bestehen, viel zu groß, als daß sie für den praktischen Gebrauch hingenommen werden könnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung der bekannten Dämpfungseigenschaften der Butylkautschukmischungen die Amplitude und die Dauer der elastischen Rückfederungsschwingungen eines Reifens nach Uberrollen eines Hindernisses zu verringern, ohne daß eine Erwärmung des Reifens und eine Erhöhung des Rollwiderstandes eintritt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß diese Schicht mit dem hohen Hysteresisverlust im Bereich der Seitenwände des Reifens eine größere Schichtdicke aufweist und/oder in diesem Bereich innerhalb der Reifenkarkasse eine zusätzliche Schicht mit hohem Hysteresisverlust angeordnet ist.
Durch diese Maßnahme erhält man eine starke Dämpfung der in Hüpfbewegungen des Reifens merkbaren Schwingungen, wodurch der Lauf des Fahrzeuges auf einer mit kleineren Hindernissen und größeren Unebenheiten versehenen Fahrbahn erheblich verbessert wird. Da die Schicht mit dem hohen Hysteresisverlust lediglich im Bereich der Seitenwände des Reifens eine größere Dicke aufweist, bleibt die Erwärmung des Reifens im Bereich des Laufstreifens in mäßigen Grenzen. Der in erfindungsgemäßer Weise ausgebildete Reifen behält seine Dämpfungseigenschaften und damit die angestrebte gute Bodenhaftung auch bei längerer Fahr-zeit.
Der Hysteresisverlust eines elastomeren Materials bezeichnet den Anteil der von dem Material aufgenommenen Formänderungsarbeit, die bei einem elastischen Zurückfedern von dem Material nicht wieder abgegeben wird. Unter einer Mischung mit hohem Hysteresisverlust im Sinne der Erfindung ist eine Mischung zu verstehen, deren Verlust - bei 20°C mit dem Scott-Pendel gemessen - zumindest gleich 35% ist.
Wenn der Luftreifen einen Luftschlauch enthält, ist die Wanddicke dieses Schlauches in dem mit den Flanken des Reifens in Berührung stehenden Schlauchteil vorzugsweise größer als in dem restlichen Teil.
Die Seitenwände des Reifens können in ihrer . gesamten Dicke aus einer Mischung mit hohem Hysteresisverlust bestehen. Sie können aber auch nur auf einem Teil ihrer Dicke eine solche Mischung enthalten, vorzugsweise in derjenigen Schicht, die außerhalb ihrer Versteifungseinlage liegt. Außerdem oder wahlweise kann - wenn es sich um einen schlauchlosen Luftreifen handelt -die innere gasdichte -Auskleidungsschicht aus einer solchen Mischung bestehen; diese Innenschicht erhält dann im Bereich der Seitenwände eine größere Stärke.
Bei Reifen mit Luftschläuchen können sowohl die Seitenwände des Reifens als auch die Wand des Luftschlauches, die mit den Seitenwänden in Berührung kommt, aus einer Mischung mit hohem Hysteresisverlust bestehen.
Die Erfindung wird nun an Hand zweier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Luftreifen beispielsweise beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Luftreifen mit Luftschlauch gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen entsprechenden Schnitt durch einen schlauchlosen Luftreifen.
In der F i g. 1 ist mit' 1 ein Luftschlauch bezeichnet, der in einem Luftreifen 2 sitzt, dessen Karkasse aus einer Einlage 3 besteht, deren. Korde in radialer Richtung verlaufen. Die Wanddicke E des Luftreifens ist in dem mit 4 bezeichneten Bereich, in dem der Schlauch an den Seitenwänden 5 des Reifens anliegt, zumindest das 1,5fache der normalen Dicke e des restlichen Bereichs der Schlauchwand. Die Elastomerenmischung, aus der der Schlauch besteht, hat einen hohen Hysteresisverlust (größer als 35%).

Im folgenden wird zur Erläuterung die Zusammensetzung einer Mischung angegeben, die sich für die Herstellung des Luftschlauches eignet und deren Hysteresisverlust größer als 35% ist.

>ttndteile 04wichtiteile

Butylkautschuk ..................... 61,2

Zinkoxyd ......................... 3,1

Weichmacher auf Erdölbasis ......... 3,1

Ruß ............................. 30,5

Vulkanisiermittel

Mercaptobenzothiazol ............. 0,3

Tetramethylthiuramdisulfid ....... 0,6

Schwefel......................... 1,2

Diese Mischung hat nach ihrer Vulkanisation einen Hysteresisverlust, der- unter den oben angegebenen Bedingungen gemessen - gleich 540% ist.

Man kann auch die folgende Mischung auf der Basis von Naturkautschuk verwenden:

Bestandteile Gewichtsteile

Naturkautschuk .................... 100

Zinkoxyd ........................ 5

Oxydationsschutzmittel .............. 2

Stearinsäure ....................... 2

Ruß .............................. 68

Fichtenteer ........................ 8

Phenolharz ........................ 15

Schwefel ........................... 2

VulkanisationsbeschleunigeraufderBasis

von Sulfenamiden ................ 0,9

Das daraus hergestellte Vulkanisat hat einen Hysteresisverlust von 41"/().

Außerdem sind die Seitenwände des Reifens in demjenigen Bereich, der in der Zeichnung mit dichter Schraflur gekennzeichnet ist, d. h. im wesentlichen in dem Bereich der zwischen den Reifenwulsten 6 und der Lauffläche 7 liegt, aus einer Mischung mit hohem Hysteresisverlust hergestellt.

Eine beispielsweise Zusammensetzung einer Mischung, die einen Hysteresisverlust von mehr als 35"/o hat und für die Seitenwände 5 des Reifens geeignet ist, sei wie folgt angegeben:

Bestandteile Gewichtsteile

Bromierter Butylkautschuk .......... 100

Butadien-Styrol-Kautschuk ......... 50

Ruß .............................. 60

Weichmacher auf Erdölbasis ......... 10

Schwefel ........................... 2

Mercaptobenzothiazol ............... 2

Zinkoxyd .......................... 5

Stearinsäure ....................... 2

Diese Mischung hat nach ihrer Vulkanisation einen Hysteresisverlust von 450/u. Bei einem Luftreifen, dessen Seitenwände im wesentlichen aus dieser Mischung bestehen, ist das logarithmische Dekrement der Dämpfung der elastischen Rückfederung gleich 0,46 gegenüber einem Wert von 0,32, wenn die Seitenwände des Reifens aus einer normalen Kautschukmischung bestehen, d. h. einer Mischung mit einem Hysteresisverlust von weniger als 35°/u.

Wahlweise kann der Luftreifen 2 auch mit einem normalen Luftschlauch verwendet werden. Umgekehrt kann auch der Luftschlauch 1 in einen normalen Luftreifen eingelegt sein.
Der Luftreifen 8 gemäß der F i g. 2 ist ein schlauchloser Luftreifen. Zumindest ein Teil seiner Seitenwände 9, der in der Zeichnung mit dichter Schraffur versehen ist, besteht aus einer Mischung mit hohem Hysteresisverlust. Zusätzlich oder wahlweise kann die innere Auskleidung 10, die bei solchen schlauchlosen Reifen vorgesehen wird, um sie luftdicht zu machen, in dem Bereich der Seitenwände einen hohen Hysteresisverlust und eine größere Dicke haben.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt.
Insbesondere ist es möglich, Mischungen ganz unterschiedlicher Elastomerer zu verwenden, wenn diese nur zumindest im Bereich der Seitenwände des Reifens oder des Schlauches einen Hysteresisverlust von wenigstens 351)/o haben. Außerdem könnte die Karkasse mehr als eine Kordeinlage enthalten, und die Richtung dieser Korde kann von der radialen Richtung abweichen; insbesondere können die in zwei oder mehr Lagen angeordneten Korde einander kreuzen.

Claims

Patentanspruch: Fahrzeugluftreifen mit einer den Luftraum im Reifeninnern gasdicht abschließenden, durch einen Schlauch oder eine Innenauskleidung des Reifens gebildeten Schicht aus einer Elastomerenmischung, deren Hysteresisverlust, mit dem Scott-Pendel bei 20#C gemessen, größer als 35% ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht mit dem hohen Ilysteresisverlust im Bereich der Seitenwände des Reifens eine größere Schichtdicke aufweist und/oder in diesem Bereich innerhalb der Reifenkarkasse eine zusätzliche Schicht mit hohem Hysteresisverlust angeordnet ist.