DE19850766A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents
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Abstract
Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse mit wenigstens einer Lage aus parallelen in Kautschuk eingebetteten Festigkeitsträgern - insbesondere radialer Bauart - mit zwei Seitenwänden, mit einem Laufstreifen, der sich in axialer Richtung von der einen Reifenschulter über den Kronenbereich zur anderen Reifenschulter erstreckt und mit einem Gürtel aus wenigstens einer Lage paralleler Festigkeitsträger, der sich axial durch zwei Gürtellagenkanten begrenzt, radial zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnet in axialer Richtung zwischen den beiden Reifenschultern erstreckt, DOLLAR A wobei der Laufstreifen im radial inneren, der Gürtellage zugewandten Bereich in einem ersten axialen Bereich, der sich von einer axialen Seite innerhalb der Gürtelbreite über den Kronenbereich zur anderen axialen Seite innerhalb der Gürtelbreite erstreckt, mit einer ersten Laufstreifenkautschukmischung und in einem sich axial an den ersten axialen Bereich anschließenden zweiten Bereich, der sich axial von innerhalb der Gürtelbreite über die axiale Position der Gürtellagenkante im Reifenschulterbereich hinaus erstreckt, mit einer zweiten Laufstreifenkautschukmischung ausgebildet ist, DOLLAR A wobei die zweite Kautschukmischung härter und - insbesondere hysteresereicher - als die erste Kautschukmischung ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse mit wenigstens einer Lage
aus parallelen in Kautschuk eingebetteten Festifkeitsträgern - insbesondere radialer Bauart
-, mit zwei Seitenwänden, mit einem Laufstreifen, der sich in axialer Richtung von der einen
Reifenschulter über den Kronenbereich zur anderen Reifenschulter erstreckt und mit einem
Gürtel aus wenigstens einer Lage paralleler Festigkeitsträger, die sich axial durch durch
zwei Gürtellagenkanten begrenzt radial zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnet in
axialer Richtung zwischen den beiden Reifenschultern erstreckt.
Es ist bekannt, zur Verbesserung des Rollwiderstandes eines Fahrzeugluftreifens, die
Lauffläche einheitlich aus einer hysteresearmen, weichen den Abrieb erhöhenden Mischung
oder zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit aus einer harten, hysteresereicheren und
Rollwiderstand erhöhenden Mischung auszubilden. Es ist bekannt, die Laufstreifenmischung
in radialer Richtung in eine radial äußere Schicht (Cap), die mit der Straße in Berührung
kommt, und in eine radial innere Schicht (Base), die nicht mit der Straße in Berührung
kommt, aufzuteilen, wodurch die radial äußere Schicht zur Verbesserung der besonders
straßenberührkontaktabhängigen Eigenschaften - wie z. B. Abrieb-, Handling- und
Naßgriffeigenschaften - und die radial innere Schicht beispielsweise zur Reduzierung des
Rollwiderstandes oder zur Verbesserung der Handlingeigenschaften ausgebildet werden
kann. Die radial innere Schicht ist dabei zur Reduzierung des Flollwiderstandes entweder
einheitlich aus einer hysteresearmen, weichen oder zur Verbesserung der
Handlingeigenschaften einheitlich aus einer harten, hysteresereicheren Mischung
ausgebildet.
In "tire science and technology", Vol. 24 No3, July-September 1996, werden in einem Artikel
"Optimum Young's Modulus Distibution in Tire Design" verschiedene mathematische
Methoden zur Optimierung einer Lauffläche vorgeschlagen. Aus einem Beispiel auf S. 212
und 213 ist dabei eine Lauffläche bekannt, die zur Optimierung des Rollwiderstandes im
radial äußeren Bereich im axialen Bereich der Schulter weich und im dazwischenliegenden
axialen Erstreckungsbereich härter ausgebildet ist. Aufgrund des hierdurch erzeugten hohen
Abriebs gerade im Schulterbereich ist ein solcher Reifen für den praktischen Einsatz nicht
geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen verbesserten, rollwiderstandsarmen
Fahrzeugluftreifen zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens mit einer
Karkasse mit wenigstens einer Lage aus parallelen in Kautschuk eingebetteten
Festifkeitsträgern - insbesondere radialer Bauart -, mit zwei Seitenwänden, mit einem
Laufstreifen, der sich in axialer Richtung von der einen Reifenschulter über den
Kronenbereich zur anderen Reifenschulter erstreckt und mit einem Gürtel aus wenigstens
einer Lage paralleler Festigkeitsträger, die sich axial durch durch zwei Gürtellagenkanten
begrenzt radial zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnet in axialer Richtung
zwischen den beiden Reifenschultern erstreckt, gelöst, bei dem der Laufstreifen im radial
inneren, der Gürtellage zugewandten Bereich in einem ersten axialen Bereich, der sich von
einer axialen Seite innerhalb der Gürtelbreite über den Kronenbereich zur anderen axialen
Seite innerhalb der Gürtelbreite erstreckt, mit einer ersten Laufstreifenkautschukmischung
und in einem sich axial an den ersten axialen Bereich anschließenden zweiten Bereich, der
sich axial von innerhalb der Gürtelbreite über die axiale Position der Gürtellagenkanteim
Reifenschulterbereich hinaus erstreckt, mit einer zweiten Laufstreifenkautschukmischung
ausgebildet ist, und bei dem die zweite Kautschukmischung härter und - insbesondere
hysteresereicher - als die erste Kautschukmischung ist.
Der Gürtelkantenbereich ist der Gürtelbereich, der der größten Dehnungstendenz während
des Fahrens unterliegt. Die härtere Mischung des radial inneren Bereichs im die Gürtelkante
abdeckenden Bereich gegenüber dem Kronenbereich wirkt diesen Dehnungen entgegen.
Der Rollwiderstand wird verbessert. Darüberhinaus kann hierdurch die Schräglaufsteife
reduziert werden.
Die Ansprüche 2 bis 6 beinhalten bevorzugte Ausführungsformen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierin zeigen
Fig. 1 schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen
Fahrzeugluftreifens,
Fig. 2 vergrößerte Darstellung von Fig. 1,
Fig. 3 vergrößerte Darstellung von Fig. 1 mit alternativer Ausbildung.
In Fig. 1 ist der Aufbau eines Fahrzeugluftreifens beispielhaft dargestellt, bei dem um einen
Kern 2 mit Kernprofil 4 eine erste Karkassenlage 8 außerhalb einer luftundurchlässigen
Innenschicht 6 über den rechten Schulterbereich und die Zenitebene zu dem linken
Schulterbereich und dem linken Kern 2 mit Kernprofil 4 reicht, um den sie in herkömmlicher
Weise gelegt ist. Über der ersten Karkessenlage 8 ist in herkömmlicher Weise eine zweite
Karkassenlage 9 gelegt, die sich ebenfalls von der in Fig. 1 rechts dargestellten Seite des
Reifens bis zur links dargestellten Seite erstreckt. In herkömmlicher Weise ist im
Kernbereich über einen Wulststreifen 23 und den Wulstverstärker 3 ein Hornprofil 5 und von
diesem ausgehend bis in den Schulterbereich reichend ein Seitenwandstreifen 7 aufgelegt.
Über den Umfang des Reifens reichen außerhalb der Karkassenlagen radialer Bauart
angeordnet mehrere Stahlgürtellagen 11, 13 mit in Kautschuk eingebetteten Stahlkorden.
Im Schulterstreifen sind in bekannter Weise zusätzlich Schulterstreifen 10 aufgelegt. Den
Abschluß des Reifenaufbaus bildet in bekannter Weise ein profilierter Laufstreifen 1 mit
Umfangsrillen 12. Zwischen Gürtel und Laufstreifen ist keine zusätzliche Bandagelage mit
Festigkeitsträgern in Umfangsrichtung ausgebildet.
In Fig. 2 ist der Reifen von Fig. 1 vergrößert ausschnittsweise dargestellt. Wie in Fig. 2
dargestellt ist, ist der Laufstreifen 1 in bekannter Weise aus einer radial äußeren Gummilage
(Cap) 14 und einer radial inneren Gummilage (Base) 15 aufgebaut. Die radial innere
Gummilage (Base) 15 ist in axialer Richtung aus zwei verschiedenen Gummimaterialien
bekannter Art ausgebildet. Im mittleren axialen Bereich 16 ist die radial innere Gummilage
(Base) 15 mit einem ersten bekannten Laufstreifengummimaterial und in den sich beidseitig
nach axial außen anschließenden Bereichen 17 mit einem zweiten bekannten
Laufstreifengummimaterial ausgebildet. Das zweite Laufstreifengummimaterial ist härter und
hystereseärmer als das erste Laufstreifengummimaterial. Der Gürtel erstreckt sich in axialer
Richtung mit seiner Gürtelbreite von der einen axial äußeren Gürtelkante zu der anderen
axial äußeren Gürtelkante mit einer Gürtelbreite a. Der zweite Bereich 17 der radial inneren
Gummilage (Base) 15 erstreckt sich über eine axiale Gesamtbreite b des Gürtels und zwar
aus dem axialen Abstand d innerhalb der Gürtelkante über die Gürtelkante hinweg bis zu
einem axialen Abstand c außerhalb der Gürtelkante.
Der axialen Abstand d von der Gürtelkante beträgt 5 bis 30% der Gürtelbreite a. Der axiale
Abstand c von der Gürtelkante beträgt ebenfalls 5 bis 30% der Gürtelbreite. Beispielsweise
beträgt der axiale Abstand d von der Gürtelkante 20% der Gürtelbreite a und der axiale
Abstand c von der Gürtelkante 6% der Gürtelbreite.
Die Lagendicke der radial inneren Gummilage (Base) 15 beträgt wenigstens 0,6 mm,
beispielsweise beträgt sie 2 bis 3 mm.
Die zweite Gummimischung weist eine Shorehärte im Bereich zwischen 65 und 78 Shore A
auf. Die erste Gummimischung weist eine Shorehärte auf, die wenigstens um eine Härte von
5 Shore A kleiner als die der zweiten Gummimischung ausgebildet ist. Beispielsweise weist
die zweite Gummimischung eine Shorehärte von 70 Shore A auf. Die erste Gummimischung
weist eine Shorehärte von 55 Shore A auf.
Bei Laufstreifenmischungen mit hohem Anteil an Silica (Kieselerde) kann es, wie in Fig. 3
dargestellt ist, sinnvoll sein zur Reduzierung der Gefahren von elektrostatischen
Aufladungen, die beim Fahren auftreten können, zwischen erstem 16 und zweitem Bereich
17 einen dritten Bereich 18 mit einer dritten Gummimischung mit besserer elektrischen
Leitfähigkeit auszubilden, die sich radial von der radial äußeren Gummilage (Cap) 14 durch
durch die radial inneren Gummilage (Base) 15 bis zum Gürtel erstreckt. Die dritte
Gummimischung ist beispielsweise eine bekannte, leitfähige Gummimischung mit hohem
Rußanteil. Soweit die elektrisch leitfähige Mischung den oben genannten
Härteanforderungen für die zweite Mischung genügt, können zweiter und dritter Bereich
baueinheitlich aus einem gemeinsamen Gummimischungsmaterial ausgebildet werden und
bilden zusammen den zweiten Bereich, der sich wie in Fig. 2 unmittelbar an den ersten
Bereich anschließt.
Die Karkasse kann einlagig - wie in Fig. 2 dargestellt ist - oder mehrlagig - wie in Fig. 1
dargestellt ist - aufgebaut sein.
In Tabelle 2 sind beispielhaft Ergebnisse von Vergleichsversuclhen dargestellt, die an 5
Versuchsreifen durchgeführt wurden. Die 5 Versuchsreifen R1, R2, R3, R4 und R5 sind
gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ausgebildet und unterscheiden sich lediglich im Aufbau des
Laufstreifens. Die verwendeten Gummimischungen M1, M2, M3 und M4 sind in Tabelle 1
dargestellt. Dabei bezieht sich die Einheit pphr auf 100 Gewichtsteile Kautschuk.
R1 stellt einen Referenzreifen dar, bei dem der Laufstreifen einheitlich aus der
Gummimischung M1 ausgebildet ist. Bei den Reifen R2, R3, R4 oder R5 ist der Laufstreifen
in Cap und Base geteilt, wobei die Base axial in einen ersten mittleren und axial beiderseits
benachbart angrenzenden zweiten Bereich aufgeteilt ist. Die Maße a, b, c, d gemäß Fig. 2
sind bei allen Reifen gleich gewählt. Die Gummimischungen des ersten und zweiten
Bereichs der Reifen R2, R3, R4, R5 sind die Gummimischungen M2 bzw M3 aus Tabelle 1,
wobei die Wahl ihrer Anordnung - wie in Tabelle 2 dargestellt ist - bei den Reifen
R2, R3, R4, R5 variiert ist. Die Gummimischung M2 hat eine Shore-A-Härte von ca. 70. Die
Gummimischung M3 hat eine Shore-A-Härte von ca. 55.
Wie Tabelle 2 zu entnehmen ist, weist der Reifen R3, bei dem im zweiten Bereich der Base
die härtere Mischung M2 und im ersten Bereich der Base die weichere Mischung M3
eingesetzt ist, den geringsten Rollwiderstand auf.
1
Laufstreifen
2
Kern
3
Wulstverstärker
4
Kernprofil
5
Hornprofil
6
Innenschicht
7
Seitenstreifen
8
Karkassenlage
9
Karkassenlage
10
Schulterstreifen
11
Gürtellage
12
Umfangsrille
13
Gürtellage
14
Cap
15
Base
16
Erster axialer Bereich der Base
17
Zweiter axialer Bereich der Base
18
Dritter axialer Bereich der Base
23
Wulststreifen
Claims (5)
1. Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse mit wenigstens einer Lage aus parallelen in
Kautschuk eingebetteten Festifkeitsträgern - insbesondere radialer Bauart -, mit zwei
Seitenwänden, mit einem Laufstreifen, der sich in axialer Richtung von der einen
Reifenschulter über den Kronenbereich zur anderen Reifenschulter erstreckt und mit
einem Gürtel aus wenigstens einer Lage paralleler Festigkeitsträger, die sich axial durch
durch zwei Gürtellagenkanten begrenzt radial zwischen Laufstreifen und Karkasse
angeordnet in axialer Richtung zwischen den beiden Reifenschultern erstreckt,
wobei der Laufstreifen im radial inneren, der Gürtellage zugewandten Bereich in einem
ersten axialen Bereich, der sich von einer axialen Seite innerhalb der Gürtelbreite über
den Kronenbereich zur anderen axialen Seite innerhalb der Gürtelbreite erstreckt, mit
einer ersten Laufstreifenkautschukmischung und in einem sich axial an den ersten
axialen Bereich anschließenden zweiten Bereich, der sich axial von innerhalb der
Gürtelbreite über die axiale Position der Gürtellagenkanteim Reifenschulterbereich
hinaus erstreckt, mit einer zweiten Laufstreifenkautschukmischung ausgebildet ist,
wobei die zweite Kautschukmischung härter und - insbesondere hysteresereicher - als
die erste Kautschukmischung ist.
2. Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1,
wobei im radial äußeren Bereich des Laufstreifens über die gesamte axiale Erstreckung
eine einheitliche Kautschukmischung ausgebildet ist.
3. Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 oder 2,
wobei sich der zweite Bereich zwischen einer axialen Position innerhalb der
Gürtelerstreckung im axialen Abstand von der Gürtelkante, der zwischen 5 und 30% der
Gürtelbreite entspricht, bis zu einer axialen Position außerhalb der Gürtelerstreckung im
axialen Abstand von der Gürtelkante, der zwischen 5 und 30% der Gürtelbreite
entspricht, erstreckt.
4. Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche,
wobei die zweite Gummimischung eine Shorehärte im Bereich zwischen 65 und 78
Shore A aufweist und die erste Gummimischung eine Shorehärte aufweist, die
wenigstens um eine Härte von 5 Shore A kleiner als die der zweiten Gummimischung
ausgebildet ist.
5. Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche,
wobei der radial innere Bereich eine radiale Dicke von wenigstens 0,8 mm aufweist.
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