DE19850766B4

DE19850766B4 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE19850766B4
Application number: DE19850766A
Authority: DE
Inventors: Martin Braatz
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: DE19850766A1

Abstract

Fahrzeugluftreifen, insb. radialer Bauart, mit einem Gürtel aus wenigstens einer Lage paralleler Festigkeitsträger aus Stahl (11, 13) und mit einem zwischen Gürtel und Lauffläche angeordneten Laufstreifen, der aus einer radial äußeren (14) und einer radial inneren Gummilage (15) aufgebaut ist,
wobei die radial innere Gummilage (15) einen mittleren Bereich (16) aus einer ersten Kautschukmischung und zwei beidseitig nach axial außen anschließende Bereiche (17) aus einer zweiten Kautschukmischung aufweist
und dabei die zweite Kautschukmischung härter und insb. hysteresereicher als die erste Kautschukmischung ist und
wobei zwischen dem mittleren Bereich (16) und einem axial außen anschließenden Bereich (17) der radial inneren Gummilage (15) ein weiterer Bereich (18) angeordnet ist, der sich vom Gürtel bis zur Lauffläche erstreckt und aus einer leitfähigen Kautschukmischung mit einem hohen Rußanteil besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere radialer Bauart, mit einer leitfähigen Kautschukmischung im Laufstreifen.

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 Laufsteifenmischung in radialer Richtung in eine radial äußere Schicht (Cap), die mit der Straße in Berühurung 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 Rollwiderstandes entweder einheitlich aus einer hysteresearmen, weichen oder zur Verbesserung der Handlingeingeschaften einheitlich aus einer harten, hysteresereicheren Mischung ausgebildet.

Des Weiteren werden verschiedene mathematische Methoden zur Optimierung einer Lauffläche vorgeschlagen. Es 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.

Aus der AT 376 401 ist ein Fahrzeugluftreifen bekannt, dessen Laufstreifenbereich aus zwei Teilen besteht, wobei der äußere Teil aus einer besonders abriebfesten Kautschukmischung besteht. Fahrzeugluftreifen mit einer zweiteiligen Gummischicht mit einem äußeren harten Bereich und einem weniger harten inneren Bereich sind beispielsweise aus der DE 38 02 503 A1 und der DE 31 05 209 C2 bekannt. Fahrzeugluftreifen, deren Laufstreifen Bereiche aufweisen, die aus einem Gummi bestehen, welche besonders elektrisch leitfähig sind, sind aus der DE 196 03 441 A1 und der EP 0 838 353 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe Zugrunde, einem verbesserten, rollwiderstandsarmen Fahrzeugluftreifen zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Gürtelkantenbereich ist der Gürtelbereich, der der größten Dehungstendenz 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. Darüber hinaus kann hierdurch die Schräglaufsteife reduziert werden.

Die Ansprüche 2 bis 5 beinhalten bevorzugte Ausführungsformen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierin zeigen
1 schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens,
2 vergrößerte Darstellung von 1,
3 vergrößerte Darstellung von 1 mit alternativer Ausbildung.
In 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 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 2 ist der Reifen von 1 vergrößert ausschnittsweise dargestellt. Wie in 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 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 Gummimisching 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 2 unmittelbar an den ersten Bereich anschließt.
Die Karkasse kann einlagig – wie in 2 dargestellt ist – oder mehrlagig – wie in 1 dargestellt ist – aufgebaut sein.
In Tabelle 2 sind beispielhaft Ergebnisse von Vergleichsversuchen dargestellt, die an 5 Versuchsreifen durchgeführt wurden. Die 5 Versuchsreifen R1, R2, R3, R4 und R5 sind gemäß 1 und 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.
Tabelle 1
Tabelle 2
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 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

Fahrzeugluftreifen, insb. radialer Bauart, mit einem Gürtel aus wenigstens einer Lage paralleler Festigkeitsträger aus Stahl (11, 13) und mit einem zwischen Gürtel und Lauffläche angeordneten Laufstreifen, der aus einer radial äußeren (14) und einer radial inneren Gummilage (15) aufgebaut ist, wobei die radial innere Gummilage (15) einen mittleren Bereich (16) aus einer ersten Kautschukmischung und zwei beidseitig nach axial außen anschließende Bereiche (17) aus einer zweiten Kautschukmischung aufweist und dabei die zweite Kautschukmischung härter und insb. hysteresereicher als die erste Kautschukmischung ist und wobei zwischen dem mittleren Bereich (16) und einem axial außen anschließenden Bereich (17) der radial inneren Gummilage (15) ein weiterer Bereich (18) angeordnet ist, der sich vom Gürtel bis zur Lauffläche erstreckt und aus einer leitfähigen Kautschukmischung mit einem hohen Rußanteil besteht.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, wobei im radial äußeren Bereich des Laufstreifens (14) über die gesamte axiale Erstreckung eine einheitliche Kautschukmischung ausgebildet ist.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 oder 2, wobei sich der zweite Bereich (17) 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.
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.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei der radial innere Bereich (15) eine radiale Dicke von wenigstens 0,8mm aufweist. Beschreibung