DE2261368A1

DE2261368A1 - Tyre with hard granules for icy roads - has particles embedded in relatively softer local material to reduce wear

Info

Publication number: DE2261368A1
Application number: DE19722261368
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dr-Ing Drexl; Konrad Dr-Ing Ziermann
Original assignee: Phoenix Gummiwerke AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1974-06-20

Abstract

An automobile tyre, esp. for wet ice conditions, comprises hard granular material in continuous circumferential bands or in patches uniformly distributed over the tread. These zones consist of a different material from the rest of the tread rubber, having a Shore hardness and 300% modulus lower than the rest of the tread. The zones pref. constitute 5-25% of the tread area, and the granules constitute 15-35% by volume of the softer zone material.

Description

Kfz-Luftreifen Die Erfindung bezieht sich auf einen Eraftfahrzeug-Luftreifen, bei dem ein Teil des Laufstreifens in abgegrenzten Zonen hartes körniges Material aufweist. Pneumatic motor vehicle tire The invention relates to a pneumatic vehicle tire, in which part of the tread is hard, granular material in delimited zones having.

Mit herkömmlichen Luftreifen können auf vereister Strassenoberfläche -verglichen mit trockenen oder nassen, festen Straßenoberflächen- nur sehr kleine Brems-, Antriebs-und Seitenführungskräfte übertragen-werden. Am ungünstigsten sind dabei die Verhältnisse bei geringen Kältegraden, wenn sich zwischen Reifen und eisbedeckter Fahrbahn eine Wasserschicht bildet. Dadurch wird die Verkehrssicherheit gefährdet, insbesondere bei unerwartet auftretendem Glatteis.Conventional pneumatic tires can be used on icy road surfaces -compared with dry or wet, solid road surfaces- only very small Braking, drive and cornering forces are transmitted. Are the worst the conditions at low degrees of cold, when there is between tires and ice-covered Road surface forms a layer of water. This endangers road safety, especially in the event of unexpected black ice.

Der Grund dafür liegt in der Eigenart der Kraftübertragung.The reason for this lies in the nature of the power transmission.

Diese erfolgt auf festen Straßenoberflächen fast rein kraftschlüssig, d.h. durch Reibung. Der formschlüssige, d.h.This takes place almost purely force-fit on solid road surfaces, i.e. by friction. The form-fitting, i.e.

durch eine Art makroskopische Verzahnung zwischen Reifen und Fahrbahn übertragene Anteil kann vernachlässigt werden.through a kind of macroscopic interlocking between the tire and the road surface transferred portion can be neglected.

Auf wasserbedecktem Eis dagegen lassen sich ausreichende Kräfte nur durch Formschluß übertragen. Dieser Gedanke liegt vielen Erfindungen für Eisreifen zugrunde, u.a. auch den verbreiteten und bewährten Spikereifen.On water-covered ice, on the other hand, sufficient forces can only be exercised transferred by form fit. This idea lies behind many inventions for ice tires , including the popular and proven studded tires.

Spikereifen haben jedoch Nachteile: Die Straßenoberfläche wird einer zusätzlichen Abnutzung unterworfen, die Kraftübertragungsverhältnisse bei nicht winterlichen Fahrbahnzuständen sind ungünstiger und das Abrollgeräusch ist höher.However, studded tires have disadvantages: the road surface becomes one Subject to additional wear and tear, the power transmission ratios when not Winter road conditions are less favorable and the road noise is higher.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei dem eingangs umrissenen Luftreifen eine erhöhte Rutschfestigkeit auf Eis zu schaffen, ohne die Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, wie sie vorstehend angegeben worden sind.The object of the invention is, in the case of the pneumatic tire outlined at the outset to create increased slip resistance on ice without accepting the disadvantages as indicated above.

Wie an sich bereits bekannt, wird die beabsichtigte Wirkung erreicht, indem in einem Teil des Laufstreifens körnige Partikel aus einem harten, verschleißfesten Material wie z.B. Wolframkarbid, Siliziumkarbid, Aluminiumoxid, gehärteter Stahl usw. eingebettet werden.As already known, the intended effect is achieved by putting in part of the tread granular particles from a hard, wear-resistant Material such as tungsten carbide, silicon carbide, aluminum oxide, hardened steel etc. can be embedded.

Die Partikel stehen mit einem Teil ihres Durchmessers aus der Oberfläche des Laufstreifens hervor. Durch Eindringen der Partikel in die die Fahrbahn bedeckende Einsicht wird eine formschlüssige Kraftübertragung erreicht. Mit zunehmendem Verschleiß der Lauffläche treten die Partikel immer weiter aus der Einbettung hervor, bis die restliche Haftung nicht mehr ausreicht und sie herausfallen. Mit zunehmendem Verschleiß werden aber auch tiefer liegende, ursprünglich ganz von Gu-i umhüllte Partikel freigelegt, so daß die herausgerissenen Partikel laufend ersetzt werden.Part of the diameter of the particles protrudes from the surface of the tread. By penetration of the particles into the road covering A positive force transmission is achieved. With increasing wear the tread, the particles continue to emerge from the embedding until the the remaining adhesion is no longer sufficient and they fall out. With increasing wear but also deeper-lying particles, originally completely covered by Gu-i, are exposed, so that the torn-out particles are continuously replaced.

Die bisher vorgeschlagenen Ausführungen solcher Reifen hatten jedoch den Nachteil, daß die Partikel nicht den zur Erzielung einer formschlüssigen Kraftübertragung erforderlichen überstand erreichten, weil sie entweder zu früh herausfielen oder auf das Niveau der sie umgebenden Oberfläche abgeschliffen wurden.However, the previously proposed designs of such tires had the disadvantage that the particles are not necessary to achieve a positive force transmission required protrusion because they either fell out too early or ground to the level of the surrounding surface.

Der erfindungsgemäße Luftreifen vermeidet diesen Nachteil durch Einbettung der Partikel in eine Gummiqualität, die von der des eigentlichen Laufgummis abweicht. Die Eigenschaften der Gummiqualität für die Einbettung sind so zu bestimmen, daß einerseits die Partikel beim Durchlaufen der Kontaktzone zwischen Reifen und Fahrbahn nach innen ausweichen können, wodurch der Verschleiß der Partikel und der Straßenoberfläche gering gehalten wird und andererseits den Ausweichen jedoch ein Widerstand entgegengesetzt wird, der groß genug ist, daß die Partikel in eine die Fahrbahn bedeckende relativ weiche Eisichicht eindringen und so die ge-wunchte forischlüssige Iraftüb ertragung gewährleisten können.The pneumatic tire according to the invention avoids this disadvantage by embedding the particles into a rubber quality that differs from that of the actual running rubber. The properties of the rubber quality for embedding are to be determined in such a way that on the one hand, the particles when passing through the contact zone between the tire and the road can move inwards, reducing wear on the particles and the road surface is kept low and on the other hand, the evasion is opposed to a resistance which is large enough that the particles in a relatively covering the roadway soft ice layer penetrate and thus the desired force transfer can guarantee.

Die vom Laufflächengummi abweichende Gummiqualität ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale: Shorehärte 40 - 68 Einheiten vorzugsweise 5 - 15 Einheiten kleiner als die Härte des Laufstreifens Modul 300 % 40 - tlo kp/cm2 vorzugsweise 70 - loo kp/cm2 Erfindungsgemäß ist nur ein Teil der Lauffläche mit hervorstehenden Partikeln als Gleitschutzzone ausgebildet. Der Gedanke der Erfindung besteht darin, daß die Jeweiligen Gleitschutzzonen von normalem Laufguumi umgeben sind, so daß sie durch diesen auf fester, eisfreier Fahrbahn teilweise von der Ubortragung von Kräften entlastet werden.The rubber quality that differs from the tread rubber is marked by the following features: Shore hardness 40 - 68 units, preferably 5 - 15 units less than the hardness of the tread modulus 300% 40 - tlo kp / cm2 preferably 70 - loo kp / cm2 According to the invention, only part of the tread is protruding Particles designed as an anti-skid zone. The idea behind the invention is that the respective anti-skid zones are surrounded by normal Laufguumi, so that they partially from the transfer of Forces are relieved.

Daraus ergeben sich Folgerungen für die Profilgestaltung: möglich sind z.B. Gleitschutzzonen als runde, ovale oder mehreckige, von normalem Laufgummi umgebende Inseln im Profil, oder quer oder längs zur Reifenebene verlaufende, von normalem Laufgummi beidseitig eingefaßte Streifen. Besonders einfach ist die Herstellung von in Längsrichtung ulaufenden Streifen, da eine entsprechende Ringnut zur Aufnahre des mit den Partikeln versehenen Streifens gleich dem Spritzen des Laufgummis durch ein entsprechendes Spritzmundstück erhalten werden kann.This leads to the following for the profile design: possible are e.g. anti-skid zones as round, oval or polygonal, made of normal rubber surrounding islands in the profile, or transversely or longitudinally to the tire plane, of normal running rubber stripes bordered on both sides. Production is particularly easy of strips running in the longitudinal direction, as there is a corresponding ring groove for receiving of the strip provided with the particles through the same as the spraying of the running rubber a corresponding injection nozzle can be obtained.

Es hat sich als sinnvoll erwiesen, daß die Gleitschutzzonen etwa 5 bis 25 % der Lauffläche betragen sollen. Dadurch wird ein angemessenes Verhältnis zwischen den Eigenschaften und dem Standvermögen des Reifens auf vereinten und nicht vereisten Fahrbahnen ermöglicht, ohne daß die Profilgestal tung eine wesentliche Beeinflussung erfährt. Bei der Anordnung der Gleitschutzzonen kann die quer zur Laufrichtung des Reifens unterschiedliche Druckverteilung in der Aufstandsfläche berücksichtigt werden. Die Gleitschutzzonen liegen daher vorzugsweise im Schulterbereich. Die Tiefe der mit Partikeln durchsetzten Gleitschutzzonen braucht nur so weit zu gehen, wie für den Abrieb des Reifens bzw.It has proven to be useful that the anti-skid zones are about 5 should be up to 25% of the running surface. This creates a fair relationship between the properties and the durability of the tire combined and not allows icy roads without the Profilgestal device an essential Undergoes influence. When arranging the anti-skid zones, the transverse to Running direction of the tire different pressure distribution in the Footprint must be taken into account. The anti-skid zones are therefore preferably located in the shoulder area. The depth of the anti-skid zones interspersed with particles is required to go only as far as for the abrasion of the tire or

seine Tauglichkeit als Winterreifen erforderlich ist.its suitability as a winter tire is required.

Der Mengenanteil der körnigen Partikel in den Gleitschutzzonen beträgt zweckmäßigerweise 15 bis 35 Volumenprozent.The proportion of the granular particles in the anti-skid zones is expediently 15 to 35 percent by volume.

Der Mengenanteil hängt einerseits von der zur Anwendung kommenden Gummiqualität, andererseits aber auch von der Art des Partikelwerkstoffes und schließlich auch von den Anforderungen ab, die an den Reifen bezüglich seiner Eigenschaften auf Eis gestellt werden.The proportion depends on the one hand on the one to be used Rubber quality, but on the other hand also the type of particle material and finally also depends on the requirements placed on the tire in terms of its properties put on ice.

Nach dem Erfindungsgedanken beträgt die Korngröße der dngebetteten Partikel etwa 1 bis 3 mm. Diese Korngröße hat sich für den praktischen Gebrauch als günstig erwiesen. Dabei kann die Korngröße durchaus uneinheitlich sein, so daß sowohl kleine wie auch größere Partikel zum Eingriff kommen können. Um eine besonders gute Haftung zwischen den Partikeln und dem sie umgebenden Gummi zu erzielen, wird die Oberfläche der Partikel zweckmäßigerweise mit einer Haftvermittlerschicht versehen.According to the idea of the invention, the grain size is the thin bed Particles about 1 to 3 mm. This grain size has proven to be of practical use proven to be cheap. The grain size can be quite inconsistent, so that both small and larger particles can come into play. To one special to achieve good adhesion between the particles and the rubber surrounding them the surface of the particles is expediently provided with an adhesion promoter layer.

Die Herstellung des Reifens kann so erfolgen,daß der für die Einbettung verwendete Gummi mit den bereits eingemischten Partikeln in vorgeformten Streifen oder Klötzen in nicht-, teil- oder fertigvulkanisiertem Zustand vor der Vulkanisation des Reifens in den Laufstreifen eingebracht wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß sich die verschiedenen Gummiqualitäten bei der Vulkanisation fest miteinander verbinden.The tire can be manufactured in such a way that that for embedding used rubber with the particles already mixed in in pre-formed strips or blocks in a non-vulcanized, partially or fully vulcanized state before vulcanization of the tire is introduced into the tread. This ensures that that the different rubber qualities are firmly bonded to one another during vulcanization associate.

Die Erfindung wird in Verbindung mit drei Abb. beispielsweise dargestellt. Die Abb. 1 zeigt einen Kfz-Luftreifen im Querschnitt. Die Abb. 2 und 3 zeigen Draufsichten auf das Profil.The invention is illustrated in connection with three figures, for example. Fig. 1 shows a pneumatic vehicle tire in cross section. Figs. 2 and 3 show top views on the profile.

Nach Abb. 1 ist ein Reifen in Gürtel- oder Diagonalbauweise in seiner Lauffläche 1 mit Gleitschutzzonen 2 mit eingebetteten Partikeln 3 ausgerüstet. Die Tiefe der Gleitschutzzone 2 ist gleich der Dicke des für den Verschleiß vorgesehenen Teils des Laufstreifens. In der Gleitschutzzone ist die Verteilung der Partikel 3 ersichtlich, wobei deutlich wird, daß durch das Herausfallen von Partikeln bereits einzelne Krater entstanden sind. Andere Partikel liegen unmittelbar unter der Oberfläche und werden nach geringfügigem weiteren Verschleiß zur Wirkung kommen. Wieder andere Partikel sind aus der Aufstandsfläche hervorgetreten und haben Bodenberührung beim Durchlaufen des Reifens durch die Aufstandsfläche.According to Fig. 1, a tire in belt or diagonal construction is in his Running surface 1 equipped with anti-skid zones 2 with embedded particles 3. the The depth of the anti-skid zone 2 is equal to the thickness of the area intended for wear Part of the tread. The distribution of the particles is in the anti-skid zone 3 can be seen, it being clear that by the falling out of particles already individual craters have formed. Other particles lie just below the surface and will take effect after a little further wear and tear. Still others Particles have emerged from the contact area and are in contact with the ground Running through the tire through the contact patch.

In Abb. 2 sind in dem aus mehreren Rippen 5,6,7 und 8 bestehenden Profil Gleitschutzzonen 2 so eingebettet, daß sie rundum vom eigentlichen Laufgummi umgeben sind. Eventuelle Feineinschnitte haben dabei keine Verbindung mit den Gleitschutzzonen 2. Die Gleitschutzzonen 2 sind vorzugsweise in den äußeren Profilrippen in bestimmten Abständen angeordnet, während in den mittleren Profilrippen nur wenige oder keine Gleitschutzzonen vorgesehen sind. Die Verteilung der Gleitschutzzonen ist durchweg so vorgesehen, daß die Aufstandsfläche des Reifens ständig eine gleichbleibende Anzahl von Gleitschutzzonen aufweist. Mit Rücksicht auf die Gestaltung der Rippen können die Gleitschutzzonen in den äußeren Rippen zusätzlich größer sein als die in den mittleren Rippen liegenden Zonen. Da das vorliegende Profil einen kreisförmigen Umriß ohne weiteres gestattet, ist von der Darstellung ebenfalls möglicher viereckiger, dreieckiger oder allgemein vieleckiger Umrisse abgesehen worden.In Fig. 2 there are 5,6,7 and 8 consisting of several ribs Profile anti-skid zones 2 embedded in such a way that they are completely covered by the actual running rubber are surrounded. Any fine incisions have no connection with the anti-skid zones 2. The anti-skid zones 2 are preferably in the outer profile ribs in certain Arranged at intervals, while only a few or none in the central profile ribs Anti-skid zones are provided. The distribution of the anti-skid zones is consistent so provided that the contact area of the tire is always a constant Has number of anti-skid zones. With regard to the design of the ribs the anti-skid zones in the outer ribs can also be larger than the Zones lying in the middle ribs. Since the present profile has a circular Outline is permitted without further ado, the representation is also possible square, triangular or generally polygonal outlines have been disregarded.

Abb. 3 zeigt als Beispiel für streifenförmige Anordnung eine Ausführungsform mit einer in Längsrichtung des Reifens im Schulterbereich umlaufend angeordneten Gleitschutzzone 9.Fig. 3 shows an embodiment as an example of a strip-shaped arrangement with one arranged circumferentially in the longitudinal direction of the tire in the shoulder area Anti-skid zone 9.

Claims

Expectations

1. Pneumatic motor vehicle tires in which the tread is either in one or several strips running around the circumference of the tire or in delimited, over the tread has evenly distributed zones of hard, granular material, characterized in that these zones consist of one of the actual tread rubber consist of different rubber, its Shore hardness and 300% modulus values which are smaller than that of the tread rubber.

2. Pneumatic motor vehicle tire according to claim 1, characterized in that this Zones 5 - 25 yo of the tread surface.

3. Pneumatic motor vehicle tires according to Claims 1 and 2, characterized in that that the proportion of the granular material 15-35 vol. That forming the zones Material is.

4. Pneumatic motor vehicle tires according to Claims 1 to 3, characterized in that that the zones are self-contained, i.e.

are not divided by profiling and from the actual running rubber are surrounded on all sides supportive.

5. Pneumatic motor vehicle tires according to Claims 1 to 4, characterized in that that the grain size of the material is 1 - 3 mm.

6. Pneumatic motor vehicle tires according to claims 1 to 5, characterized in that that the hard particles in the anti-skid zones are chemical or galvanic Experience surface treatment.

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