DE2841132A1

DE2841132A1 - Luftreifen fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2841132A1
Application number: DE19782841132
Authority: DE
Inventors: Mario Mezzanotte
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pneumatici Pirelli SpA 20123 Milano I Soc
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1979-04-05
Also published as: AT359850B; AU3944078A; FI58890C; ATA681978A; IT1087461B; BR7804806A; NO783219L; FR2403901B1; LU80253A1; JPS5457706A; IE781910L; SE7809823L; FR2403901A1; FI58890B; ES473886A1; IE47375B1; AR218931A1; TR20493A; NL7807613A; BE870399A

Description

PATENTAHWXLTE

DR. E. WIEGAND DlPL-SNG. W. NfEMANN

MDNCHEN HAMBURG

DR. M. KÖHLER DtPL.-ING. C GERNHARDT

MÖNCHEN _ MDMCHEN TELEFON: 53 03 38/9 8 00 0 MDNCHEN 2, TELEGRAMME: KARPATENT M ATH I LDENSTR ASS E TE IE X: 529068 KARP D

21. September 1978

¥ 43 2o2/78 12/MZ

Industrie Pirelli S.p.A. Mailand (Italien)

Luftreifen für Kraftfahrzeuge

90981 A/0840

-JE-

Die Erfindung bezieht sich auf Luftreifen für Kraftfahrzeuge, und insbesondere auf eine Lauffläche oder einen Laufstreifen, der insbesondere in der Lage ist, zu gewährleisten, daß Reifen dieser Art gute Traktion oder Zugfähigkeit auf trockener und/oder nasser Straße und auf Schneeuntergrund und/oder Eisuntergrund haben.

Es ist bekannt, daß der Laufstreifen des Reifens so gestaltet ist, daß er verschiedenen Anforderungen entspricht. Erstens ist der Laufstreifen so gestaltet, daß bei normaler Geschwindigkeit und bei hoher Geschwindigkeit gute Straßenhaftung geschaffen ist, und zwar sowohl bei Geradeausfahrt als auch bei Kurvenfahrt und beim Bremsen. Die Straßenhaftung sollte bei allen Bedingungen gewährleistet sein, d.h. bei trockenem, schlüpfrigem oder nassem Untergrund oder bei Schneeuntergrund oder Sisuntergrund,bzw. bei schneebedeckten Straßen und bei vereisten Straßen. Andererseits ist es bekannt, daß diese Anforderungen einander entgegengesetzt sind und allgemein in einem einzigen Laufstreifen unverträglich sind, sodaß sie getrennt gelöst werden. Demgemäß ist für Reifen, die vorherrschend auf verschneiten und/oder vereisten Straßen verwendet werden sollen, die Reifenlauffläche bzw. der Reifenlaufstreifen von einer Winterausführung, was bedeutet, daß sie bzw. er ein Muster hat, welches durch tiefe Rillen in !deine Zonen unterteilt ist. Falls es gewünscht wird, ist die Lauffläche bzw. der Laufstreifen so ausgeführt, daß er an den Blöcken, die durch die Rillen bestimmt sind, mit Spikes versehen werden kann, um besseren Griff auf Eis zu erhalten. Weiterhin hat die elastomere Zusammensetzung, aus welcher die Lauffläche bzw. der Laufstreifen hergestellt ist, solche physikalischen Eigenschaften, daß sie selbst bei niedrigsten Temperaturen unbeeinflußt bleibt. Im Gegensatz dazu ist bei Reifen, die vorherrschend auf trockenem Untergrund laufen sollen, das Laufflächenmuster nicht so fein unterteilt und es

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ist mit flachen Rillen versehen, um eine größtmögliche Fläche der Berührung mit dem Untergrund darzubieten. Weiterhin wird allgemein eine elastomere Zusammensetzung verwendet mit großem Hystereseverlust, die bekanntlich besser geeignet ist, unter den zuletzt genannten Bedingungen gute Straßenhaftung zu gewährleisten.

Es ist deutlich, daß sich bei dem geschilderten Sachverhalt Komplizierungen ergeben, da Luftreifen jeder der beiden Arten für jedes Fahrzeug verfügbar sein sollten und weil die Reifen gewechselt werden sollen bzw. müssen, wenn die Straßenbedingungen sich ändern.

Das oben genannte Problem könnte dadurch gelöst werden, daß ein Reifen hergestellt wird, dessen Lauffläche oder Laufstreifen (nachstehend der Einfachheit halber als Lauffläche bezeichnet) in Umfangsrichtung in zwei angrenzende Teile unterteilt ist, von denen jeder in der Lage ist, gute Straßenhaftung bei einer der oben genannten Straßenbedingungen zu gewährleisten. Bei einer solchen Ausführung können dann für die beiden Laufflächenteile jeweils das geeignetere Laufflächenmuster und die geeignetere elastomere Zusammensetzung verwendet werden. Diese Lösung, die theoretisch ausgezeichnet ist, zeigt sich in der Praxis vergleichsweise ungeeignet,und zwar hauptsächlich deswegen, weil bei jedem bestimmten Zustand der Straße oder des Untergrundes Straßenhaftung der Lauffläche nur an demjenigen Umfangsteil von ihr gewährleistet ist, der für den bestimmten Zustand der Straße oder des Untergrundes vorgesehen ist. Der jeweils andere Teil ist unwirksam oder liefert nur einen minimalen Beitrag für diesen Zweck, d-h. für die Straßenhaftung. In anderen Worten ausgedrückt, ist in der Zone des Druckbereiches der Lauffläche die tatsächliche Arbeitsfläche beträchtlich verkleinert mit Bezug zu der Ar-

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-M-

beitsflache eines üblichen Reifens. Zufolge der hohen Leistungen, die heutzutage von Kraftfahrzeugreifen gefordert werden, ergibt es sich somit, daß bis heute ein in der geschilderten Art hergestellter Reifen nicht angenommen wurde.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Lauffläche für Kraftfahrzeugreifen zu schaffen, die in zwei Umfangsteile unterteilt ist, welche aneinander angrenzen und welche unterschiedliches Muster haben und aus unterschiedlichen elastomeren Zusammensetzungen gebildet sind, wobei der eine Laufflächenteil in der Lage ist, größte Straßenhaftung auf trockenem und/oder nassem Untergrund zu schaffen, und wobei der andere Laufflächenteil in der Lage ist₉ größte Haftung auf schneebedecktem und/oder eisigem Untergrund zu schaffen mit dem Ergebnis, daß bei jedem Straßenzustand gute Straßenhaftung der gesamten Lauffläche erhalten ist.

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung ein Luftreifen für Kraftfahrzeuge, mit einer Karkasse und einer Lauffläche, von denen die letztere durch zwei aneinander angrenzende Umfangsteile gebildet ist, von denen der erste Teil aus einer elastomeren Masse oder Zusammensetzung gebildet ist, mittels welcher guter Griff auf schneebedecktem und/oder eisigem Untergrund erhalten ist, und von denen der zweite Teil aus einer elastomeren Zusammensetzung oder Masse gebildet ist, durch welche guter Griff auf trockenem und/oder nassem Untergrund erhalten wird, wobei der erste Umfangsteil an seiner Außenfläche ein Muster hat, welches von dem Muster an der Außenfläche des zweiten Teiles verschieden ist. Gemäß der Erfindung ist ein solcher Reifen dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangstemperatur zweiter Klasse oder zweiter Ord-

nung der elastomeren Zusammensetzung des ersten Umfangsteiles im Bereich zwischen - 3o°G und - 55 ⁰C liegt, die Ubergangstemperatur zweiter Klasse oder zweiter Ordnung der elastomeren Zusammensetzung des zweiten Umfangsteiles zwischen - 1o°C und - 25⁰C liegt, und daß die Werte dieser Temperaturen der genannten Zusammensetzungen sich um wenigstens 1o°C voneinander unterscheiden.

Der Ausdruck "Übergangstemperatur zweiter Klasse bzw. zweiter Ordnung"(als GlasUbergangstemperatur bezeichnet) bedeutet bekanntlich die Temperatur, bei welcher eine gegebene gehärtete oder vulkanisierte Zusammensetzung auf der Basis eines elastomeren Polymers -von kautschukartigem Zustand zu glasartigem Zustand übergeht. Diese Temperatur wird üblicherweise mit einer Vorrichtung gemessen, die als Torsionspendel von Schmieder <5b Wolf bekannt ist, und zwar gemäß dem Standard DIN 53445.

Die Anmelderin hat gefunden, daß bei der Auswahl von elastomeren Zusammensetzungen, deren jede eine Glasübergangstemperatur zweiter Ordnung hat, die innerhalb der oben · genannten Grenzen liegt, zum Bilden der Umfangsteile, welche die Lauffläche von Kraftfahrzeugreifen darstellen, dazu führt, daß sehr gute Haftung jedes Umfangsteiles am Untergrund bei den Bedingungen führt, für welche dieser Umfangsteil vorgesehen ist, wodurch daher die schlechtere Haftung bei der genannten Bedingung bzw. dem genannten Zustand ausgeglichen wird, die der andere Umfangsteil der Lauffläche zeigt.

Die Anmelderin hat weiterhin gefunden, daß ein weiterer Beitrag zum Erhalt eines solchen Ergebnises darin liegt, daß derjenige Umfangsteil, der gute Haftung bei trockenem und/oder nassem Untergrund schafft, anseinem Außenteil

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keinerlei Rillen aufweist anstelle eines Musters, wie es üblicherweise für die Laufflächen verwendet wird, die für gute Haftung auf trockenem und/oder nassem Untergrund gestaltet sind. In diesem Fall, der eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, hat derjenige Umfangsteil, dessen Außenfläche keinerlei Rillen besitzt, eine Breite zwischen 28 und 53 % der Gesamtbreite der Lauffläche, wobei die Gesamtbreite im Rahmen der vorliegenden Erfindung der im radialen Schnitt des Reifens zwischen den Reifenschultern liegende Teil ist. Dementsprechend hat der Umfangsteil, der gute Haftung auf schneebedecktem und/oder eisigem Untergrund schaffen soll, eine Breite zwischen 47 und 72 % der Gesamtbreite der Lauffläche. An seiner Außenfläche zeigt er ein Muster üblicher Art, welches durch viele Rillen unterteilt ist, die vorragende Blöcke bestimmen, die vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise auf Umfangslinien angeordnet sind. In diesem Laufflächenteil liegt das Verhältnis zwischen massivem Material und Hohlräumen zwischen o,43 und o,46.

Das wichtige Ergebnis, welches durch Schaffung einer Lauffläche gemäß der genannten abgewandelten Ausführungsform der Erfindung erhalten wird, ist ganz besonders überraschend, wenn betrachtet wird, daß gute Haftung des Umfangsteiles, dessen Außenfläche keinerlei Rillen hat, auch auf nassem Untergrund erhalten wird.

Tatsächlich ist es bekannt, daß eine Lauffläche mit vollständig glatter Außenfläche -^eine Straßenhaftung hat, die auf trockener Straße sehr groß ist, die jedoch auf nasser Straße minimal ist, und zwar zufolge der sogenannten "Aquaplaning" - Erscheinung, bei deren Auftreten sich ein Wasserfilm zwischen dem Untergrund und der Lauffläche bildet, durch welchen jede Berührung der Lauffläche mit" dem Untergrund verhindert ist. Als die Erfindung nicht be-

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-X-

2>

schränkende Hypothese für das überraschende Ergebnis könnte angenommen werden, daß die gute Straßenhaftung, die von einer Lauffläche gemäß der Erfindung auch auf nassem Untergrund erhalten wird, sich daraus ergibt, daß durch den verkleinerten Laufflächenbereich, dessen Außenfläche keine Rillen hat, die Aquaplaning - Erscheinung minimiert wird, und daß gleichzeitig durch das extrem unterteilte Muster an der Außenfläche des anderen Umfangsteiles (welches allein bei dem genannten Zustand des Untergrundes nicht arbeiten würde) die Drainage bzw. das Wegführen des Wasser filme s bzw. der Wassermenge erleichtert ist, die das Bestreben haben würde, sich unter dem sich mit dem Untergrund in Berührung befindenden Bereich desjenigen Umfangsteiles anzusammeln, dessen Außenfläche keine Rillen hat. Daher wird es für den Umfangsteil, dessen Oberfläche mit Rillen versehen ist, bevorzugt, daß wenigstens ein Teil der Rillen entlang eines Weges orientiert ist, der mit Bezug auf die Umfangsrichtung schräg verläuft und am seitlichen Ende oder am Seitenrand, der zu diesem Teil der Lauffläche gehört, endet. Auf diese Weise wird das Wegführen von Wasser aus dem mit dem_o Untergrund in Berührung stehenden Bereich des anderen Laufflächenteiles erleichtert. Falls es gewünscht wird, um die Straßenhaftung desjenigen Umfangsteiles in großem Ausmaß zu erleichtern, dessen Oberfläche keinerlei Rillen hat, kann dieser Umfangsteil an der genannten Oberfläche mit kurzen Einschnitten versehen sein, die nahezu eine Breite und eine Länge im Bereich zwischen 1 und 5 bzw. zwischen 5 und. 25 mm sowie eine Tiefe im Bereich zwischen 6 und 9 mm haben, wobei diese Einschnitte entlang des Umfanges an Intervallen oder Abständen zwischen 45 und 18.0 ° in Übereinstimmung mit der Reifengröße angeordnet sind.,und in einem Winkel zwischen 45 und 9o° zu den Umfangslinien schräg verlaufen. Torzugsweise wird die vorliegende

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Erfindung bei Kraftfahrzeugreifen mit radialer Karkasse angewendet, obwohl sie auch für Reifen mit sich kreuzenden Karkassenlagen angewendet werden kann, d.h„ für Reifen, in deren Karkasse die Schnüre der verschiedenen Lagen sich kreuzen.

Die elastomeren Zusammensetzungen, die Ubergangstemperaturen zweiter Ordnung gemäß vorstehender Beschreibung haben und den einen oder den anderen der Umfangsteile bilden sollen, welche die Lauffläche darstellen, sind Zusammensetzungen auf der Basis von natürlichem oder synthetischem Kautschuk. Insbesondere können die elastomeren Zusammensetzung en5 Vielehe den ersten Umfangsteil bilden sol-■len, d.h. denjenigen Teil, der gute Haftung oder guten Griff auf schneebedecktem und/oder eisigem Untergrund hat, basieren auf natürlichem Kautschuk, Polyisopren₉ Polybutadien und Butadienstyrol - Mischpolymerisaten mit einem Styrolgehalt zwischen 18 % und 23, 5 %.

Die elastomeren Zusammensetzungen, welche den zweiten Umfangsteil bilden sollen, nämlich denjenigen, der gute Haftung oder guten Griff auf trockenem und/oder nassem Untergrund hat₉ können basieren auf Butadienstyrol- Mischpolymerisaten mit einem Styrolgehalt zwischen 23,5 % und 4o %.

Nachstehend wird in nicht beschränkender Weise ein Beispiel von elastomeren Zusammensetzungen gegeben, die dazu verwendet werden können, den ersten und den zweiten Umfangsteil der Lauffläche zu bilden.

S θ 1 4 / 0 8

f-

ΛΑ

	Zusammensetzu	2.000
SBR/1712	70.000	2.000
CIS-4-Polybutadien	30.000	16.000
Sympol 84ο1	-	71.000
Zinkoxyd	2.500
Schwefel	1.5oo
Ohlorbutadienstyrol	1,000
Ozonschutzmittel	0.750
Antioxydiermittel	0.75ο
Diphenylguanidin (Melanilin) o.15o
Stearinsäure
Paraffin
Aromatisches Öl
Ruß N-375

Übergangstemperatur zwei ter Ordnung

1. Umfangsteil 2. Umfangsteil

25.000

75.ΟΟΟ 3.500 2.000 1.5od 1 ·5οο 1.000

1.000

4o.ooo 75.000

- 15⁰C

- 46⁰C

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. T ist eine Teildraufsicht einer Reifenlauffläche gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine radiale Schnittansicht eines Reifens mit einer Lauffläche gemäß Fig.1.

Fig. 1 stellt eine Teildraufsicht der Lauffläche 1 eines Radialreifens für Kraftfahrzeuge der Größe LR 78-15 dar.

Die Lauffläche 1 weist zwei aneinander angrenzende Umfangsteile 2 und 6 auf. Der Umfangsteil 2, der, wenn der Reifen am Fahrzeug montiert ist, zur Innenseite des Fahrzeuges ge-

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richtet ist, zeigt fünf Reihen von Uinfangsnuten 3, die vier Umf angsre ihen von drei Blöcken 4 bestimmen. Jeder Block 4 ist von den benachbarten Blöcken, die zur gleichen Reihe gehören, durch eine schräge Rille 5 getrennt. Im Gegensatz dazu weist der Umfangsteil 6 keinerlei Rillen auf und er zeigt lediglich kurze Einschnitte 7 mit einer Breite von 2 mm und einer Länge von 2o mm sowie einer Tiefe, die nicht tiefer ist als die Tiefe der Rillen 2 und Die Einschnitte 7 liegen in einem Winkel von 45° zu den Umfangslinien und in einer solchen Folge auf dem Umfang, daß sie in Abständen von 6o° voneinander liegen.

Die Breite L¹ des Umfangsteiles 6 beträgt 45 % der Gesamtbreite L der Lauffläche 1. Es ist ersichtlich, daß die Breite L durch die Länge dargestellt ist, welche die Seitenkanten oder Seitenränder der Lauffläche 1 trennt und zwar gemessen an den Stellen , an denen die Lauffläche 1 mit einem Radius in die Reifenschultern übergeht.

Demgemäß beträgt die Breite des Umfangsteiles 2 55 % der Breite L der Lauffläche 1.

Die Umfangsteile 2 und 6 sind jeweils aus der zuvor beschriebenen elastomeren Zusammensetzung A bzw.. B gebildet, deren Übergangstemperatur zweiter Ordnung - 46 ⁰C bzw. - 15 ⁰C beträgt.

Fig. 2 zeigt in radialem Schnitt einen Reifen S, der mit einer Lauffläche 1 gemäß Fig. 1 versehen ist, und er besteht im wesentlichen aus einer radialen Karkasse 9 und einem Terstärlcungsgebilde 1o, dem sogenannten Gürtel, der zwischen der Karkasse 9 und der Lauffläche 1 angeordnet ist. Die Lauffläche 1 ist durch die zuvor beschriebenen Umfangsteile 2 und S gebildet.

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Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜ CH E

Luftreifen für Kraftfahrzeuge, mit einer Karkasse und \uh.Qr Lauffläche, von denen die letztere aus zwei Umfangsteilen, die aneinander angrenzen, gebildet ist, von denen der erste Teil aus einer elastomeren Zusammensetzung, mittels welcher gute Haftung oder guter Griff auf schneebedecktem und/oder eisigem Untergrund erhalten wird, und der zweite Teil aus einer elastomeren Zusammensetzung gebildet ist, mittels welcher gute Haftung bzv/. guter Griff auf trockenem und/oder nassem Untergrund erhalten wird, wobei der erste Umfangsteil an seiner Außenfläche ein Muster hat, welches von dem Muster an der Außenfläche des zweiten Teiles verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangstemperatur zweiter Ordnung der elastomeren Masse des ersten Umfangsteiles (2) zwischen -3o ⁰C und -55 ⁰C, und die Übergangstemperatur zweiter Ordnung der elastomeren Masse des zweiten Umfangsteiles (6) zwischen -1o ⁰C und -25 ⁰C liegt.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangstemperaturen zweiter Ordnung der beiden elastomeren Massen sich voneinander um wenigstens 1o°C unterscheiden.
3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Umfangsteil (2) an seiner Außenfläche mit Rillen (3,5) und Blöcken (4) derart versehen ist, daß ein Verhältnis zwischen massiven Teilen und hohlen Teilen zwischen o,43 und o,46 erhalten ist, und daß an der Außenfläche des zweiten Umfangsteiles (6) keine Rillen vorhanden sind.

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4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

5PECTED

-VS-

gekennzeichnet, daß die Breite (L¹) des zweiten Uirtfangsteiles (6) zwischen 28 % und 53 % der Gesamtbreite (L) der Lauffläche (1) liegt.
5. Luftreifen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des zweiten Umfangsteiles

(6) mit Einschnitten (7) versehen ist, die eine Breite zwischen 1 und 5mm und eine Länge zwischen 5 und 25 mm, sowie eine Tiefe haben,die nicht größer als die Tiefe der Rillen (3,5) an der Außenfläche des ersten Umfangsteiles (2) ist, und daß die Einschnitte mit Bezug auf die Umfangslinien in einem Winkel zwischen 45 und 9o liegen und in Umfangsrichtung in einem gegenseitigen Abstand zwischen 45° und 18o° angeordnet sind.
6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den ersten Umfangsteil (2) bildende elastomere Zusammensetzung auf einem Kautschuk basiert, der aus Kautschuken ausgev/ählt ist, welche Butadienstyrol-Mischpolymerisate umfassen mit einem Styrolgehalt zwischen 18 % und 23,5 %.
7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Umfangsteil (6) bildende elastomere Zusammensetzung auf einem Kautschuk basiert, der aus Kautschuken ausgewählt ist, die Butadienstyrol-Mischpolymerisate umfassen mit einem Styrolgehalt zwischen 23,5% und 4o#.
8. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine radiale Karkasse hat«

8θ§8Η/084