DE3829943A1

DE3829943A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE3829943A1
Application number: DE19883829943
Authority: DE
Inventors: Seiichiro Iwafune; Kojiro Yamaguchi; Eiji Takiguchi; Toshiro Iwata
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1989-03-16
Also published as: DE3829943C2; FR2620087B1; FR2620087A1; CA1319091C

Description

Die Erfindung betrifft Luftreifen, insbesondere verbesserter Dauerhaftigkeit was den Verschleiß anbelangt, ohne daß es zu einer Beschädigung beim Kurvenfahren oder zu einem Wärmeaufbau im Sommer aber auch im Frühjahr oder Herbst kommt, und der sich darüber hinaus noch durch eine besondere Leistungsfähigkeit beim Fahren auf Schnee und Eis auszeichnet, nämlich in seiner Steuerbarkeit, Bremsbarkeit und der Fähigkeit zum Kurvenfahren auf mit Schnee oder Eis bedeckter Fahrbahn im Winter, wobei gleichzeitig die durch dynamische Kompression erfolgende permanente Deformation oder die sogenannte Abflachung wie auch die Widerstandsfähigkeit gegen das Auftrennen von Schichten verbessert sind.

Um bei üblichen Luftreifen ein gewisses Fahr-, Brems- und Kurvenfahrverhalten auf Eis und Schnee zu erreichen, sind Ketten oder Spikes erforderlich. Jedoch wird durch Abrieb von Ketten und Spikes und insbesondere der Straßenoberfläche Staub entwickelt. Bekanntlich verschleißen Spikereifen die Straßenbeläge besonders gravierend, so daß es insgesamt zu sehr leidigen ökologischen und ökonomischen Problemen kommt. Zu deren Lösung wurden sogenannte stiftlose Reifen vorgeschlagen und an deren Laufflächenprofilen und Kautschukmassen verschiedene Untersuchungen durchgeführt. Jedoch gelang es bisher noch nicht, stiftlose Reifen mit einem Verhalten auf Schnee und Eis ähnlich dem von Spikereifen herzustellen. Die Untersuchungen richteten sich u. a. auf die Gewährleistung von Kautschukelastizität auch bei tiefer Temperatur, wozu Polymere zur Anwendung gelangten, die eine bestimmte Glasübergangstemperatur besitzen, wozu ein Weichmacher mit niederem Schmelzpunkt zum Einsatz gelangte, um einen entsprechenden Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche bei tiefer Temperatur u. dgl. zu gewährleisten. Jedoch führten alle diese Versuche nicht zu einem entsprechenden Verhalten auf Schnee und Eis.

Andererseits ist es bekannt (JP-OS 40-4 641, JP-PS 56-1 54 304, US-PS 42 49 588), in der Lauffläche von Reifen expandierten Gummi oder Schaumgummi vorzusehen. Bei der JP-PS 40-4 641 wird für die Lauffläche ein synthetischer Kautschuk mit einem sehr hohen Hystereseverlust, wie hochstyrolhaltige Kautschuksorten, herangezogen, wodurch die Glasübergangstemperatur des Gummis unter gleichzeitiger Erhöhung der Härte bei tiefer Temperatur erhöht wird, was im Hinblick auf das Verhalten auf Eis und Schnee jedoch unerwünscht ist.

Aus der JP-PS 56-1 54 304 ist ein Leichtreifen mit expandiertem Gummi bekannt, der eine Härte entsprechend nichtexpandiertem Gummi besitzen soll, der jedoch andererseits zu keiner Verbesserung des Verhaltens auf Schnee und Eis führt.

Wird aber ein Reifen mit expandiertem Gummi in der Lauffläche über längere Zeit auf trockener Straße und Eis und Schnee gefahren, so nimmt der Verschleiß des Profils zu und der Abriebwiderstand wird unzureichend. In diesem Zusammenhang wurde nach der JP-OS 61-2 35 921 eine Verbesserung des expandierten Gummis vorgeschlagen. Jedoch zeigte sich, daß für den praktischen Einsatz die Widerstandsfähigkeit gegen das Abflachen nicht zufriedenstellt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Luftreifen zu bringen, der beim praktischen Einsatz sich als dauerhaft erweist und dessen Laufflächengummi ein expandierter oder Schaumgummi ist, enthaltend eine spezielle Kautschukkomponente und einen besonders hochverstärkenden Ruß, bei dem das Verhältnis der spezifischen Expansion und der Verteilung der Zellendurchmesser derart sind, daß es zu keinem Abflachungsphänomen kommt und der Härteverlust mit fortschreitendem Gebrauch herabgesetzt ist, während gleichzeitig das Verhalten auf Eis und Schnee über lange Zeit zufriedenstellend ist.

Diese Aufgabe wird durch den in den Ansprüchen angegebenen Luftreifen gelöst.

Es wurde festgestellt, daß der expandierte Gummi in der Lauffläche aus einer Kautschukmischung stammen soll, in welcher sich eine entsprechende Menge von hochverstärkendem Ruß und eine entsprechende Menge eines Öls zusammen mit einer bestimmten Kautschukkomponente befindet, um das Abflachphänomen der Blöcke zu vermeiden und den Verschleiß des Profils geringer zu halten.

Erfindungswesentlich für die Lösung der obigen Probleme ist auch die Optimierung der Verteilung der Zellendurchmesser im expandierten Gummi.

Der erfindungsgemäße Luftreifen besteht nun aus einem Körper und einer Lauffläche im Kronenbereich des Körpers, wobei die Laufflächenschicht an der Oberfläche eine Lage aus expandiertem oder Schaumgummi besitzt, dessen Volumen zumindest 10% des Gesamtvolumens der Laufflächenschicht entspricht. Diese Lage an expandiertem Gummi wird erhalten aus einer expandierten Kautschukmischung enthaltend nicht weniger als 50 Gew.-Teile zumindest einer Kautschukkomponente in Form von Naturkautschuk, Polybutadien oder Styrol/Butadien-Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur von nicht über -45°C, einem hochverstärkenden Ruß mit einer spezifischen Oberfläche (Stickstoffmethode) von 90 bis 180 m²/g sowie nicht mehr als 20 Gew.-Teile eines Öls auf 100 Gew.-Teile Kautschukkomponente. Dieser expandierte Gummi hat geschlossene Zellen bei einem Expansionsverhältnis von 5 bis 50%, so daß die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem Zellendurchmesser von 5 bis 30 µm nicht weniger als 50% der Gesamtanzahl der geschlossenen Zellen mit einem Zellendurchmesser mit nicht weniger als 5 µm je Flächeneinheit beträgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftreifens hat die Laufflächenschicht eine Außenlage aus dem expandierten Gummi und eine Innenlage und weist in der Nähe der Schulter eine Gummiverstärkungslage auf, welche einen ersten Kantenbereich zwischen der Außenlage und der Innenlage und einen zweiten Kantenbereich zwischen Innenlage und Seitenwand überdeckt.

Wie oben schon hervorgehoben, ist es erfindungswesentlich, daß in der Laufflächenschicht als Gummikomponente Naturgummi, Polybutadien und/oder ein Styrol/Butadien-Gummi in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-Teilen vorhanden ist. Bevorzugt soll der Anteil an Polybutadien nicht weniger als 20 Gew.-Teile, jedoch auch nicht über 50 Gew.-Teile betragen. Die Begrenzung der Kautschukkomponente in der Kautschukmischung für die Laufflächenschicht beruht auf der Notwendigkeit ausreichender Gummielastizität des Reifens, selbst bei tiefer Temperatur.

Wenn die spezifische Oberfläche (N₂SA) des hochverstärkenden Rußes nicht erfindungsgemäß auf 90 bis 180 m²/g begrenzt ist, sondern unter bzw. über diesem Grenzwert liegt, werden die erfindungsgemäß angestrebten Vorteile nicht erreicht. Die Bestimmung der spezifischen Oberfläche N₂SA erfolgt nach ASTM D3037-B. Der Anteil des hochverstärkenden Rußes in der Kautschukmischung beträgt bevorzugt 30 bis 70 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile Kautschukkomponente. Unterhalb 30 Gew.-Teilen ist die Abriebbeständigkeit verschlechtert, während über 70 Gew.-Teilen die Verarbeitbarkeit schlechter wird. Als hochverstärkenden Ruß kann man einen ISAF oder SAF-Ruß verwenden, wobei letzterer bevorzugt wird.

Der Ölanteil in der Kautschukmischung soll nicht mehr als 20 Gew.-Teile, vorzugsweise nicht mehr als 10 Gew.-Teile, am besten nicht mehr als 5 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile Kautschukkomponente betragen. In diesem Fall enthält dann möglicherweise der expandierte Gummi kein Öl. Wenn der Ölanteil in der Kautschukmischung 20 Gew.-Teile übersteigt, so wird der Abrieb des Profils erhöht.

Die Lage aus expandiertem Gummi muß zumindest 10% des gesamten Volumens der Laufflächenschicht ausmachen und beträgt bevorzugt 10 bis 70, insbesondere 40 bis 60%. Ist das Volumen der Lage an expandiertem Gummi unterhalb von 10% der Laufflächenschicht, so erreicht man die angestrebten Eigenschaften auf Eis und Schnee nicht in vollem Umfang.

Es ist auch möglich, daß der erfindungsgemäße Luftreifen zu 100% expandiertem Gummi in der Laufflächenschicht aufweist.

Das Expansionsverhältnis Vs des expandierten Gummis ergibt sich aus der Gleichung (1)

worin ρ₁ die Dichte des expandierten Gummis in g/cm³, ρ₀ die Dichte des massiven Gummis in dem expandierten Gummi und schließlich ρ _g die Dichte des Gasvolumens in den Zellen ist. Der expandierte Gummi oder Schaumgummi besteht somit aus einem massiven Gummi und Hohlräumen oder geschlossenen Zellen, die mit Gas gefüllt sind. Da die Gasdichte gegenüber der Gummidichte sehr klein ist und sich im wesentlichen Null nähert, so ist die Vereinfachung der Gleichung (1) durch Gleichung (2) zulässig:

Bei dem erfindungsgemäßen Reifen beträgt das Expansionsverhältnis Vs 5 bis 50%, vorzugsweise 5 bis 30%. Bei einem geringeren Expansionsverhältnis als 5% läßt die Flexibilität bei tiefer Temperatur zu wünschen übrig und bei mehr als 50% wird die Abriebbeständigkeit herabgesetzt und das Verhalten auf Schnee und Eis wie auch auf trockener Straße befriedigen nicht mehr.

Bei dem erfindungsgemäßen Reifen ist die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von 5 bis 30 µm, vorzugsweise 5 bis 25 µm, nicht weniger als 50% der Gesamtanzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von nicht weniger als 5 µm je Flächeneinheit. Der Grund für die Begrenzung der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von 5 bis 30 µm auf nicht weniger als 50% der Gesamtanzahl an geschlossenen Zellen je Flächeneinheit ergibt sich daraus, daß Zellen mit einem Durchmesser ≦ 5 µm die Bremsleitung auf Eis verringern können, während Zellen mit ≧ 30 µm zu einer Verschlechterung der Abriebbeständigkeit und zum Auftreten des Abflachens, welches das Aussehen des Reifens beeinträchtigt, führen.

Wird ein gattungsgemäßer Reifen auf Schnee und Eis gefahren, kann es unter Spannung auf die Reifenoberfläche infolge Weichheit des expandierten Gummis zu Rissen kommen, d. h. es kann in der unmittelbaren Nähe der Schulter durch Steine und Kies zu einer Beschädigung durch Risse kommen. Wird der Reifen nach Aufbringen von Ketten gefahren, so kann es zu Beschädigungen in dem Schulterteil kommen. Aufgrund dieser Beschädigungen kann es zu einem Wachsen der Risse und schließlich zur Auftrennung der Schichten im Reifen kommen.

Es wurden Untersuchungen angestellt über die Einwirkung der Straßenoberfläche auf die Lauffläche während des Fahrens und der Beziehung zwischen der Funktion jedes Teils der Laufflächenschicht und deren Eigenschaften, dem Auftreten von Rissen in der Nähe der Schulter, der Lage des Einsetzens der Auftrennung und den Zustand deren Fortschreiten und dgl. Dabei wurde festgestellt, daß die Lauffläche aufgeteilt ist in eine zweilagige Struktur, nämlich in eine Außenlage und eine Innenlage, unter Aufteilung deren Funktion und daß schließlich ein Ausgleich der Eigenschaften zwischen der Außenlage und der Innenlage erreicht werden kann durch das Volumen der Außenlage aus expandiertem Gummi oder Schaumgummi, wobei der Elastizitätsmodul der Innenlage hoch ist, was zu einer Verbesserung beim Kurvenfahren und bei anderen Fahrzuständen führt. Außerdem konnte festgestellt werden, daß das Auftreten und Fortschreiten von Fehlstellen verhindert werden kann, indem der Kantenbereich zwischen unterschiedlichen Gummiarten in unmittelbarer Nähe der Schulter mit einer verstärkten Gummilage entsprechender Eigenschaften abgedeckt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reifens besteht also die Laufflächenschicht aus einer Außenlage aus expandiertem Gummi und einer Innenlage und in der Nähe der Schulter ist er mit einer verstärkenden Gummischicht versehen, die einen ersten Kantenbereich zwischen der Außenlage und Innenlage sowie einen zweiten Kantenbereich zwischen der Innenlage und der Seitenwand abdeckt. Dadurch wird die Funktion der Laufflächenschicht aufgeteilt und auch die Schulter verstärkt, um im Winter ein besseres Verhalten auf Eis und Schnee und im Sommer ganz allgemein eine Verbesserung, insbesondere größere Dauerhaftigkeit, zu erbringen.

Die Aufteilung der Laufflächenschicht in eine Außenlage und eine Innenlage ist nötig, da die Härte der Innenlage größer sein soll als die der Außenlage, um die Steifigkeit der Profilblöcke in der Lauffläche zu erhöhen, wenn gleichzeitig das Verhalten im Winter auf Schnee, die Kurvenstabilität und die Bremsleitung auf Eis verbessert sein soll und das Verhalten in der Sommersaison und in der Wintersaison in ähnlicher Weise abgestimmt werden können. Die Härte des Schaumgummis in der Außenlage der Laufflächenschicht soll 35 bis 59°, vorzugsweise 43 bis 53°, betragen. Ist der Kautschuk der Laufflächenschicht weicher, so wird die Beobachtung erhöht und damit das Verhalten auf Eis verbessert, jedoch die Steifigkeit der Blöcke im Profil verringert, so daß die Kurvenstabilität auf Schnee schlechter wird.

Der Grund für das Abdecken des ersten und zweiten Kantenbereichs mit einer Verstärkungsschicht aus Gummi beruht darauf, daß sich üblicherweise auf der Oberfläche von Schaumgummi und der Grenze zwischen Schaumgummi und dem anderen Gummi eine nicht expandierte Gummihaut mit einer Stärke von etwa 0,3 µm befindet. Der Schaumgummi hat eine geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Weiterreißen unter Last im Vergleich zu normalem Gummi, so daß besonders leicht Risse an der Seitenfläche des Profilblocks an der Schulter der Laufflächenschicht auftreten können. Bei üblichen Laufflächenschichten mit zweilagigem Aufbau hat der Schaumgummi eine Haut von etwa 0,3 µm in unmittelbarer Nähe der Schulter, die sehr leicht eingerissen werden kann, was zu einer Verschlechterung der Widerstandsfähigkeit gegen das Auftrennen und der Widerstandsfähigkeit gegen Risse von der Seite her führt. Im Gegensatz dazu ist der erfindungsgemäße Reifen mit einer verstärkenden Gummischicht über der Haut des Schaumstoffs im Bereich der Schulter und der Kanten versehen, so daß im Bereich der Schulter die Widerstandsfähigkeit gegen Einreißen und Auftrennen verbessert ist.

Der expandierte Gummi oder Schaumgummi des erfindungsgemäßen Reifens wird hergestellt aus einer Kautschukmischung, enthaltend ein Treibmittel. Diese Kautschukmischung wird dann in üblicher Weise weiterverarbeitet. Als Treibmittel für den Schaumstoff eignen sich übliche Stoffe, wie Azodicarbonamid, Dinitrosopentamethylen- tetramin, Azobisisobutyronitril, Benzolsulfonyl- hydrazid, Oxybis-benzol-sulfonyl-hydrazid, Mikrokapseln enthaltend hochsiedende Kohlenwasserstoffharze od. dgl. Bevorzugt werden Sulfonyl-hydrazide, insbesondere Oxybis-benzol-sulfonyl- hydrazid, um besonders feine Schaumstoffe zu erhalten.

Die Erfindung wird an den Beispielen weiter erläutert. Die Eigenschaften des expandierten Gummis bzw. Schaumgummis und das Verhalten der Reifen wurde durch folgende Bestimmungen ermittelt.

(1) Expansionsverhältnis Vs

Das Expansionsverhältnis Vs des Schaumgummis wird auf der Basis obiger Gleichung (2) an einer blockartigen Probe bestimmt, die aus der Schaumgummilage des Prüfreifens genommen worden ist und bei der die Dichte ρ₁ sowie ρ₀ des massiven Gummis bestimmt werden.

(2) Zellendurchmesser und Anzahl der geschlossenen Zellen

Der Zellendurchmesser und die Anzahl der geschlossenen Zellen im Schaumgummi werden wie folgt bestimmt. Eine blockartige Probe wird aus der Schaumgummischicht des Prüfreifens geschnitten und die Schnittfläche mit einem optischen Mikroskop - Vergrößerung 100 bis 400 - betrachtet und dabei der Zellendurchmesser der geschlossen Zellen ermittelt. Die Anzahl der Zellen mit einem Zellendurchmesser von nicht weniger als 5 µm wird aus einer Gesamtfläche von 4 mm² oder darüber ausgezählt und die Anzahl der geschlossenen Zellen je mm² errechnet.

(3) Abflachung (Das Aussehen der permanenten Deformation durch dynamische Kompression)

Zwei Prüfreifen werden in einem Personenwagen mit einem Hubraum von 1500 m³ montiert und auf allgemeinen Straßen 20 000 km gefahren und dann das Ausmaß der Deformation jedes Profilblocks ermittelt. Das Ausmaß der Deformation eines Blocks ergibt sich aus dem Verhältnis (%) der Verschiebung b der Außenkante des Blocks in einer bestimmten Deformationsrichtung zu der Höhe a vom Boden der Rille zur oberen Fläche des Blocks. Ein Reifenkörper mit einem Verhältnis b/a = 0 bis 10% wird mit , ein Reifenkörper mit 10 bis 20% mit ○, ein Reifenkörper mit 20 bis 30% mit Δ und ein Reifen mit mehr als 30% mit * angedeutet. Das Abflachen nimmt in dieser Reihenfolge zu, ebenso wie die Qualitätsverschlechterung.

(4) Abriebbeständigkeit

Zwei Prüfreifen werden einem Personenwagen mit einem Hubraum von 1500 cm³ montiert und dann dieser auf einer Betonstraße einer Prüfstrecke mit gegebener Geschwindigkeit gefahren und die Änderung der Rillentiefe ermittelt. Die Abriebbeständigkeit wird als Index angegeben, wobei der Vergleichsreifen als 100 angenommen wird. Je größer der Indexwert ist, um so besser ist die Abriebbeständigkeit.

(5) Bremsleistung auf Eis

Vier Prüfreifen werden auf einen 1500 cm³ Personenwagen montiert und die Bremsstrecke auf Eis bei einer Temperatur von -5°C ermittelt. Der Wert wird angegen als Index, wobei der Vergleichsreifen 100 ist. Je geringer der Indexwert ist, um so besser ist die Bremsleistung.

(6) Änderung der Härte im Laufe der Zeit

Im Hinblick auf das Verhalten auf Eis und Schnee, wie die Bremsleistung auf Eis, das Steigvermögen auf Schnee u. dgl., wird die Änderung der Härte des Profilblocks im Laufe der Zeit bestimmt. Zuerst wird der Reifen 100 km gefahren und die anfängliche Härte Hd des Blocks gemessen. Die Blockhärte wird dann nach einer Fahrstrecke von 5000 km gemessen, und zwar erfolgt die Härtebestimmung nach JIS K6301, Typ A bei 25°C.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 sowie der Zeichnung weiter erläutert. Die Zeichnung ist ein Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Reifens im Sinne des Beispiels 1. Der Reifen 1 - z. B. Größe 165 SR13 - besteht aus einem Körper 2 und einer Laufflächenschicht 3 zwischen den Schultern 4 des Kronenbereichs 2 a. Der Körper 2 umfaßt zwei Wülste 5, eine Karkasse 6 aus gummierten Cordlagen, die sich zwischen den Wülsten 5 erstreckt und deren Corde im wesentlichen radial angeordnet sind, sowie einen Gürtel 7 über dem Kronenbereich der Karkasse 6, im wesentlichen in Umfangsrichtung des Reifens. Bei dem Körper 2 sind die Seitenwände 8 an beiden äußeren Seiten der Karkasse in axialer Richtung angeordnet.

Die Laufflächenschicht 3 besteht aus einer äußeren Lage 3 a, die für die Bodenberührung bestimmt ist, und einer inneren Lage 3 b unterhalb der Außenlage 3 a. Das Volumen der Außenlage 3 a beträgt 60% des Gesamtvolumens der Laufflächenschicht 3.

In der Nähe der Schulter 4 ist eine erste Kante A über der Berührungslinie zwischen Außenlage 3 a und Innenlage 3 b in Umfangsrichtung und eine zweite Kante B an der Berührungslinie der Innenlage 3 b und der Seitenwand 8 in Umfangsrichtung gegen den Wulst zu sehen. Über dem Bereich von jeder Seitenfläche der Laufflächenschicht zu der Seitenwand 8 befindet sich eine Gummiverstärkungsschicht 10 mit dreieckigem Querschnitt zur Abdeckung der ersten Kante A sowie der zweiten Kante B einschließlich der Seitenfläche der Außenlage 3 a, der Seitenfläche der Innenlage 3 b und einem Teil der Außenfläche der Seitenwand 8.

Die Außenlage 3 a besteht aus einem expandierten Gummi oder Schaumgummi, der hergestellt worden ist aus einer Kautschukmasse, wie sie in der Tabelle 1 angegeben ist. Die Härte des Schaumstoffs beträgt 52. Die innere Lage 3 b hat eine Härte Hd von 60 und ist damit höher als die der Außenlage 3 a und wurde erhalten aus einer Kautschukmischung von 80 Gew.-Teilen Ruß und 15 Gew.-Teilen Öl auf 100 Gew.-Teile Naturkautschuk mit üblichen Zusätzen. Die Seitenwand 8 besteht aus einem üblichen Gummi mit hervorragender Biegesteifigkeit. Die Verstärkungslage 10 besteht aus einem Gummi mit hervorragender Biegesteifigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Einreißen.

Tabelle 1

Obiger Schaumgummi entspricht hinsichtlich seiner Zusammensetzung der Masse 4 aus Tabelle 1, d. h. die Kautschukmischung enthielt 50 Gew.-Teile hochverstärkenden Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 85 m²/g auf 100 Gew.-Teile Kautschukkomponente, die ihrerseits aus 60 Gew.-Teilen Naturkautschuk mit einer Glasübergangstemperatur von -72°C und 40 Gew.-Teilen Polybutadien mit einer Glasübergangstemperatur von -100°C ohne aromatischem Öl bestand. Diese Kautschukmischung enthielt übliche Zusätze und ein Treibmittel, nämlich 3 Gew.-Teile von Dinitrosopentamethylen- tetramin bzw. Harnstoff. Der Ruß war ein solcher mit einer spezifischen Oberfläche von 143 m²/g. Die Verarbeitung dieser Kautschukmischung geschah in üblicher Weise, das Vulkanisieren erfolgte mit einem Druckindex 125, also 25% über dem üblichen Druck, wodurch geschlossene Zellen gebildet wurden.

Der Schaumgummi aus der Masse 4 bei dem Reifen nach Beispiel 1 enthielt geschlossene Zellen 11 bei einem Expansionsverhältnis Vs von 23% entsprechend Tabelle 2, während die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von 5 bis 30 µm 70% der Gesamtanzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von nicht weniger als 5 µm je Flächeneinheit in den gesamten Schaumgummi ausmachte. Der sonstige Reifenaufbau war der übliche.

Die Ergebnisse der Untersuchungen auf Leistung der erfindungsgemäßen Reifen werden im folgenden angegeben.

Unter Verwendung der Kautschukmassen nach Tabelle 1 wurden 8 Prüfreifen (Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5) hergestellt. Der Reifen nach Beispiel 1 ist in seinem Querschnitt in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Bei den Beispielen 2 und 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 war die Außenlage der Laufflächenschicht aus Gummimassen der Tabelle 1, mit Ausnahme der Masse 4, hergestellt worden. Bei Beispiel 3 betrug die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von 5 bis 30 µm 90% der Gesamtanzahl der geschlossenen Zellen. Bei Vergleichsbeispiel 1 wurde kein Schaumstoff verwendet. Bei den Vergleichsbeispielen 2 und 3 betrug die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von 5 bis 30 µm weniger als 50% der Gesamtanzahl der geschlossenen Zellen. Bei Vergleichsbeispiel 4 lag die Menge an Ruß außerhalb des erfindungsgemäß geforderten Bereichs. Bei Vergleichsbeispiel 5 war die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem bestimmten Zellendurchmesser weniger als 50% der Gesamtanzahl der geschlossenen Zellen und geschlossene Zellen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 5 µm waren vorhanden.

Nach obigen Prüfmethoden wurde die Leistungsfähigkeit dieser Prüfreifen ermittelt, und zwar hinsichtlich Bremskraft auf Eis, Abflachung, Abriebbeständigkeit und Änderung der Härte des Schaumgummis mit der Zeit. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

Aus der Tabelle 2 ergibt sich, daß die Bremsleistung auf Eis der Reifen nach den Beispielen 1 bis 3 besser ist gegenüber den Reifen der Vergleichsbeispiele 1 bis 5. Darüber hinaus zeigten die Reifen der Beispiele 1 bis 3 eine günstigere Abflachung der Blöcke nach langer Fahrzeit, und die Abriebbeständigkeit entspricht in etwa üblichen Reifen (Vergleichsbeispiel 1). Die erfindungsgemäßen Reifen nach den Beispielen 1 bis 3 zeigten keine Schäden in der Nähe der Schulter, kein Auftrennen zwischen erster und zweiter Kante, keine Risse im Schaumgummi und keine Beschädigungen durch Ketten od. dgl., so daß insgesamt die Dauerhaftigkeit des Reifens wesentlich verbessert war. Auch die Änderung der Härte in der Laufflächenschicht nach dem Fahren war wesentlich geringer im Vergleich zu den Reifen der Vergleichsbeispiele 1 bis 5.

Wie oben bereits hervorgehoben, besteht bei dem erfindungsgemäßen Reifen die Außenlage der Laufflächenschicht aus expandiertem Gummi, hergestellt aus einer Kautschukmischung, enthaltend eine bestimmte Kautschukkomponente und einen bestimmten hochverstärkenden Ruß sowie ein Öl, wobei in dem expandierten Gummi oder Schaumgummi die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem bestimmten Durchmesser auf einen bestimmten Bereich der Gesamtanzahl der geschlossenen Zellen begrenzt ist, wodurch das Abflachen weitestgehend herabgesetzt werden kann beim Fahren auf Eis und Schnee über lange Zeiten und die Bremsleistung auf Eis und Schnee beträchtlich verbessert ist. Auch ist die Abriebbeständigkeit im Bereich des üblichen.

Darüber hinaus wird eine Verstärkungslage aus Gummi in unmittelbarer Nähe der Schulter vorgesehen, so daß sie die Kante an der Berührungsstelle der Außen- und Innenlagen und die Kante an der Berührungsstelle der Innenlage mit der Seitenwand abdeckt. Damit wird die Funktion der Laufflächenschicht aufgeteilt und die Schulter verstärkt und demzufolge das Verhalten auf Schnee und Eis in der Wintersaison zusammen mit dem Verhalten im Sommer und die Dauerhaftigkeit ganz allgemein verbessert.

Claims

1. Luftreifen aus einem Körper und einer Laufflächenschicht im Kronenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenschicht in der Oberfläche eine Lage aus expandiertem Gummi aufweist, welche zumindestens 10% des Volumens der Laufflächenschicht einnimmt, der expandierte Gummi hergestellt worden ist aus einer Kautschukmischung, enthaltend nicht weniger als 50 Gew.-Teile zumindest einer Kautschukkomponente in Form von Naturkautschuk, Polybutadien und Styrol/Butadien-Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als -45°C, einen hochverstärkenden Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 90 bis 180 m²/g und nicht mehr als 20 Gew.-Teile eines Öls auf 100 Gew.-Teile Kautschukkomponente, und schließlich der expandierte Gummi geschlossene Zellen in einem Expansionsverhältnis von 5 bis 50% aufweist, so daß die Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von 5 bis 30 µm nicht weniger als 50% der gesamten Anzahl der geschlossenen Zellen mit einem Durchmesser von nicht weniger als 5 µm je Flächeneinheit beträgt.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenschicht eine äußere Lage aus expandiertem Gummi und eine innere Lage sowie in der Nähe der Schulter eine Verstärkungslage aufweist, welche eine erste Kante zwischen Außenlage und Innenlage und eine zweite Kante zwischen Innenlage und Seitenwand abdeckt.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die expandierte Gummilage hergestellt worden ist aus einer Gummimischung, enthaltend 30 bis 70 Gew.-Teile Ruß auf 100 Gew.-Teile Kautschukkomponente.

4. Luftreifen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die expandierte Gummilage hergestellt worden ist mit einem Ruß der Spezifikation ISAF oder SAF.

5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Laufflächenschicht das Volumen der Lage aus expandiertem Gummi 10 bis 70% ausmacht.

6. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlage eine Härte von 35 bis 59° hat.