DE69931739T2

DE69931739T2 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE69931739T2
Application number: DE69931739T
Authority: DE
Inventors: Gerold Durschang
Original assignee: Dunlop GmbH and Co KG
Current assignee: Goodyear Dunlop Tires Germany GmbH
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: JP4473387B2; EP1013478B1; DE19859157A1; JP2000185514A; EP1013478A2; EP1013478A3; DE69931739D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen, der einen Laufflächenbereich mit einem Gürtel, sowie sich zwischen dem Laufflächenbereich und den Wulstbereichen erstreckende Seitenwände umfasst, wobei zumindest zwei Karkassenlagen vorgesehen sind, deren Enden um axial beabstandete Wulstkerne geführt sind.
Bei der Konstruktion von Fahrzeugluftreifen, insbesondere von Radialreifen, muss darauf geachtet werden, dass die Karkassenlagen so gut als möglich gegen Beschädigung, wie sie insbesondere beim Überfahren von Bordsteinen auftreten kann, geschützt werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem die Dicke der Seitenwand erhöht wird, jedoch führt dies wiederum zu einer möglicherweise unerwünschten Erhöhung der Steifigkeit im Seitenwandbereich sowie zu einer störenden Gewichtserhöhung. Dementsprechend müssen nämlich Kompromisse in der Konstruktion eines Fahrzeugluftreifens geschlossen werden, die dann die Vielzahl bestehender und oft widersprüchlicher Anforderungen bestmöglich berücksichtigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fahreigenschaften eines Reifens, insbesondere durch mehr Stabilität, zu verbessern und die Sicherheit gegen Beschädigung der Karkasse zu erhöhen.
EP-A-0844 110 offenbart einen Notlauf-Luftreifen, welcher zumindest 3 radiale Karkassenlagen umfasst, wobei der Laufflächenteil mit einer Zenitverstärkungskautschuklage zwischen zwei Karkassenlagen versehen ist und wobei eine Seitenverstärkungskautschuklage zwischen der axial innersten Karkassenlage und axial äußeren nächsten Karkassenlage vorgesehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeugluftreifen einen Laufflächenbereich mit einem Gürtel sowie sich zwischen dem Laufflächenbereich und den Wulstbereichen erstreckende Seitenwände, wobei zumindest zwei Karkassenlagen vorgesehen sind, deren Enden um axial voneinander beabstandete Wulstkerne geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine puffernde Zwischenlage zwischen zumindest zwei Karkassenlagen in vorbestimmbaren Zonen vorgesehen ist und die gegenseitige Beabstandung zwischen diesen Karkassenlagen bestimmt.
Mittels der Zwischenpufferlage der Erfindung wird einerseits eine federnde Lage zwischen den Karkassenlagen vorgesehen, welche eine gewisse relative Bewegung zwischen den Karkassenlagen ermöglicht, und andererseits gestattet die puffernde Zwischenlage das Vorgeben der gegenseitigen Beabstandung der zwei Karkassenlagen auf eine definierte Weise und auch das unterschiedliche Vorgeben über die Breite des Reifens, was auf dasselbe hinausläuft wie das entsprechende Vorgeben des Widerstandsmoments. Im Bereich der Seitenwände kann die Steifigkeit somit gezielt vorgegeben oder erhöht werden, was zu einer Verbesserung des Handlings führt. Außerdem kann eine Verbesserung der Stoßfestigkeit im Laufflächenbereich erzielt werden.
Die erwähnte Stoßfestigkeit wird im Kontext eines Aufprall- oder Schlagtests überprüft, wobei ein abgerundeter Stößel in die Lauffläche des Reifens gedrückt wird, bis die Laufflächen-Oberfläche durchstoßen wird. Mit diesem Test wird die Widerstandsfähigkeit des Reifens gegen örtliche mechanische Spitzenbelastung ermittelt. Dieser Stößeltest ist in den USA vorgeschrieben.
Die höhere Steifigkeit oder Stabilität der erfindungsgemäßen Karkassenkonstruktion beruht auf der Tatsache, dass die Karkasse nach Art eines Doppel-T-Trägers aufgebaut ist, wobei die Zwischenlage dem vertikalen Balken des Doppel-T-Trägers entspricht und die beiden Karkassenlagen den Querbalken des Doppel-T-Trägers gleichgesetzt werden können. Der maßgebliche Faktor für das Widerstandsmoment dieser Konstruktion ist die gegenseitige Beabstandung der Querbalken des Doppel-T-Trägers, d.h. der Karkassenlagen, sodass durch die Wahl der Dicke der puffernden Zwischenlage das in dem jeweiligen Reifenbereich jeweils gewünschte Widerstandsmoment vorgegeben oder beeinflusst werden kann.
Eine gezielte Erhöhung der Steifigkeit ist insbesondere im Bereich der Reifenseitenwände möglich, und außerdem stellt die puffernde Zwischenlage sicher, dass die Sicherheit gegen Beschädigungen an den Karkassenlagen in dem kritischen Fall des Überfahrens von Bordsteinen wesentlich verringert werden kann. Dies ist eine Folge der Tatsache, dass Steifigkeit und Federwirkung ideal kombiniert werden können und die durch die federnde Schicht gewährleistete relative Beweglichkeit zwischen den Karkassenlagen dazu führt, dass diese Karkassenlagen weniger empfindlich gegenüber Beschädigungen werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Karkassenkonzepts besteht in der Tatsache, dass die vorangehend erwähnten Verbesserungen des Reifens erzielt werden können, ohne das Gesamtgewicht des Reifens wesentlich zu erhöhen.
Für die Herstellung von Reifen in Übereinstimmung mit der Erfindung ist es von besonderer Bedeutung, dass die puffernden Zwischenlagen im Kontext eines Vorformschritts jeweils in einer präzisen Position auf der entsprechenden Karkassenlage angebracht werden können, sodass während des Reifenbaus selbst von einem fertigungstechnischen Gesichtspunkt aus kein zusätzlicher Zeitbedarf auftritt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung sowie in der Zeichnung aufgeführt.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft und anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines Kraftfahrzeugreifens in Übereinstimmung mit einer Ausführung der Erfindung, und
2 eine Karkassenbaugruppe analog zu 1 in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführung der Erfindung in einer auseinandergezogenen Darstellung.
Der in 1 dargestellte erfindungsgemäße Radialreifen umfasst eine zweilagige Karkasse, deren zwei Lagen 12, 14 sich jeweils zwischen den zwei Wulstbereichen 22 des Reifens entlang der Reifenseitenwände 16 und entlang dem Laufflächenbereich 24 erstrecken.
Ein zweilagiger Gürtel 26 ist im Laufflächenbereich 24 radial außerhalb der Karkasse 12, 14 vorgesehen und ist von einer Abdeckung 28 in Form einer Ringbandage umschlossen.
Die Wulstbereiche 22 des Reifens umfassen jeweils einen Wulstkern 18 und einen sich radial nach außen verjüngenden Wulstkernreiter 20. Die zwei Karkassenlagen 12, 14 erstrecken sich entlang der axialen Innenseite des Wulstkernreiters 20 und der Wulstkerne 18 und sind in axialer Richtung von innen nach außen um die Wulstkerne 18 herumgeschlagen.
Die freien Enden der äußeren Karkassenlage 12 enden in jedem Fall geringfügig oberhalb der Wulstkerne 18, während die freien Enden der inneren Karkassenlage 14 sich jeweils bis in die Seitenwände 16 des Reifens erstrecken und oberhalb des Kernreiters 20 mit der äußeren Karkassenlage 12 in Kontakt kommen.
Zwischen den zwei Karkassenlagen 12, 14 ist eine puffernde Zwischenlage 10 angeordnet, und deren Breite ist so gewählt, dass sie jeweils in den Wulstbereichen 22 vor den Wulstkernen 18 etwa in Höhe des um den Wulstkern 18 herumgeschlagenen Endes der äußeren Karkassenlage 12 endet. Die Zwischenlage 10 kann auch in dem Bereich der Wulstkernreiter 20 enden, beispielsweise im Bereich deren radial äußerer Enden, oder im Bereich der radial inneren Hälfte der Höhe der Seitenwand 16.
In Übereinstimmung mit der Ausführung von 1 ist die Dicke der Zwischenlage 10 im Bereich der Seitenwände 16 und in den Wulstbereichen 22 etwa konstant, während sie im Laufflächenbereich 24 jeweils in Richtung der Mittelebene 30 des Reifens abnimmt.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dicke der Zwischenlage 10 über deren gesamte Breite konstant und beträgt beispielsweise etwa 0,6 mm. Das bevorzugte Material für die Zwischenlage 10 ist Kautschuk.
Die 2, worin zwei Karkassenlagen 12, 14 und eine puffernde Zwischenlage 10 dargestellt sind, zeigt eine Alternative einer erfindungsgemäßen Zwischenlage 10. Es ist zu erkennen, dass die Dicke der Zwischenlage 10 im zentralen Abschnitt des Laufflächenbereichs 24 etwa konstant ist und in der Richtung ihrer freien Enden allmählich abnimmt, wobei die Abnahme bereits vor den Reifenschultern einsetzt.
Die maximale Dicke der erfindungsgemäßen Zwischenlage 10 kann bis zu 2 mm betragen, vorzugsweise liegt sie im Bereich von 0,5 bis 1 mm.
Anstelle von Kautschuk kann auch ein Verbundmaterial aus Kautschuk und Textilmaterial für die Zwischenlage 10 vorgesehen sein. Die Zwischenlage 10 kann auch aus Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Nylon oder Kevlar, hergestellt sein.
In zwei bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist die Zwischenlage 10 derart ausgebildet, dass ihr Elastizitätsmodul E* 6,7 beziehungsweise 11,5 MPa beträgt, ihre Shore-A-Härte 59 beziehungsweise 71 beträgt sowie der Tgδ 0,128 beziehungsweise 0,160 beträgt. Grundsätzlich können auch andere Werte für diese Parameter gewählt werden.
Es ist auch möglich, eine Vielzahl von Zwischenlagen vorzusehen und sie nach Art einer Sandwichkonstruktion übereinander anzuordnen. Die einzelnen Lagen sind dabei bevorzugt aus demselben Material gefertigt und weisen vorzugsweise dieselbe Breite auf.
Für den Fall, dass mehr als zwei Karkassenlagen vorgesehen sind, wird die puffernde Zwischenlage zwischen den zwei radial äußeren Karkassenlagen vorgesehen. Eine im Laufflächenbereich vorgesehene Zwischenlage führt zu einer Erhöhung der Festigkeit der Gesamteinheit im Bereich der Lauffläche und somit auch zu einer Verbesserung der Stoßfestigkeit.
Es ist von besonderem Vorteil, dass die jeweiligen puffernden Zwischenlagen nicht erst während des Reifenbaus in den Reifen gebracht werden müssen, sondern dass diese puffernden Zwischenlagen bereits in einem Vorformschritt genau auf der jeweiligen Karkassenlage in Position gebracht werden können, sodass sich während des Reifenbaus keinerlei zusätzlicher Aufwand ergibt.

Claims

Fahrzeugluftreifen, der einen Laufflächenbereich mit einem Gürtel, sowie sich zwischen dem Laufflächenbereich und den Wulstbereichen erstreckende Seitenwände umfasst, wobei zumindest zwei Karkassenlagen vorgesehen sind und wobei zumindest eine puffernde Zwischenlage (10) zwischen zumindest zwei Karkassenlagen (12, 14) in vorbestimmbaren Zonen vorgesehen ist und die gegenseitige Beabstandung zwischen diesen Karkassenlagen (12, 14) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der zumindest zwei Karkassenlagen um axial beabstandete Wulstkerne herumgeführt sind und wobei die maximale Dicke der Zwischenlage (10) 2 mm oder weniger beträgt.
Reifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die puffernde Zwischenlage (10) sich über den Laufflächenbereich (24) in die Reifenseitenwand (16) erstreckt und jeweils vor den Wulstkernen (18) endet.
Reifen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die puffernde Zwischenlage (10) sich jeweils bis zu dem Bereich der Wulstkernreiter (20) erstreckt und insbesondere im Bereich der radial äußeren Enden der Wulstkernreiter (20) endet.
Reifen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass voneinander getrennte puffernde Zwischenlagen (10) in den Seitenwänden und im Laufflächenbereich vorgesehen sind.
Reifen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Laufflächenbereich vorgesehene Zwischenlage (10) eine größere Härte als die in den Seitenwandbereichen vorgesehenen Zwischenlagen aufweist.
Reifen gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Laufflächenbereich zugeordnete, mittig angeordnete Zwischenlage sich über etwa 40 bis 80% und vorzugsweise über etwa 50% der Breite der Lauffläche erstreckt.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Zwischenlage (10) über deren gesamte Breite etwa konstant ist und bevorzugt weniger als 2 mm, insbesondere etwa 0,4 bis 0,8 mm, beträgt.
Reifen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der jeweiligen puffernden Zwischenlagen (10) jeweils in Richtung ihrer freien Enden abnimmt.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (10) aus Kautschuk oder aus einem Verbundmaterial, das Kautschuk und Textilmaterial umfasst, besteht.
Reifen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die puffernde Zwischenlage (10) aus synthetischen Materialien, insbesondere aus Nylon oder Kevlar, hergestellt ist.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bei einer Vielzahl von Zwischenlagen (10), die einzelnen Zwischenlagen unterschiedlich gestaltet sind.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (10) derart gestaltet ist, dass ihr Elastizitätsmodul zwischen 5 und 15 MPa liegt und bevorzugt im Bereich von etwa 6,7 bis 11,5 MPa gelegen ist.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (10) so gestaltet ist, dass ihre Härte zwischen 50 und 80 Shore A liegt und bevorzugt im Bereich von etwa 59 bis 71 Shore A gelegen ist.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (10) so gestaltet ist, dass der Tanδ zwischen 0,1 und 0,2 und vorzugsweise zwischen etwa 0,12 und 0,16 liegt.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere puffernde Zwischenlagen (10) vorgesehen sind, die übereinander liegen und die vorzugsweise die gleiche Breite haben, jedoch unterschiedliche Materialeigenschaften haben können.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die um den Wulstkern (18) herumgeschlagenen Enden der radial inneren Karkassenlage mit der radial äußeren Karkassenlage (12) über dem Wulstkernreiter (20) in Kontakt kommen, und dass die Zwischenlage (10) sich bis in den Wulstkernreiterbereich erstreckt.
Reifen gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bei einer zumindest dreilagigen Karkasse, eine puffernde Zwischenlage zumindest zwischen den zwei radial äußeren Karkassenlagen vorgesehen ist.
Reifen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die puffernde Zwischenlage jeweils in einem Vorformschritt auf der jeweiligen Karkassenlage angebracht ist.