DE102008003654B4

DE102008003654B4 - Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102008003654B4
Application number: DE102008003654.4A
Authority: DE
Inventors: Sadettin Fidan; Claus van Barnefeld; Peter Zmolek
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: DE102008003654A1

Abstract

Fahrzeugreifen, aufweisend einen Laufstreifen (2), Seitenwände (13), Wulstbereiche (6,7) mit zugfesten Kernen (6), eine Karkasse (1) und einen Gürtel (3), wobei der Gürtel (3) aus wenigstens einer Gürtellage (3a,3b) aufgebaut ist, welche radial oberhalb der Karkasse (1) zwischen der Karkasse (1) und dem Laufstreifen (2) angeordnet ist und welche aus gummierten, parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordneten Festigkeitsträgern (9) besteht, wobei die Festigkeitsträger (9) derart innerhalb der Gürtellage (3a,3b) längserstreckt angeordnet sind, dass sie mit ihrer Längsachse (12) wenigstens einen Gürtelwinkel (α) > 5° mit der Umfangsrichtung einschließen und an den Kanten (8) des Gürtels (3) in freien Festigkeitsträgerenden (10) mit Schnittflächen unter Bildung von Schnittkanten (11) enden, dadurch gekennzeichnet, dass in Gürtelaufsicht die Schnittkante (11) am Festigkeitsträgerende (10) mit der Längsachse (12) des Festigkeitsträgers (9) einen Schnittkantenwinkel (β) einschließt, welcher mindestens 10° größer als der Gürtelwinkel (α) ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen, welcher einen Laufstreifen, Seitenwände, Wulstbereiche mit zugfesten Kernen, eine Karkasse und einen Gürtel aufweist, wobei der Gürtel aus wenigstens einer Gürtellage aufgebaut ist, welche radial oberhalb der Karkasse zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen angeordnet ist und welche aus gummierten, parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordneten Festigkeitsträgern besteht, wobei die Festigkeitsträger derart innerhalb der Gürtellage längserstreckt angeordnet sind, dass sie mit ihrer Längsachse wenigstens einen Gürtelwinkel > 5° mit der Umfangsrichtung einschließen und an den Kanten des Gürtels in freien Schnittflächen unter Bildung von Schnittkanten enden.
Fahrzeugreifen mit einem derartigen Schnittkantengürtel sind bekannt und dem Fachmann hinreichend geläufig. Der Gürtel von PKW-Luftreifen besteht meist aus 2 Gürtellagen, wobei jede Lage parallel zueinander und voneinander beabstandete Festigkeitsträger, zumeist Stahlkorde, aufweist, wobei die Festigkeitsträger der beiden Lagen gegenläufig steigend angeordnet sind, so dass die Festigkeitsträger der beiden Lagen einander kreuzend orientiert sind, wie zum Beispiel aus der US 2006/0048879 A1 und US 4,724,881 bekannt. Die Festigkeitsträger schließen üblicherweise mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen 20° und 35° ein. Dieser Winkel wird Gürtelwinkel genannt. Der Gürtel kann mit einer Bandage abgedeckt sein. Der Gürtel von LKW-Luftreifen besteht meist aus drei oder mehr Gürtellagen, deren Festigkeitsträger bestimmte Gürtelwinkel aufweisen. Der Gürtel sorgt insbesondere bei Radialluftreifen für die Steifigkeit der Lauffläche in Längs- und Querrichtung. Dieses dient beim Fahren der Kraftübertragung, verbessert die Seitenführung und verringert den Abrieb des Reifens.
Hergestellt werden Schnittkantengürtel als Reifenbauteil derart, dass parallel und beabstandet zueinander ausgerichtete Festigkeitsträger, üblicherweise Stahlkorde, in einem Kalander mit einer Kautschuksmischungsschicht umgeben werden und somit eine lange Festigkeitsträgerlagenbahn als Halbzeug bilden. Von dieser Lagenbahn werden unter spitzem Winkel Bahnstücke z.B. mittels einer Schlagschere abgeschnitten (abgelängt) und derart zu einer lang erstreckten Lage wieder aneinander gesetzt und verspleißt, so dass die ehemaligen Schnittflächen, welche beim Ablängen entstehen, die Kanten des neu zusammengefügten Gürtels bilden. Somit ist auf einfache Art eine Gürtellage hergestellt, deren Festigkeitsträger in gewünschtem Winkel von der Umfangsrichtung abweichend orientiert sind.
Nachteilig ist jedoch, dass im Bereich der Gürtelkanten die Festigkeitsträger in freien Enden mit scharfen Schnittkanten enden. Denn herstellungsbedingt verlaufen die Schnittkanten eines jeden Festigkeitsträgerendes parallel zur Gürtelkantenerstreckung, wodurch spitzwinklige und dadurch besonders scharfe Schnittkanten vorhanden sind. Je nach Gürtelwinkel der Gürtellage ist der Schnittkantenwinkel der Festigkeitsträger ausgebildet. Es ist festgestellt worden, dass diese scharfen Festigkeitsträgerenden die Lebensdauer des Reifens herabsetzen können. Denn die scharfen Festigkeitsträgerenden können durch ihre scharfen Schnittkanten feinste Risse in dem sie umgebenen Gummimaterial initiieren, welche bei starker Walkbewegung des Reifens in dessen Betriebszustand zunehmen und zur sogenannten Gürtelkantenseparation führen können, wodurch die Lebensdauer des Fahrzeugreifens herabgesetzt wird. Die Schnittkanten sind umso schärfer, je kleiner der Winkel der Festigkeitsträgerorientierung der im Reifen angeordneten Gürtellage zur Umfangsrichtung ist.
In der DE 36 29 955 A1 wird diesem Problem im Bereich der Gürtelkante des Fahrzeugreifens dadurch begegnet, dass über die Gürtelkante zahlreiche Streifen in schindelartiger Anordnung verlegt werden, so dass sich die Oberfläche des Übergangsbereiches vergrößert und damit der Rissbildung Einhalt geboten wird. Diese Vorgehensweise ist fertigungstechnisch aufwendig, der Reifen wird durch den vermehrten Materialeinsatz in seinem Gewicht erhöht, wodurch ebenfalls der Rollwiderstand des Reifens nachteilig erhöht wird. Einen ähnlichen Lösungsgedanken verfolgt auch die EP 0 319 588 B1 , nach der im gesamten Randbereich der Lauffläche über die Enden der Gürtellagen Randbänder verlegt sind, die den Übergangsbereich vollständig abdecken.
Weiter ist aus der EP 0 453 294 A2 bekannt, Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtel zu versehen, bei dem die Längsachse seiner Festigkeitsträger gegenüber seiner Umfangsrichtung um einen kleinen Winkel geneigt ist, indem zwei Bänder bestehend aus einem Gummistreifen, in den der Festigkeitsträger eingebettet ist, von den äußeren Enden des Laufstreifens des Fahrzeugluftreifens bis zu der Mitte des Laufstreifens um seine Karkasse gewickelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen zu schaffen, der auf einfache und kostengünstige Art in seiner Haltbarkeit durch Vermeidung von Gürtelkantenseparationen verbessert ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Schnittkante am Festigkeitsträgerende mit der Längsachse jedes Festigkeitsträgers einen Schnittkantenwinkel einschließt, welcher mindestens 10° größer als der Gürtelwinkel ist.
Somit ist erreicht, dass der Schnittwinkel am Ende des Festigkeitsträgers um wenigstens 10° stumpfer ist, wodurch die Scharfkantigkeit der Schnittkanten am Festigkeitsträgerende gemindert ist. Die Gefahr der Rissinitiierung, welche zur Gürtelkantenseparation führen kann, ist vermindert. Die Haltbarkeit des Reifens ist gesteigert.
In einer bevorzugten Ausführungsform schließt die Schnittkante des Festigkeitsträgerendes mit der Längserstreckung (Längsachse) des Festigkeitsträgers einen Winkel von 30° bis 90° ein, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform schließt die Schnittkante mit der Längserstreckung des Festigkeitsträgers einen Winkel von 40° bis 60° ein. Durch die vorgenannten Ausführungen ist die Gefahr von Gürtelkantenseparationen besonders wirkungsvoll vermieden, denn je stumpfer der Schnittkantenwinkel ist, desto weniger scharf sind die Schnittkanten der Festigkeitsträgerenden.
Bei einem mehrlagigen Gürtel können alle Festigkeitsträger aller Lagen des Gürtels gleiche Schnittkantenwinkel aufweisen. In einer anderen Ausführungsform können die Festigkeitsträger der übereinander angeordneten Gürtellagen je Gürtellage unterschiedliche Schnittkantenwinkel der Festigkeitsträgerenden aufweisen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen die:

1 einen Querschnitt durch die Hälfte eines Fahrzeugluftreifens;
2 eine Aufsicht auf eine Gürtellage einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens;
3 eine Aufsicht auf einen zweilagigen Gürtel in einer anderen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens.

Die 1 zeigt schematisch den Querschnitt durch die Hälfte eines Radialreifens für Personkraftwagen. Der Reifen weist eine bei der dargestellten Ausführungsform einlagig ausgeführte Radialkarkasse 1 auf, welche beispielsweise Polyesterfäden als Verstärkungselemente enthält. Der Reifen weist ferner einen profilierten Laufstreifen 2, einen aus zwei Gürtellagen 3a, 3b bestehenden Gürtel 3, eine luftdichte Innenschicht 4 und Wulstbereiche mit je einem Wulstkern 6 aus Stahl und einem Kernprofil 7 auf, welches auf dem Wulstkern 6 und gleichermaßen wie dieser ringförmig in Umfangsrichtung umlaufend angeordnet ist. Die Karkasse 1 ist von axial innen nach axial außen um die Wulstkerne 6 herumgeschlagen, ihr freier Endabschnitt, der Karkasshochschlag 1a, endet radial außerhalb der Kernprofile 7. Die beiden Gürtellagen 3a, 3b können in bekannter Weise aus in eine Gummimischung eingebetteten Stahlkord-Festigkeitsträgern 9 bestehen, wobei die Stahlkorde 9 in den beiden Gürtellagen 3a, 3b jeweils parallel zueinander, die Stahlkorde 9 in der einen Gürtellage 3a jedoch zu den Stahlkorden 9 in der anderen Gürtellage 3b gekreuzt verlaufen, wobei der Winkel (Gürtelwinkel α), den die Stahlkorde mit der Umfangsrichtung (Pfeil) einschließen, in der Größenordnung von 20° beträgt. Der Gürtel 3 ist mit einer Bandage 5 bedeckt, die ebenfalls in bekannter Weise ausgeführt sein kann, und beispielsweise als Festigkeitsträger Nylonfäden enthält. Jede Gürtellage 3a,3b besteht aus gummierten, parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordneten Festigkeitsträgern 9, wobei die Festigkeitsträger 9 herstellungsbedingt an den Kanten 8 des Gürtels 3 in freien Festigkeitsträgerenden 10 mit Schnittflächen unter Bildung von Schnittkanten 11 enden, vergl. 2. Um eine mögliche Initiierung von Rissen im Bereich der Gürtelkante 8 an der Kontaktstelle von Festigkeitsträgerende 10 zum umgebenden Gummimaterial zu vermeiden, schließt die Schnittkante 11 am Festigkeitsträgerende 10 mit der Längsachse 12 des Festigkeitsträgers 9 einen Schnittkantenwinkel β von etwa 60° ein. Der Schnittkantenwinkel β ist mindestens 10° größer als der Gürtelwinkel α ist.
Die 3 zeigt eine Aufsicht auf einen zweilagigen Gürtel 3 mit den beiden Gürtellagen 3a, 3b in einer anderen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens. Die linke Figurenhälfte zeigt beide Gürtellagen, wobei die radial obere Gürtellage 3b transparent dargestellt ist, wodurch die radial untere Gürtellage 3a durchscheint. Die rechte Zeichnungshälfte zeigt die Gürtellage 3a der 2. Gleiche Teile der linken und rechten Zeichnungshälfte sind mit den gleichen, auf der rechten Zeichnungshälfte verwendeten Bezugszeichen bezeichnet, jedoch mit Hochkommata, versehen. Die Gürtellage 3a ist bereits in der 2 näher beschrieben. Oberhalb der Gürtellage 3a ist die Gürtellage 3b angeordnet, die ebenfalls aus gummierten Festigkeitsträgern 9' besteht, wobei die Festigkeitsträger 9' die Festigkeitsträgern 9 der Lage 3a in einem Gürtelwinkel α von etwa 20° kreuzen. Die Schnittkanten 11' eines jeden Festigkeitsträgerendes 10' sind derart ausgeprägt, dass sie einen Schnittkantenwinkel β von etwa 60° mit der Längsache 12' des Festigkeitsträgers 9' einschließen.
Die vorbeschriebene Erfindung ist sowohl für PKW-Reifengürtel als auch für LKW-Reifengürtel, insbesondere innerhalb der Arbeitslagen, einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Karkasse
2: Laufstreifen
3: Gürtellage
4: Innenschicht
5: Bandage
6: Wulstkern
7: Kernprofil
8: Gürtelkante
9: Festigkeitsträger
10: Festigkeitsträgerende
11: Schnittkante
12: Längsachse Festigkeitsträger
13: Seitenwand
α: Gürtelwinkel
β: Schnittkantenwinkel

Claims

Fahrzeugreifen, aufweisend einen Laufstreifen (2), Seitenwände (13), Wulstbereiche (6,7) mit zugfesten Kernen (6), eine Karkasse (1) und einen Gürtel (3), wobei der Gürtel (3) aus wenigstens einer Gürtellage (3a,3b) aufgebaut ist, welche radial oberhalb der Karkasse (1) zwischen der Karkasse (1) und dem Laufstreifen (2) angeordnet ist und welche aus gummierten, parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordneten Festigkeitsträgern (9) besteht, wobei die Festigkeitsträger (9) derart innerhalb der Gürtellage (3a,3b) längserstreckt angeordnet sind, dass sie mit ihrer Längsachse (12) wenigstens einen Gürtelwinkel (α) > 5° mit der Umfangsrichtung einschließen und an den Kanten (8) des Gürtels (3) in freien Festigkeitsträgerenden (10) mit Schnittflächen unter Bildung von Schnittkanten (11) enden, dadurch gekennzeichnet, dass in Gürtelaufsicht die Schnittkante (11) am Festigkeitsträgerende (10) mit der Längsachse (12) des Festigkeitsträgers (9) einen Schnittkantenwinkel (β) einschließt, welcher mindestens 10° größer als der Gürtelwinkel (α) ist.
Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittkante (11) mit der Längsachse (12) des Festigkeitsträgers (9) einen Schnittkantenwinkel (β) von 30° bis 90° einschließt.
Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittkante (11) mit der Längsachse (12) des Festigkeitsträgers (9) einen Schnittkantenwinkel (β) von 40° bis 60° einschließt.
Fahrzeugreifen nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gürtel (3) aus mehreren schichtweise übereinander angeordneten Gürtellagen (3a,3b) besteht und die Schnittkanten (11) der Festigkeitsträgerenden aller Lagen gleiche Schnittkantenwinkel (β) aufweisen.
Fahrzeugreifen nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gürtel (3) aus mehreren schichtweise übereinander angeordneten Gürtellagen (3a,3b) besteht und die Schnittkanten (11) der Festigkeitsträgerenden 10) verschiedener Lagen (3a,3b) verschiedene Schnittkantenwinkel (β) aufweisen.