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Die Erfindung betrifft eine Gürtelbandage für einen Fahrzeugluftreifen, wobei die Festigkeitsträger der Gürtelbandage aus Polyester sind, welche innerhalb der Lage im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Fahrzeugluftreifen, enthaltend eine derartige Gürtelbandage.
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Um bei Fahrzeugluftreifen, insbesondere im Hochgeschwindigkeitseinsatz, eine Erhebung des Reifens durch die im Fahrbetrieb auftretenden Fliehkräfte zu verhindern, ist es bekannt, bei einem Fahrzeugluftreifen eine Gürtelbandage vorzusehen. Ein Fahrzeugluftreifen radialer Bauart weist im Allgemeinen eine luftundurchlässige Innenschicht, eine Festigkeitsträger enthaltende Radialkarkasse, die vom Zenitbereich des Reifens über die Seitenwände bis in den Wulstbereich reicht und dort meist durch Umschlingen zugfester Wulstkerne verankert ist, einen radial außen befindlichen profilierten Laufstreifen und einen zwischen dem Laufstreifen und der Karkasse angeordneten Gürtel auf, welcher radial außen mit einer Gürtelbandage abgedeckt ist. Die Gürtelbandage kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein und deckt zumindest die Gürtelränder ab. Die Gürtelbandage enthält üblicherweise parallele und im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Festigkeitsträger in Form von Korden, die in Gummi eingebettet sind.
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Die Bandage wird bei der Reifenherstellung in Form von Lagen mit in eine unvulkanisierte Kautschukmischung eingebetteten Festigkeitsträgern aufgebracht, die auf den Gürtel gewickelt oder als Streifen gespult werden. Die Festigkeitsträger werden in Kautschuk eingebettet, indem eine Schar von im Wesentlichen parallel liegenden fadenförmigen Festigkeitsträgern, die in der Regel thermisch und/oder zur besseren Haftung am einbettenden Gummi in einer dem Fachmann bekannter Art mit einer Imprägnierung vorbehandelt sind, in Längsrichtung einen Kalander oder einen Extruder zur Ummantelung mit der Kautschukmischung durchlaufen. Bei der Bombage mit bisher im Einsatz befindlichen Vorrichtungen und bei der Vulkanisation des Reifens dehnt sich der Reifen in der Regel im Schulterbereich durch die Erhebung um bis zu 2% und im Mittenbereich um bis zu 5% im Vergleich zum unvulkanisierten, auf einer flachen Trommel gewickelten Rohling.
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Die Korde der Bandage sollen bei der Reifenherstellung eine ausreichende Erhebung bei der Bombage und der Vulkanisation zulassen, damit der Reifen präzise ausgeformt werden kann. Zudem sollen sie nach der Fertigstellung des Reifens im Fahrbetrieb eine gute Hochgeschwindigkeitstauglichkeit gewährleisten.
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Als Festigkeitsträger für die Gürtelbandage sind beispielsweise Korde aus Nylon bekannt. Nachteilig ist jedoch die Neigung des Reifens zum Flatspotting (Standstellenausbildung), einer Abplattung der Reifenaufstandsfläche, wodurch der Rundlauf des Reifens beeinträchtigt ist.
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Es ist ebenfalls bekannt, als Festigkeitsträger der Gürtelbandage Polyester, welches hochmodulig und schrumpfungsarm ist, einzusetzen. Nachteilig ist jedoch, dass hochmoduliges, schrumpfungsarmes Polyester eine geringere Bruchenergie und eine geringere Durchstichresistenz aufweist. Zudem pressen die Festigkeitsträger der Gürtelbandage durch die geringe Neigung zum Schrumpfen nur unzureichend auf die Gürtelränder.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine kostengünstige Gürtelbandage für Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, welche während der Bombage des Reifens eine ausreichende Erhebung zulässt, welche hochgeschwindigkeitstauglich ist, durch welche zudem auch das Flatspotting reduziert ist und welche ermüdungsbeständiger sowie durchstichresistenter ist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem das Polyester ein hochschrumpfbares und hochzähes Polyester ist, welches einer Relaxation unterzogen worden ist und dass die spezifische Bruchenergie der Festigkeitsträger der Gürtelbandage größer als 5,0 (N × %/tex) ist.
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Erfindungswesentlich ist, dass ein hochzähes und hochschrumpfbares Polyester als Basiswerkstoff für den Festigkeitsträger verwendet wird, welches während des Dipping-Prozesses (Verstreckungs-Prozess) relaxiert ist. Durch die Relaxation ist erreicht, dass der Modul des Polyesters erniedrigt ist, so dass der Festigkeitsträger einen gegenüber dem Ausgangsmaterial erniedrigten Modul erhält, wodurch die Bruchfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit des Festigkeitsträgers verbessert ist. Andererseits wird die Festigkeit/Zähigkeit des Festigkeitsträgers erhöht, wodurch eine bessere Durchstichresistenz erhalten ist. Zudem neigt Polyester nur gering zum Flatspotting. Polyester erlaubt eine ausreichende Erhebung während der Bombage und gewährt dem Reifen eine gute Hochgeschwindigkeitstauglichkeit.
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Die Einheit (N × %/tex) meint den Bereich unter dem Graphen einer Kraft-/Dehnungskurve geteilt durch die Feinheit des Festigkeitsträgers.
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„Hochzähes und hochschrumpfbares Polyester” meint ein Polyester, welches eine Bruchenergie größer als 5,0 (N × %/tex) und bei einer Vorspannung von 0,1 cN/tex nach 2 Minuten eine thermische Schrumpfung größer als 3.0% bei 180°C aufweist.
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„Zähigkeit” beschreibt die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffes gegen Bruch.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Festigkeitsträger der Gürtelbandage ein Kord ist. Korde werden üblicherweise als Festigkeitsträger in Reifen eingesetzt und haben sich bewährt.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Kord eine Feinheit zwischen 1000 und 6000 dtex aufweist. Wenn die Feinheit des Kordes kleiner als 1000 dtex ist, dann ist der Kord als Festigkeitsträger der Gürtelbandage nicht effektiv genug. Wenn die Feinheit des Kordes größer als 6000 dtex ist, dann ist der Festigkeitsträger zu dick, wodurch nachteilig das Gewicht des Reifens beeinflusst wird.
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In vorteilhaften Ausführungsformen weist der Kord die Konstruktion 1440 × 2 oder die Konstruktion 1100 × 2 oder die Konstruktion 1670 × 2 auf, wobei der twist des Kordes zwischen 320–500 tpm (turns per meter) beträgt. Beträgt der twist des Kordes weniger als 320 tpm, dann sind die Bruchenergie und die Ermüdungsbeständigkeit des Kordes zu gering. Beträgt der twist des Kordes mehr als 500 tpm, dann wird der Modul zu gering.
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Unter „twist des Kordes” ist sowohl die Verdrehung des Garnes als auch die Endverdrehung des Kordes verstanden.
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In anderen Ausführungen ist der Festigkeitsträger ein einfach verdrehtes Garn. Ein einfach verdrehtes Garn hat vorteilhafterweise einen hohen spezifischen Modul und einen geringen Durchmesser.
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Vorteilhaft ist es, wenn das einfach verdrehte Garn eine Feinheit von 1100 dtex und einen twist von 80 bis 200 tpm aufweist. Weist ein Garn bei einer Feinheit von etwa 1100 dtex einen twist kleiner 80 tpm auf, dann sind die Filamente nicht stabil genug für die Anwendung als Festigkeitsträger in einer Gürtelbandage. Weist ein Garn bei einer Feinheit von etwa 1100 dtex einen twist größer 200 tpm auf, dann verwindet sich das Garn.
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Zweckmäßig ist es, wenn das Polyester ein PET ist. PET als Werkstoff ist kostengünstig und weist dennoch die vorbeschriebenen günstigen Eigenschaften auf.
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Vorteilhaft zur Verbesserung der Durchstichresistenz ist es, wenn die spezifische Bruchenergie größer als 5,5 (N × %/tex) ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert: Die Zeichnung zeigt eine Querschnittshälfte eines PKW-Radialreifens 1 mit einer Gürtelbandage 2. Die Gürtelbandage 2 ist radial oberhalb des Gürtels 3 als Gürtelabdeckung angeordnet und verhindert insbesondere im Hochgeschwindigkeitseinsatz eine Erhebung des Reifens 1 durch die im Fahrbetrieb auftretenden Fliehkräfte. Zudem soll die Gürtelbandage möglichst wenig zum Flatspotting neigen, ermüdungsbeständig sein und eine gute Durchstichresistenz aufweisen. Der Reifen 1 umfasst weiterhin einen profilierten Laufstreifen 4, Seitenwände 5, Wulstbereiche mit Wulstkernen (nicht dargestellt), zumindest eine Karkasslage 6, eine luftdicht ausgeführte Innenschicht 7, sowie einen hier aus zwei Lagen bestehenden Gürtel 3, welcher durch einen über seinen gesamten Querschnitt mit samt seiner Kanten von der Gürtelbandage 2 abgedeckt ist. Die verschiedenen Bauteile eines Reifens 1 sind in ihrer Ausführung den Anforderungen im Betriebszustand angepasst. So bestehen verschiedene Bauteile beispielsweise aus unterschiedlichen Gummimischungen. Der Reifen 1 weist die Konstruktion „Sidewall to Belt” auf. Bei dieser Konstruktion endet der Seitenwandgummistreifen 5 axial zum Gürtel 3 benachbart auf etwa der gleichen radialen Höhe wie der Gürtel 3. Radial oberhalb des Seitenwandgummistreifens 5 ist ein weiteres Bauteil, das Skirt 8 angeordnet, welches die Verbindung zwischen Laufstreifen 4 und Seitenwand 5 herstellt. Die Gürtelbandage 2 ist radial oberhalb der Gürtels 3 angeordnet und verläuft zur Gürtelkantenabdeckung zwischen Seitenwand 5 und Gürtelkante 9 in Richtung Karkasslage 5 und kann an der Karkasslage 5 oder kurz oberhalb der Karkasslage 6 enden. Die Kanten 9 des Gürtels sind mit einer Gummilage, einem sogenannten Wrap 10 eingeschlagen. Die Festigkeitsträger der Gürtelbandage 2 sind Korde aus PET der Konstruktion 1440 × 2 und sind mit einem twist von 370 tpm endverdreht. Die spezifische Bruchenergie der Festigkeitsträger der Gürtelbandage ist größer als 5,5 (N × %/tex). Der Kord ist zur guten Gummianhaftung gummifreundlich behandelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugluftreifen
- 2
- Gürtelbandage
- 3
- Gürtel
- 4
- Laufstreifen
- 5
- Seitenwand
- 6
- Karkasslage
- 7
- Innenschicht
- 8
- Skirt
- 9
- Gürtelkante
- 10
- Wrap
