DE102014208551A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Abstract

Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse (3), einem mehrlagigen Gürtelverband (2) und gegebenenfalls einer Gürtelbandage (5) und einem Laufstreifen (1) aus einer das Laufstreifenprofil aufweisenden Laufstreifencap (8) und einer Laufstreifenbase, wobei die Laufstreifencap (8) und die Laufstreifenbase aus unterschiedlichen Gummimischungen bestehen, wobei die Laufstreifenbase die Laufstreifencap (8) mit dem Unterbau – Gürtelverband (2) oder Gürtelbandage (5) – verbindet und aus einer Klebharz enthaltenden Kautschukmischung hergestellt ist. Die Laufstreifenbase besteht aus zumindest drei in Umfangsrichtung umlaufenden einzelnen Baseteilen (9), wobei neben bzw. zwischen den Baseteilen (9) die Laufstreifencap (8) bis zum Unterbau reicht, und wobei in Schulterbereichen (S), deren Breite jeweils 25% der Breite (B) des Laufstreifens (1) in der Bodenaufstandsfläche beträgt, jeweils ein oder mehrere Baseteil(e) (9) angeordnet ist bzw. sind, welcher bzw. welche mindestens 50% der Breite des Schulterbereichs (S) einnimmt bzw. einnehmen, und wobei sämtliche Baseteile (9) den Unterbau über 30% bis 70% der Breite (B) des Laufstreifens (1) bedecken.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse, einem mehrlagigen Gürtelverband und gegebenenfalls einer Gürtelbandage und einem Laufstreifen aus einer das Laufstreifenprofil aufweisenden Laufstreifencap und einer Laufstreifenbase, wobei die Laufstreifencap und die Laufstreifenbase aus unterschiedlichen Gummimischungen bestehen, wobei die Laufstreifenbase die Laufstreifencap mit dem Unterbau – Gürtelverband oder Gürtelbandage – verbindet und aus einer Klebharz enthaltenden Kautschukmischung hergestellt ist.
• Üblicherweise enthalten Kautschukmischungen für Laufstreifenoberteile (Laufstreifencaps) große Mengen an Synthesekautschuk. Durch den hohen Anteil an Synthesekautschuk weist die Kautschukmischung eine unzureichende Klebrigkeit auf, sodass der Laufstreifen während des Bauprozesses nicht am Gürtelverband kleben bleibt. Um die erforderliche Verbindung zu gewährleisten, wird die Cap-Laufstreifenmischung über eine zusätzliche Mischungsschicht, eine Base- oder Unterplattenmischung, mit dem Unterbau verbunden. Eine Alternative zur Verwendung einer Base bzw. Unterplatte ist der Einsatz von Haftlösungen, die auf die Laufstreifenunterseite aufgesprüht oder -gepinselt werden. Ein Nachteil dieser Haftlösungen liegt in den großen Mengen an benötigtem Lösungsmittel, die aufwendig in Filtern aufgefangen werden müssen, um nicht in die Atmosphäre zu entweichen. Ein weiterer Nachteil ist die Gefahr von Trennungen zwischen Laufstreifen und Karkasse, wenn die Haftlösung verunreinigt ist oder unsachgemäß aufgetragen wird. Allerdings kann auch die Verwendung einer Base Nachteile haben. Die im Vergleich zur Cap-Kautschukmischung häufig teurere Base-Kautschukmischung – die Base enthält große Mengen an Naturkautschuk, relativ wenig Öl, ferner Füllstoffe sowie Klebharze, um die gewünschte Klebrigkeit zu gewährleisten – führt vor allem bei Reifen im Niedrigpreis-Bereich zu höheren Kosten. Besonders bei Hochgeschwindigkeitsreifen können durch die Verwendung einer Base-Kautschukmischung wegen ihrer gegenüber der Cap-Kautschukmischung geringeren Steifigkeit Nachteile beim Handling auftreten. Das Base-Volumen kann auch nicht beliebig reduziert werden, da bei der Verwendung einer über die komplette Laufstreifenbreite aufgebrachten klebrigen Base-Kautschukmischungsschicht eine gewisse Mindestdicke nicht unterschritten werden kann, da sich die Mischung sonst nicht extrudieren lässt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Reifen der eingangs genannten Art die Kosten des Laufstreifens zu reduzieren und weiterhin eine gute Verbindung des Laufstreifens zum Unterbau sowohl während des Reifenbaus als auch während der Lebensdauer des Reifens zu gewährleisten.
• Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Laufstreifenbase aus zumindest drei in Umfangsrichtung umlaufenden einzelnen Baseteilen besteht, wobei neben bzw. zwischen den Baseteilen die Laufstreifencap bis zum Unterbau reicht, und wobei in Schulterbereichen, deren Breite jeweils 25% der Breite des Laufstreifens in der Bodenaufstandsfläche beträgt, jeweils ein oder mehrere Baseteil(e) angeordnet ist bzw. sind, welcher bzw. welche mindestens 50% der Breite des Schulterbereichs einnimmt bzw. einnehmen, und wobei sämtliche Baseteile den Unterbau über 30% bis 70% der Breite des Laufstreifens bedecken.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es für eine gute Verbindung der Laufstreifencap zum Unterbau ausreicht, vor allem jene Bereiche des Laufstreifens, welche eine hohe Anforderung an die Klebrigkeit stellen, nämlich die Schulterbereiche, mit einer klebrigen Basemischung auszustatten. Dass die Steifigkeit des Laufstreifens durch die zwischen den Baseteilen bis zum Gürtelverband reichende Cap-Mischung erhöht wird, wirkt sich vorrangig bei Hochgeschwindigkeitsreifen hinsichtlich einer Verbesserung der Handlingeigenschaften aus. Durch die Erfindung lassen sich zwischen 30% und 70% der sonst üblichen Basemischung durch die Capmischung ersetzen, wodurch sich bei den meisten Reifentypen die Herstellkosten deutlich vermindern lassen.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nehmen die Baseteile in den Schulterbereichen mindestens 65% der Breite der Schulterbereiche ein. Durch diese Maßnahme kann der Anteil an Basemischung im zentralen Bereich des Laufstreifens sehr gering gehalten werden.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bedecken die Baseteile den Unterbau über bis zu 50% der Breite des Laufstreifens. Auch durch diese Maßnahme kann der Anteil an Basemischung im zentralen Bereich, gemeinsam mit einem relativ hohen Anteil an Baseteilen in den Schulterbereichen, gering gehalten werden.
• Erfindungsgemäß weisen ferner die Baseteile jeweils eine über den Reifenumfang im Wesentlichen konstante Breite auf, welche 1% bis 25%, insbesondere 3% bis 10%, der Breite des Laufstreifens beträgt. Für eine Verbindung der Laufstreifencap über die Baseteile mit dem Unterbau ist es daher auch vorteilhaft, eine größere Anzahl von Baseteilen mit kleineren Breiten vorzusehen.
• Die Baseteile weisen ferner eine Dicke von 0,4 mm bis 3 mm, insbesondere bis 2 mm, auf. Die Baseteile werden zwar vorzugsweise aus Kautschukmischungsbahnen konstanter Dicke hergestellt, bei der Vulkanisation des Reifens und den Verformungsvorgängen während der Vulkanisation des Reifens werden die Baseteile jedoch ebenfalls verformt, sodass ihre tatsächliche Dicke im fertig vulkanisierten Reifen sowohl über den Umfang als auch über ihre Breite variieren kann und nicht mehr der ursprünglichen im Wesentlichen konstanten Dicke der unvulkanisierten Kautschukmischungsbahnen entspricht.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sämtliche Baseteile aus Kautschukmischungsbahnen gleicher Dicke hergestellt. Diese Maßnahme vereinfacht die Herstellung erfindungsgemäßer Fahrzeugluftreifen.
• Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der bzw. sind die im zentralen Bereich angeordneten Baseteil(e) aus einer dünneren Kautschukmischungsbahn hergestellt als die in den schulterseitigen Bereichen angeordneten Baseteile. Der Anteil an Basemischung im zentralen Bereich des Laufstreifens wird durch diese Maßnahme vorteilhafterweise geringer. Dadurch wird die Steifigkeit des Laufstreifens durch den höheren Anteil an Cap-Mischung erhöht. Dieser Effekt lässt sich auch dadurch erzielen bzw. unterstützen, dass im zentralen Bereich Baseteile angeordnet sind, die umso schmäler sind, je näher sie zum Reifenäquator verlaufen.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, genauer erläutert. Dabei zeigen 1 bis 3 schematisch je einen Querschnitt durch den Laufstreifenbereich eines Fahrzeugluftreifens mit jeweils einer Ausführungsform der Erfindung.
• In 1 bis 3 sind von den üblichen Bauteilen eines PKW-Radialreifens ein Laufstreifen 1, ein Gürtelverband 2 bestehend aus mehreren, insbesondere zwei, Gürtellagen aus in Gummi eingebetteten, vorzugsweise aus Stahlkord bestehenden Festigkeitsträgern, ferner eine ebenfalls mit Festigkeitsträgern verstärkte Radialkarkasse 3 und eine luftdichte Innenschicht 4 dargestellt. Der Gürtelverband 2 kann mit einer nicht dargestellten, insbesondere herkömmlich ausführbaren Gürtelbandage aus gummierten textilen Festigkeitsträgern versehen sein. Von den Seitenwänden 6 sind lediglich die axial äußeren Endabschnitte dargestellt. Die Wulstbereiche mit Wulstkernen, Kernprofilen und den weiteren gegebenenfalls in den Wulstbereichen vorgesehenen Verstärkungslagen sind nicht gezeigt. Wie die Figuren ferner zeigen, ist der Laufstreifen profiliert, wobei beispielhaft vier in Umfangsrichtung umlaufende Umfangsnuten 7 dargestellt sind, die den Laufstreifen in Laufstreifenbänder oder Blockreihen unterteilen.
• Im Rahmen der Erfindung wird der Laufstreifen 1 in axialer Richtung in drei Umfangsbereichen betrachtet, nämlich in zwei jeweils 25% der Breite B des Laufstreifens 1 (im bodenberührenden Teil, welcher dem statisch ermittelten Footprint gemäß E.T.R.T.O.-Standards entspricht – Last bei 70% der Tragfähigkeit bei einem Innendruck von 2,5 bar, Innendruck 85% von 2,5 bar) einnehmende Schulterbereiche S und einen zwischen diesen befindlichen zentralen Bereich Z. Der Laufstreifen 1 besteht aus einer radial äußeren Gummischicht, einer Laufstreifencap 8, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, und aus mehreren Baseteilen 9. Jeder Baseteil 9 weist eine im Wesentlichen konstante Breite b und eine Dicke von 0,4 mm bis 3,0 mm, vorzugsweise bis 2,0 mm, auf. Die Baseteile 9 können ferner aus unterschiedlichen Kautschukmischungen hergestellt sein. Zwischen den einzelnen Baseteilen 9 reicht die Laufstreifencap 8 bis zum Gürtelverband 2 bzw. zur Gürtelbandage 5. Es sind zumindest drei Baseteile 9 vorgesehen, von welchen jeweils einer in jedem Schulterbereich S erläuft. Die Breite b der Baseteile 9 beträgt 1% bis 25%, insbesondere 3% bis 10%, der Breite B. Gemäß der Erfindung erfolgt die Anordnung von Baseteilen 9 in den Schulterbereichen S derart, dass zumindest 50%, insbesondere mindestens 65%, der Breite der Schulterbereiche S von einem oder mehreren Baseteil(en) 9 eingenommen wird. Innerhalb der Breite B sind 30% bis 70%, insbesondere bis 50%, des Unterbaus – Gürtelverband oder Gürtelbandage – mit Baseteilen 9 bedeckt. Der angegebene Prozentanteil von 70% sollte nicht überschritten werden, um eine merkbare Reduktion der Herstellkosten des Laufstreifens und auch eine merkbare Verbesserung der Handlingeigenschaften zu erzielen. Die angegebene Untergrenze von 30% sollte nicht unterschritten werden, um eine ausreichende Klebrigkeit bzw. eine gute Verbindung der Laufstreifencap über die Baseteile 9 mit dem Unterbau sicherzustellen. Aus letzterem Grund ist bei gleichen Prozentanteilen eine Ausführung mit einer größeren Anzahl von Baseteilen 9 mit kleineren Breiten einer Ausführung mit einer kleineren Anzahl von Baseteilen 9 mit größeren Breiten vorzuziehen.
• 1 zeigt eine Ausführungsform einer möglichen Anordnung und Ausgestaltung der Baseteile 9. In den Schulterbereichen S ist jeweils ein Baseteil 9 einer relativ großen Breite b₁ angeordnet, im zentralen Bereich Z befinden sich symmetrisch zum Reifenäquator verlaufend zwei weitere Baseteile 9 mit im Wesentlichen übereinstimmenden Breiten b₂. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist in den Schulterbereichen S jeweils ebenfalls ein breiter Baseteil 9 angeordnet, wobei die Baseteile 9 im Wesentlichen übereinstimmende Breiten b₁ aufweisen, im zentralen Bereich Z sind drei Baseteile 9 vorhanden, die aus dünneren Kautschukmischungsbahnen hergestellt sind als die in den Schulterbereichen S verlaufenden Baseteile 9, wobei im Bereich des Reifenäquators ein Baseteil 9 verläuft, welcher aus einer Kautschukmischungsbahn hergestellt ist, welche die geringste Dicke aufwies. In Folge der Verformungen der Baseteile während der Vulkanisation des Reifens kann die tatsächliche Dicke der Baseteile 9 im fertigen Reifen über den Umfang und über ihre Breite variieren und entspricht nicht mehr der im Wesentlichen konstanten Dicke der unvulkanisierten Baseteile. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen ferner die drei im zentralen Bereich Z angeordneten Baseteile 9 im Wesentlichen gleiche Breiten b₃ auf. Eine derartige Anordnung von Baseteilen 9 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Rollwiderstand des Reifens reduziert bzw. gering gehalten werden soll.
• 3 zeigt eine Ausführungsform mit einer größeren Anzahl von Baseteilen 9. Dabei sind in dem einen Schulterbereich S zwei Baseteile 9 geringer Breite b₄, b₅ angeordnet, in dem anderen Schulterbereich ein Baseteil 9 einer größeren Breite b₆. Im zentralen Bereich Z sind sechs Baseteile 9 angeordnet, deren Breiten b_i Richtung Reifenäquator abnehmen. Die Baseteile 9 im zentralen Bereich Z sind aus Kautschukmischungsbahnen unterschiedlicher Dicken hergestellt, derart, dass im Bereich des Reifenäquators die dünnste Kautschukmischungsbahn eingebaut wurde. Es sind auch Ausführungen möglich, bei welchen ein Baseteil 9 zum Teil in einem Schulterbereich S und zum Teil im zentralen Bereich Z verläuft.
• Die Laufstreifencap wird insbesondere aus einer Kautschukmischung hergestellt, welche nicht mehr als 40 phr Naturkautschuk und mindestens 75 phr Füllstoffe (Ruß und/oder Silica) enthält. Die Baseteile werden insbesondere aus einer Kautschukmischung hergestellt, welche mindestens 50 phr Naturkautschuk und nicht mehr als 75 phr Füllstoffe (ebenfalls Ruß und/oder Silica) enthält. Darüber hinaus enthält die Kautschukmischung für die Baseteile 9 zwischen 0,5 phr und 5 phr Klebharze, insbesondere natürliche oder synthetische Harze, wie phenolische, aromatische oder alephatische Kohlenwasserstoffharze.
• Bezugszeichenliste

1

Laufstreifen

2

Gürtelverband

3

Radialkarkasse

4

Innenschicht

5

Gürtelbandage

6

Seitenwand

7

Umfangsnut

8

Laufstreifencap

9

Baseteil

B

Laufstreifenbreite

b₁, b₂, b₃, b₄, b₅, b₆, b_i

Breite

S

Schulterbereich

Z

zentraler Bereich

Claims (8)

1. Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse (3), einem mehrlagigen Gürtelverband (2) und gegebenenfalls einer Gürtelbandage (5) und einem Laufstreifen (1) aus einer das Laufstreifenprofil aufweisenden Laufstreifencap (8) und einer Laufstreifenbase, wobei die Laufstreifencap (8) und die Laufstreifenbase aus unterschiedlichen Gummimischungen bestehen, wobei die Laufstreifenbase die Laufstreifencap (8) mit dem Unterbau – Gürtelverband (2) oder Gürtelbandage (5) – verbindet und aus einer Klebharz enthaltenden Kautschukmischung hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufstreifenbase aus zumindest drei in Umfangsrichtung umlaufenden einzelnen Baseteilen (9) besteht, wobei neben bzw. zwischen den Baseteilen (9) die Laufstreifencap (8) bis zum Unterbau reicht, und wobei in Schulterbereichen (S), deren Breite jeweils 25% der Breite (B) des Laufstreifens (1) in der Bodenaufstandsfläche beträgt, jeweils ein oder mehrere Baseteil(e) (9) angeordnet ist bzw. sind, welcher bzw. welche mindestens 50% der Breite des Schulterbereichs (S) einnimmt bzw. einnehmen, und wobei sämtliche Baseteile (9) den Unterbau über 30% bis 70% der Breite (B) des Laufstreifens (1) bedecken.
2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baseteile (9) in den Schulterbereichen (S) mindestens 65% der Breite der Schulterbereiche (S) einnehmen.
3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Baseteile (9) den Unterbau über bis zu 50% der Breite (B) des Laufstreifens (1) bedecken.
4. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Baseteile (9) jeweils eine über den Reifenumfang im Wesentlichen konstante Breite (b₁ bis b₅, b_i) aufweisen, welche 1% bis 25%, insbesondere 3% bis 10%, der Breite (B) des Laufstreifens (1) beträgt.
5. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Baseteile (9) eine Dicke von 0,4 mm bis 3,0 mm, insbesondere bis 2,0 mm, aufweisen.
6. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Baseteile (9) aus Kautschukmischungsbahnen gleicher Dicke hergestellt sind.
7. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die im zentralen Bereich (Z) angeordnete(n) Baseteil(e) (9) aus dünneren Kautschukmischungsbahnen hergestellt sind als die in den schulterseitigen Bereichen (S) angeordneten Baseteile (9).
8. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im zentralen Bereich (Z) Baseteile (9) angeordnet sind, die umso schmäler sind, je näher sie zum Reifenäquator verlaufen.

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