DE4447417A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Fahrzeugluftreifen in beliebiger Bauweise, insbesondere jedoch Reifen in Radialbauweise, Transportreifen, Leicht-LKW-Reifen, LKW-Reifen, Reifen für Anhänger und Aufliegerfahrzeuge, vorzugsweise jedoch Reifen dieser Gruppen, die mit hohen Geschwindigkeiten fahren und hohe Lasten transportieren, mit jedem beliebigen Quer­ schnittsverhältnis, die auf Flachbett-, Schrägschulter- oder Steilschulterfelgen oder anderen Felgen zum Einsatz kommen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus Gründen der Abgrenzung zur Erfindung ist es notwendig, einige grundlegende Ausführungen zur jetzigen Gestaltung der äußeren Schulterrippe des Laufflächenprofils zu machen. Grundsätzlich kann man offene und geschlossene Schulter­ rippen unterscheiden. Bei offenen Schultern kommt es zur Stollenbildung. Diese Profile stellen hinsichtlich der Erfindung nicht die Zielgruppe dar. Die geschlossenen oder halbgeschlossenen Profilaußenrippen sind zu betrachten. Der Stand der Technik ist weitestgehend noch immer so wie im US-Patent Nr.053 643 (Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 80 00 505) dargestellt.

Die Vorteile des Profils mit den Profilrippen in Blockform können wie folgt zusammengefaßt werden:
Kommt das Profil in Bodenkontakt, passen sich die Blöcke (B) unabhängig voneinander selbsttätig den Kräften in der Bodenaufstandsfläche an. In der Phase des Bodenkontaktes mit hohem Bodendruck schließen sich die Blöcke zu einer stabilen, ununterbrochenen Gummirippe (G) mit hoher Quer- und Umfangssteifigkeit. Beim Verlassen der Bodenberührung öffnen sich die Profilblöcke wieder selbsttätig.

Der Nutzen dieser Profilierung liegt vor allem in einer geringeren Eigenerwärmung und verringerten Reibung bzw. höheren Lebensdauer der Reifen.

Diese Profilierung ist bisher auf den Laufflächenmittel­ bereich beschränkt. Die feinen Lamelleneinschnitte haben eine Tiefe von ca. 85% bezogen auf die Profiltiefe der Hauptprofilrillen.

Die Form der Lamelleneinschnitte hat sich im Laufe der Jahre geändert. Sowohl aus funktionellen als auch aus marktpoli­ tischen Gründen weisen die Lamelleneinschnitte (L) die verschiedensten Formen und Ausführungen auf. Im Bereich der Außenstollen ist diese Anordnung der Lamel­ leneinschnitte bis heute jedoch nicht bekannt geworden. Lediglich die Oberfläche und die Seiten der Außenstollen werden mit bis zu maximal 5 mm tiefen Lamelleneinschnitten aus Gründen eines optisch besser wirkenden Profils so ver­ sehen.

Bekannt ist weiterhin eine ca. 1 mm starke umlaufende Lamel­ lenöffnung mit einer Tiefe, die die der Hauptprofilrillen entspricht. Diese Lamellenöffnung, die sich nicht im Be­ reich der größten Schulterdicke befindet, kommt zur Anwen­ dung bei sehr breiten Außenstollen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einer Verbesserung der Qualität der Reifen insbesondere in der Erhöhung der Le­ bensdauer, der Verbesserung der Runderneuerungsfähigkeit, der Senkung des Rollwiderstandes, der Verbesserung der Hoch­ geschwindigkeitstauglichkeit und der Verbesserung der Brems- und Kurvenfahreigenschaften.

Bei der Vulkanisation der Reifen kommt es durch den Einsatz von Metallamellen im Schulterbereich zu besseren Wärmeleit- und Übertragungsbedingungen. Die Reifen können dadurch materialschonender bzw. mit kürzeren Heizzeiten vulkanisiert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Heizzeit der meisten Reifen wird durch die Schulter­ dicke (DS) bestimmt. Dieses ist vor allem so, weil in den letzten Jahren durch Profil tiefen- und Laufflächenbreiten­ zunahme, die Schulterdicken stark angestiegen sind. Anders z. B. als bei PKW-Reifen, besteht besonders bei großen LKW-Reifen mit breiten Laufflächen eine erhebliche Differenz zwischen der Gummidicke im Zenit des Reifens (TP + S) und der Gummidicke (GS) in der Schulter.

Die Maßnahmen zur Reduzierung der Schulterdicke sind be­ kannt (z. B. Patentschriften Nr. JP 3-295703, DD 2 38 360 A5, JP 4-5109).

Bei Beibehaltung der Profil tiefe (TP) kann als eine wirk­ same Maßnahme die Laufflächenbreite (BL) reduziert werden. Mit der Reduzierung der Laufflächenbreite ist aber die Beschaffung neuer Formen bzw. Formeneinsätze verbunden. Die erfinderische Lösung zielt dagegen nicht vordergründig auf die Reduzierung der Schulterdicke. Ziel ist es aber u. a. vielmehr, den vorhandenen Formenpark zu nutzen und durch Nacharbeit so zu verändern, daß die gewünschten Effekte - Verkürzung der Heizzeit bei gleichzeitiger Qualitätsver­ besserung - erreicht werden.

Anliegen der Erfindung ist es während der Vulkanisation des Reifens schnell und in ausreichender Menge Wärmeenergie in die äußeren Profilrippen (G) zu bringen.

Von großer Bedeutung für die Erfindung sind daher besonders Reifen mit Laufflächenprofilen, die geschlossene oder weit­ gehend geschlossene äußere Profilrippen aufweisen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Reifenform mit einer Vielzahl von feinen Metallamellen (L) in den Schulterberei­ chen (G) zu versehen.

Die Lamellenbreite liegt im Bereich zwischen 0,2 bis 2 mm, vorrangig jedoch zwischen 0,4 bis 0,6 mm. Die Lamellentiefe (TL) entspricht der der Tiefe der Hauptprofilrillen (TP), erfindungsgemäß ist sie jedoch auch tiefer.

Um ausreichend viel und schnell Wärmeenergie in den in der Reifenform liegenden Reifenrohling leiten zu können, ist es zur Erzielung der erfindungsgemäßen Effekte von ausschlag­ gebender Bedeutung, eine Lamellendichte in Umfangsrichtung mit einem Abstand (AL) von Lamelle zu Lamelle von kleiner als 60 mm, vorzugsweise jedoch 20 bis 30 mm, anzuordnen. Wichtig sind auch die Form und die Anordnung der Lamellen. Vorzugsweise erfolgt der Einsatz von gezackten Lamellen (L) quer zur Fahrtrichtung. Aber auch glatte Lamellen sind denk­ bar. Abweichend von der Querorientierung kann jedoch auch jede andere beliebige Lamellenform und Winkelneigung zur Laufflächenrichtung oder auch eine Lamellenverzweigung zum Einsatz kommen.

Der erfindungsgemäße Einsatz von Lamellen in den Reifen­ schultern bringt doppelten Vorteil für den Reifen. Zum ersten entsteht ein Vorteil am Laufflächenprofil bzw. deren Außenrippen selbst.

Das Profil ist eine Kombination von einer Gummirippe (G) mit Blöcken (ß). Diese Blöcke sind durch ca. 0,5 mm feine Lamelleneinschnitte (L) getrennt. Beim Ein- und Auslaufen aus der Bodenaufstandsfläche öffnen und schließen sich die Blockreihen so, daß zusätzliche Wärmebildung vermieden werden kann. In der Bodenaufstandsfläche entsteht eine ge­ schlossene Rippe. Bei Angriff von Seitenkräften stützen sich die Blöcke gegenseitig ab, reduzieren dadurch die Eigen­ bewegung und den Abrieb. Die 0,5 mm feinen Lamellenöffnungen leisten gleichzeitig einen wesentlichen Beitrag zur Ver­ besserung der Naßhaftung bis zum Abriebsende und vermeiden die Sägezahnbildung.

Zum zweiten besteht das Wesen der Erfindung darin, Fahr­ zeugluftreifen zu schaffen, welche ihre entscheidenden Vor­ teile durch die Vulkanisation in der Reifenform erhalten. Bekannt ist (Buch: W. Kleemann, Mischungen für die Elastver­ arbeitung, 1982, VEB Deutscher Verlag für die Grundstoff­ industrie Leipzig, Seite 201 ff), daß durch eine milde Heizung bzw. durch eine Verkürzung der Heizzeit das Kaut­ schukmaterial geschont wird und durch eine Verringerung der Reversion die Alterung, das Rißwachstum und die Laufflächen­ ausbröckelungen herabgesetzt werden können im Bereich des direkten Kontaktes des Reifens mit der Form kann somit die mehrfache Übervulkanisation deutlich verringert werden. Durch kürzere Vulkanisationszeiten und niedrigere Vulkani­ sationstemperaturen kann die Vernetzungsdichte der Lauf­ flächenmischung gesteigert werden und ein Abbau der ther­ misch instabilen Polysulfidbrücken reduziert werden. Es ist weiterhin bekannt (Zeitschrift: E: Begemann, Anlagen und Verfahren für die Reifenvulkanisation, in Gummi, Asbest, Kunststoffe, Heft 5/1978, Seite 320 ff), daß die Aufheizvorgänge im Reifenrohling in der Vulkanisationsform instationäre Vorgänge sind. Hiernach gilt nach dem allge­ meinen Wärmeleitgesetz von Fourier, für eine Halbierung der Schulterdicke nur 1/4 an Aufheizzeit.

Die erfindungsgemäß angeordneten Schulterlamellen leiten z. B. bei Verwendung von Stahl die Wärme bis zu 200 mal schneller in die Kautschukmischung. Die heizzeitbestimmen­ de wirksame Schulterdicke kann deutlich reduziert werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel erläutert. Die dazugehörigen unmaßstäblichen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen halben radialen Schnitt des Laufflächen­ bereichs durch einen Fahrzeugluftreifen der Nenn­ größe 315/80 R 22.5.

Fig. 2 schematische Darstellung der Draufsicht eines Ausschnittes des erfindungsgemäßen Laufflächen­ profils. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde ein ungezacktes Vierrillenprofil (R) verwendet.

Die vorhandenen Reifenformen für 315/80 R 22.5 weisen maximale Laufflächenbreiten (BL) von ca. 220 bis 260 mm auf.

Als Beispiel werden folgende Werte gewählt:

- Laufflächenbreite (LB)|= 250 mm
- Profiltiefe (TP)	= 18 mm
- Tiefe unter Profil (S)	= 6 mm
- Schulterdicke (DS)	= 44 mm
- Gummidicke in der Schulter (GS)	= 40 mm
- Breite Gürtel (BG)	= 200 mm
- Lamellentiefe (TL)	= 28 mm
- Lamellenlänge=Rippenbreite (BR)	= 44 mm
- Lamellenabstand (AL)	= 20-30 mm
- Lamellenbreite	= 0,5 mm
(wegen der geringen Breite nicht dargestellt)

Anzumerken ist, daß die Maßangaben für GS und TL für die maximale Schulterdicke gelten. Die Lamellentiefe (TL) als solche besitzt jedoch keine einheitliche Tiefe, sondern ist durch die Grundlinie D begrenzt.

D ist der im Schulterbereich vorhandenen unterschiedlichen Gummidicke angepaßt. Der Lamellenabstand hat keine einheit­ liche feste Größe, sondern variiert unregelmäßig im Be­ reich von 20-30 mm. Diese Variation ist zur Gewährleistung einer geringeren Geräuschbildung erforderlich.

Die Form der Lamellen ist in vier verschiedenen Varianten dargestellt. Vorzugsweise sind die Lamellen in Zick-Zack- Form quer oder schräg geneigt zur Umfangsrichtung angeord­ net. Die Form selbst ist jedoch nicht geschützt. Wichtig ist vielmehr die Gewährleistung der Verhakung der Blöcke (B) gegeneinander und untereinander, so daß bei Angriff besonders von punktförmigen Seitenkräften eine stabile äußere Gummirippe in der Bodenaufstandsfläche entsteht. Zusätzlich zu den vorwiegend querorientierten Lamellen sind in einer Variante umfangsorientierte Lamellenteile (UL) eingefügt. Dadurch ist es möglich, den Wärmeenergiefluß während der Vulkanisation zu steigern. Die Lamellenlänge entspricht der Außenstollenbreite (BR).

Da sich BR in Richtung Gürtel verbreitert, ändert sich auch die Lamellenlänge entsprechend. Die Lamellen durch­ schneiden den gesamten Stollen von der Laufflächenkante bis zur Lamellengrundlinie D und von der äußeren Profil­ rille bis zur Außenkante des Reifens, so daß völlig eigen­ ständige Blöcke entstehen.

Claims (6)

1. Fahrzeugluftreifen in beliebiger Bauweise, insbesondere jedoch Reifen in Radialbauweise, Transportreifen, Leicht-LKW-Reifen, LKW-Reifen,Reifen für Anhänger und Aufliegerfahrzeuge, vorzugsweise jedoch Reifen dieser Gruppen, die mit hohen Geschwindigkeiten fahren und hohe Lasten transportieren, mit jedem beliebigen Quer­ schnittsverhältnis, die auf Flachbett-, Schrägschulter- oder Steilschulterfelgen oder anderen Felgen zum Ein­ satz kommen, deren Laufflächenprofile in den äußeren Gummirippen (G) feine Lamelleneinschnitte (L) aufweisen, eine hohe Lamelleneinschnittdichte mit einem Abstand (AL) in Umfangsrichtung des Reifens von Lamelle zu Lamelle von kleiner als 60 mm, vorzugsweise jedoch 20 bis 30 mm, vorhanden ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Lamelleneinschnittiefe (TL) mindestens 85% der Hauptrillenprofiltiefe (TP) erreicht, vorzugsweise jedoch tiefer ist und entlang einer Lamelleneinschnitt­ tiefengrundlinie (D) verläuft, die die vorhandene Gummidicke (GS) der Außenrippen (G) bis zu maximal möglicher Tiefe einschneidet bzw. durchtrennt und somit Blöcke entstehen läßt.

2. Fahrzeugluftreifen mit feinen Lamelleneinschnitten in den äußeren Gummirippen nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Lamelleneinschnittbreite im Bereich zwischen 0,2 bis 2 mm, vorzugsweise jedoch zwischen 0,4 bis 0,6 mm liegt.

3. Fahrzeugluftreifen mit feinen Lamelleneinschnitten in den äußeren Gummirippen nach den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß die Form der Lamellenein­ schnitte vorwiegend quer- oder schrägorientiert zur Laufrichtung mit einer weitestgehenden Zick-Zack-Form ausgeführt ist.

4. Fahrzeugluftreifen mit feinen Lamelleneinschnitten in den äußeren Gummirippen nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den vorwiegend quer orientierten Lamelleneinschnitten zusätzlich auch umfangsorientierte Lamelleneinschnitte (UL) oder Ver­ zweigungen vorhanden sind.

5. Formen zur Vulkanisation von Fahrzeugluftreifen gekenn­ zeichnet dadurch, daß die äußeren Laufflächenbereiche (G) mit feinen Metallamellen entsprechend den Ansprüchen 1 bis 4 nach gerüstet bzw. versehen sind.

6. Formen zur Vulkanisation von Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 5 gekennzeichnet dadurch, daß die feinen Metall­ lamellen vorzugsweise aus Stahl bestehen.