Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen in Radialbauart für Lastkraftwagen oder Omnibusse mit einem wenigstens vierlagigen Gürtel, wobei jede Gürtellage als

Festigkeitsträger Stahlcorde enthält, die in jeder Gürtellage jeweils parallel zueinander verlaufen, wobei die Neigung der Stahlcorde zur Umfangsrichtung (A-A) beginnend bei der ersten, radial innersten Gürtellage, der Abfolge Rechts-Rechts-Links-Rechts oder Rechts-Rechts-Links-Links folgt und der Winkel (a), den die Stahlcorde in der ersten Gürtellage mit der Umfangsrichtung (A-A) einschließen, zwischen 45° und 70° beträgt, der Winkel (ß), den die Stahlcorde in der zweiten Gürtellage mit der Umfangsrichtung (A-A) einschließen, zwischen 15° und 26° beträgt, und die Winkel (γ,δ), welche die Stahlcorde in der dritten und in der vierten Gürtellage mit der Umfangsrichtung (A-A) einschließen, jeweils zwischen 15° und 22° betragen, wobei eine der radial außerhalb der ersten

Gürtellage ausgebildeten Gürtellagen als die schmälste der vier Gürtellagen ausgebildet ist, und mit einem radial außerhalb des Gürtels ausgebildeten Laufstreifen mit einer in axialer Richtung A gemessenen Lauf streifenbreite B.

Derartige Fahrzeugluftreifen sind bekannt und für viele Einsatzfälle von

Nutzfahrzeugreifen besonders geeignet. Allerdings ermöglichen die im Bereich der Reifenschulter ausgebildeten axialen Erstreckungsenden der Gürtel Deformationen des

Reifens im Bereich der Reifenschulter und der Seitenwand, welche den Rollwiderstand des Reifens negativ beeinflussen.

Es ist bekannt, den Gürtel mit zusätzlichen Stahlgürtellagen auszubilden, welche sich über die gesamte Breite des Gürtels erstrecken. Dies führt jedoch zu Versteifungen des gesamten Gürtels, wodurch das Abplatten des Reifens bei Durchlaufen des Reifenlatsches erschwert wird, was sich unter anderem auch wiederum negativ auf den Rollwiderstand sowie auf Abriebeigenschaften auswirken kann. Darüber hinaus erfordert die Ausbildung zusätzliche Masse des Gürtels. Aus der DE 693 06 166 T2 ist es bekannt, einen Nutzfahrzeugreifen mit einem Vier- Lagengürtel auszubilden, bei welchem im Bereich der Reifenschulter ein zusätzlicher Schulterring aus gummiertem Gewebeband aufgelegt ist. Das Gewebeband ist dabei aus Festigkeitsträgern gewoben, wobei die miteinander verwobenen Festigkeitsträger auch Korde aufweisen, die im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt ausgebildet sind. Das gummierte Gewebeband ist dabei über den Umfang des Reifens erstreckt in zwei radial übereinander spiralig um die Reifenachse gewunden angeordneten Lagen aufgelegt. Durch die beiden übereinander gewundenen Gewebelagen kann der Rollwiderstand etwas reduziert werden. Damit das Gewebeband sich nicht öffnet, muss das Gewebeband wenigstens mit seinem Endabschnitt unter Überlappung seines Anfanges aufgelegt werden. Die Überlappung führt jedoch zur Unwucht. Hierdurch verschlechtert sich der Abrieb signifikant. Die in der DE 69 306 166 T2 explizit offenbarte Ausbildung, bei der das Gewebeband soweit überlappt ist, dass sich zwei in radialer Richtung übereinander ausgebildete Lagen bilden, bewirkt jedoch auch, dass der Gürtel mit zusätzlichen Lagen im Bereich der Gürtelkante ausgebildet ist, wodurch die Verbesserung des Rollwiderstandes negativ beeinträchtigt werden.

Darüber hinaus ist das Gewebeband in der DE 693 06 166 T2 mit relativ großem Abstand zum Rand des Laufstreifens und somit mit einem sehr großen Verhältnis aus

Laufstreifenbreite B zu Breite Bo ausgebildet. Durch die Positionierung kann das

Gewebeband zwar bestimmte Bewegungen des Gürtels in seinem Gürtelrandbereich einschränken, aber nur einen geringen Einfluss auf die gesamte Deformation des Reifens in der Reifenschulter und der Reifenseitenwand ausüben. Die weiterhin große

Deformationsmöglichkeit reduziert den nur im geringen Umfang vorhandenen

Rollwiderstand-reduzierenden Einfluss derartiger Gewebebänder. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde in einfacher Weise einen derartigen

Nutzfahrzeugreifen mit wenigstens vier Gürtellagen mit Festigkeitsträgern aus Stahl mit verbessertem Rollwiderstand auszubilden ohne die Abriebleistung zu reduzieren. Die Aufgabe wird erfindungs gemäß durch die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens in Radialbauart für Lastkraftwagen oder Omnibusse mit einem wenigstens vierlagigen Gürtel, wobei jede Gürtellage als Festigkeitsträger Stahlcorde enthält, die in jeder Gürtellage jeweils parallel zueinander verlaufen, wobei die Neigung der Stahlcorde zur

Umfangsrichtung (A-A) beginnend bei der ersten, radial innersten Gürtellage, der Abfolge Rechts-Rechts-Links-Rechts oder Rechts-Rechts-Links-Links folgt und der Winkel (a), den die Stahlcorde in der ersten Gürtellage mit der Umfangsrichtung (A-A) einschließen, zwischen 45° und 70° beträgt, der Winkel (ß), den die Stahlcorde in der zweiten Gürtellage mit der Umfangsrichtung (A-A) einschließen, zwischen 15° und 26° beträgt, und die Winkel (γ,δ), welche die Stahlcorde in der dritten und in der vierten Gürtellage mit der Umfangsrichtung (A-A) einschließen, jeweils zwischen 15° und 22° betragen, wobei eine der radial außerhalb der ersten Gürtellage ausgebildeten Gürtellagen als die schmälste der vier Gürtellagen ausgebildet ist, und mit einem radial außerhalb des Gürtels ausgebildeten Laufstreifen mit einer in axialer Richtung A gemessenen Laufstreifenbreite B, gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, bei dem radial außerhalb der ersten Gürtellage beiderseits in einer Position axial außerhalb des Erstreckungsbereichs der schmälsten Gürtellage jeweils ein Schulterabdeckstreifen mit einem bis fünf nebeneinander

angeordneten parallelen Stahlkorden, welche mit mehreren Windungen schrauben- oder wendeiförmig um die Reifenachse gewunden angeordnet und unter Einschluss eines Neigungswinkels von maximal 5° zur Umfangsrichtung ausgerichtet sind, und

bei dem die Breite Bo, welche den axialen Abstand zwischen den die beiden

Schulterstreifen jeweils zur axialen vom Reifen weg weisenden Rändern bildet, mit (B/ B ₀ ) <1,20 ausgebildet ist.

Durch diese Ausbildung wird ermöglicht, dass gerade in dem besonders

deformationsanfälligen äußeren Erstreckungsbereich der Reifenschulter und der

Reifenseitenwand mit Hilfe der Schulterabdeckstreifen die Beweglichkeit des Gürtels und des Reifens deutlich eingeschränkt wird, ohne jedoch die Zahl der Gürtellagen im Ganzen oder nur im Bereich der Reifenschulter zu erhöhen. Die Ausbildung der Abdeckstreifen mit mehreren Windungen von schrauben- oder wendeiförmig um die Reifenachse gewundenen Stahlcorden ermöglicht dabei eine sichere Ausbildung ohne die Gefahr des Öffnens des Schulterabdeckstreifens unter Vermeidung von in radialer Richtung übereinander angeordneten Überlappungsbereichen oder zusätzlichen Lagen. Ein Öffnen des Schulterabdeckstreifens und das Auftauchen von Unwuchten kann hierdurch sicher vermieden werden. Die Ausbildung der Schulterabdeckstreifen mit Stahlcorden, welche mit mehreren Windungen schrauben- oder wendeiförmig um die Reifenachse gewunden angeordnet und unter Einschluss eines Neigungswinkels von maximal 5° zur

Umfangsrichtung ausgerichtet sind, wird eine zielgerichtete Umfangsversteifung des gegen Deformation besonders kritischen Gürtelkantenaußenbereiches ermöglicht, welcher sich durch das Verhältnis (B/Bo) 1,20 bis in den äußeren Erstreckungsbereich des Reifens und der Reifenseitenwand versteifend auswirkt und somit ungewünschte Deformationen des Reifens im Schulterbereich zielsicher behindert. Ein negativer Einfluss von zusätzlichem in einem Gewebe befindlichen Corden - wie zum Beispiel in der DE 693 06 166 T2 - kann verhindert werden. Die Ausbildung ermöglicht somit über die gesamte Gürtelbreite trotz Reduktion des Rollwiderstandes unter Vermeidung von Unwuchten und zusätzlicher Gürtellagen die gewünschten Eigenschaften eines Gürtels mit definierter Lagenzahl von beispielsweise vier Gürtellagen sicher umzusetzen. Hierdurch kann der Rollwiderstand deutlich reduziert werden ohne die Abriebleistung zu reduzieren.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei der Schulterstreifen mit einer in axialer Richtung A gemessenen Breite B ₅ mit 30mm < Bs<75mm ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft für die Optimierung des Reifenrollwiderstandes ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 3, wobei längs der gesamten axialen Erstreckung des Gürtels maximal vier Lagen an Stahlkorden in radialer Richtung übereinander angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, wobei die schmälste Gürtellage die vierte Gürtellage ist.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, wobei die Schulterstreifen radial oberhalb der dritten Gürtellage jeweils in axialer Verlängerung der vierten Gürtellage ausgebildet sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass beim Abrauen um Reifenrunderneuerungsprozess die oberste Gürtellage nicht freigelegt wird. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 6, wobei die Schulterstreifen in radialer Richtung R zwischen erster und zweiter Gürtellage oder zwischen zweiter und dritter Gürtellage angeordnet sind.

Besonders vorteilhaft zur Erzielung eines geringen Rollwiderstandes ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 7, wobei die Breite B ₀ mit (B _max -15mm)< Bo B _max ausgebildet ist, wobei B _max die in axialer Richtung A gemessene Breite der breitesten Gürtellage bildet.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 8, wobei das Lauf Streifenprofil mit einem Rillenleervolumen (Void) von maximal 10% ausgebildet ist. Die Ausbildung ist hinsichtlich Profil und

Reifenkonstruktion besonders vorteilhaft für die Erzielung eines geringen

Rollwiderstandes. Gerade bei einer solchen Ausbildung kann der Rollwiderstand besonders wirksam reduziert werden ohne die Abriebleistung zu reduzieren.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 9, wobei das Verhältnis B/ B ₀ mit (B/ B ₀ ) <1,10 - insbesondere mit

(B/ Bo) 1,00 - ausgebildet ist. Die Ausbildung ist hinsichtlich Profil und

Reifenkonstruktion besonders vorteilhaft für die Erzielung eines geringen

Rollwiderstandes. Gerade bei einer solchen Ausbildung kann der Rollwiderstand besonders wirksam reduziert werden ohne die Abriebleistung zu reduzieren. Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den Fig.l bis Fig.3 dargestellten

Ausführungsbeispiele eines Nutzfahrzeugluftreifens radialer Bauart erläutert. Darin zeigen Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch die eine Hälfte eines Fahrzeugluftreifens im Bereich des Gürtels und Laufstreifens,

Fig. 2 Teilquerschnitt durch die Gürtellagen in einer Ausführungsvariante und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gürtellagen von Fig. 2 . Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Laufstreifen und den Gürtelbereich eines

Fahrzeugluftreifens für Lastkraftwagen oder Omnibus in einer üblichen

Standardkonstruktion mit einer Karkasse 1 mit Stahlkorden als Festigkeitsträgern, mit einer luftdichten Innenschicht 2, mit einem mehrlagigen Gürtel 3, mit im Bereich der Gürtelkanten angeordneten Gummipolstern 4, 5 und mit einem profilierten Laufstreifen 6, sowie mit zwei Reifenseitenwänden 18, von denen in Fig.l nur die rechte dargestellt ist.

Der Gürtel 3 weist vier Gürtellagen 7, 8, 9 und 10 auf, wobei die vierte, radial äußerste Gürtellage 10 die geringste in axialer Richtung A gemessene Breite von allen Lagen aufweist und die sogenannte Schutzlage bildet. Die erste Gürtellage 7 ist die sogenannte Sperrlage, die zweite Gürtellage 8 und die dritte Gürtellage 9 sind die sogenannten

Arbeitslagen. Die breiteste Gürtellage ist die zweite Gürtellage 8, welche demnach die erste Gürtellage 7 komplett überdeckt. Die dritte Gürtellage 9 ist etwas breiter als oder gleich breit wie die erste Gürtellage 7. Sämtliche Gürtellagen 7, 8, 9, 10 bestehen aus in eine Gummimischung, der Gürtelgummierung, eingebetteten Festigkeitsträgern aus Stahlkord, beispielsweise der Konstruktion 3x0,2 mm + 6x0,35 mm. Es können in den Gürtellagen auch Stahlkorde anderer Konstruktionen verwendet werden.

Wie Fig.2 und Fig.3 zeigt, verlaufen die Stahlkorde 13 der Lage 7, die Stahlkorde 14 der Lage 8, die Stahlkorde 15 der Lage 9 und die Stahlkorde 16 der Lage 10 innerhalb ihrer jeweiligen Lage 7, 8, 9 bzw. 10 parallel zueinander und schließen mit der durch die Linie Ä-Ä angedeuteten Umfangsrichtung (dem Reifenäquator) des Reifens bestimmte Winkel α, ß, γ, δ ein. Gemäß der Erfindung sind die Stahlkorde 13, 14 in der ersten und der zweiten Gürtellage 7, 8 bezüglich der Umfangsrichtung nach rechts geneigt. Der Winkel , den die Stahlkorde 13 der ersten Gürtellage 7 mit der Umfangsrichtung einschließen, beträgt zwischen 45° und 70°, der Winkel ß, den die Stahlkorde 14 der zweiten Gürtellage 8 mit der Umfangsrichtung U einschließen, zwischen 15° und 26°. Die Stahlkorde 15 und 16 in der dritten und der vierten Gürtellage 8, 9 sind gegenüber dem Reifenäquator bzw. der Umfangsrichtung des Reifens in die andere Richtung, nach links geneigt und schließen Winkel γ und δ mit der Umfangsrichtung ein, wobei der Winkel γ von seiner Größe bzw. seinem Betrag zwischen 15° und 22° und der Winkel δ von seiner Größe bzw. seinem Betrag zwischen 15° und 22° gewählt wird. Beispielsweise ist α=50°, ß=18°, γ =18° und 5=18° gewählt.

In Figur 1 ist die Lauf streifenbreite B eingetragen, sowie die Gürtelbreite B _max , welche die maximale axiale Erstreckung des Gürtels angibt und der Breite der breitesten Gürtellage, hier der zweiten Gürtellage 8 entspricht. Die Laufflächenbreite B ist - wie beispielsweise in der DE102009044418A1 angegeben - die Breite, die über die beiden äußeren Kanten des Lauf Streifens gemessen wird in der Höhe der Mitte der Profiltiefe des

Lauf Streifenprofils . Wie in den Figuren dargestellt ist, ist axial beiderseits der schmalen vierten Gürtellage 10 jeweils ein Schulterabdeckstreifen 11 der in axialer Richtung A gemessenen Breite B ₅ mit 30mm < B5< 75mm auf der radial außerhalb der dritten Gürtellage 9 aufgewickelt. Der Schulterabdeckstreifen 11 ist aus einem gummierten Stahlkord 17 längs der axialen

Erstreckung des Schulterabdeckstreifens mit mehreren Windungen unter Einschluss eines Winkels ε zur Umfangsrichtung mit ε<5° schrauben- oder wendeiförmig um die

Reifenachse kontinuierlich überlappungsfrei gewickelt. In anderer Ausführung ist der Schulterabdeckstreifen aus einem gummierten, bandförmigen Kautschuk- oder

Gummistreifen, in welchem in Banderstreckungsrichtung ausgerichtet bis zu fünf parallele und nebeneinanderangeordneten Stahlkorden ausgebildet sind, hergestellt, wobei der bandförmigen Kautschuk- oder Gummistreifen längs der axialen Erstreckung des

Schulterabdeckstreifens mit mehreren Windungen unter Einschluss eines Winkels ε zur Umfangsrichtung mit ε<5° schrauben- oder wendeiförmig um die Reifenachse

kontinuierlich überlappungsfrei gewickelt. In beiden Ausführungen bildet der

Schulterabdeckstreifen 11 somit eine axiale Verlängerung der vierten Gürtellage 10, wobei auch in dem Erstreckungsabschnitt der Schulterabdeckstreifen 11 die wirksame

Gürtellagenzahl nicht über die im zentralen Gürtellagenabschnitt ausgebildete Zahl von Gürtellagen hinausgeht.

Der in axialer Richtung A gemessene Abstand Bo zwischen den die beiden

Schulterabdeckstreifen jeweils in axialer Richtung A nach außen hin - d.h. vom Reifen wegweisenden - Lagenenden ist mit (B _max -15mm)< B ₀ B _max ausgebildet.

Die Schulterstreifen 11 sind so im Reifen angeordnet, dass das Verhältnis (B/ Bo) 1,20 ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist (B/ Bo) <1,10. In besonders abrieb gefährdeten Nutzfahrzeugreifen wird das Verhältnis mit (B/ B ₀ ) <1,0 gewählt.

Die Stahlkorde 17 sind beispielsweise Stahlkorde des Typs 3x7xO,22HE oder 3x6xO,22HE oder 4x4x0,22HE.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Stahlkorde 16 der vierten Lage 10 nach rechts geneigt ausgebildet. In anderer Ausführung sind die Stahlkorde 16 der vierten Lage 10 nach links geneigt ausgebildet.

Der Laufstreifen ist mit einem geeigneten Laufstreifenprofil mit einem Rillenleervolumen (Void) von maximal 10% ausgebildet. Dies wird im Folgenden erläutert. Parallel zur axialen Außenkontur der Lauf Streifenperipherie ist in Fig. 1 eine Hilfslinie h

eingezeichnet, welche die Umfangsrillen an ihren radial inneren Enden berührt und derart im Querschnitt eine parallel zur Lauf Streifenperipherie in Umfangsrichtung innerhalb des Laufstreifens 1 umlaufende Einhüllende versinnbildlicht. Die durch Hilfslinie h

versinnbildlichte Einhüllende, die Laufstreifenperipherie und die schulterseitigen

Flankenabschnitte des Laufstreifens 6 umschließen ein Bruttovolumen V, welches die Summe des hier befindlichen Gummivolumens und des Rillenleervolumens VR ist, welches seinerseits die Summe der„Luftvolumina" sämtlicher Umfangsrillen -zwischen den Rillenbegrenzungen und einer Einhüllenden der Laufstreifenperipherie ermittelt- ist. Bei dem Reifen beträgt der Anteil des Rillenleervolumens V _R am Bruttovolumen V maximal 10%.

In einer nicht dargestellten alternativen Ausführung ist der Fahrzeugreifen wie in den Figuren dargestellt und beschrieben ausgebildet, wobei lediglich die Schulterstreifen 11 nicht oberhalb der dritten Gürtellage 9, sondern in radialer Richtung R zwischen erster Gürtellage 7 und zweiter Gürtellage 8 ausgebildet sind. Die Schulterstreifen 11 sind auch bei dieser Ausführung axial beiderseits außerhalb der Position der schmälsten Gürtellage

10 angeordnet.

In einer anderen nicht dargestellten alternativen Ausführung ist der Fahrzeugreifen wie in den Figuren dargestellt und beschrieben ausgebildet, wobei lediglich die Schulterstreifen

11 nicht oberhalb der dritten Gürtellage 9, sondern in radialer Richtung R zwischen zweiter Gürtellage 8 und dritter Gürtellage 9 ausgebildet sind. Die Schulterstreifen 11 sind auch bei dieser Ausführung axial beiderseits außerhalb der Position der schmälsten Gürtellage 10 angeordnet.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1 Karkasse

2 Innenschicht

3 Gürtel

4 Gummipolster

5 Gummipolster

6 Laufstreifen

7 Gürtellage

8 Gürtellage

9 Gürtellage

10 Gürtellage

11 Gürtelabdecks treif en

12 Gürtelabdeckstreifen

13 Stahlkord

14 Stahlkord

15 Stahlkord

16 Stahlkord

17 Stahlkord

18 Reifenseitenwand