Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen in Radialbauart, insbesondere einen Nutzfahrzeugreifen, mit einem Gürtelpaket aus wenigstens drei Gürtellagen, von denen zwei Gürtellagen als sogenannte Arbeitslagen ausgestaltet sind und von denen die radial äußerste Gürtellage als sogenannte Abdecklage ausgestaltet ist, wobei jede dieser Gürtellagen aus in Elastomer eingebetteten Festigkeitsträgern aus Stahlkord besteht und wobei die Stahlkorde jeder Gürtellage jeweils parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordnet sind.

Nutzfahrzeugreifen mit einem Gürtel, welcher zwei Arbeitslagen und eine Abdecklage aufweist, sind dem Fachmann bekannt. Üblicherweise weist der Gürtel von

Nutzfahrzeugreifen vier Lagen auf, welche aus in Gummimischungen eingebetteten Stahlkorden bestehen. Die radial innerste Lage wird bei einem 4-Lagen-Gürtel als

„1. Gürtellage" oder nach ihrer Funktion als„Sperrlage" bezeichnet. Radial außen auf dieser sind die 2. Gürtellage und die 3. Gürtellage in Funktion von sogenannten „Arbeitslagen" angeordnet. Die radial äußere Arbeitslage wird von der 4. Gürtellage, der sogenannten„Abdecklage" oder„Schutzlage", abgedeckt.

Die Stahlkorde der 1. Gürtellage weisen in der Regel einen Winkel > 45° in Bezug auf die Umfangsrichtung auf. Die 1. Gürtellage wird aufgrund ihrer Funktion: Sperrung der Beweglichkeit der Arbeitslagen in Umfangsrichtung, als sogenannte„Sperrlage" bezeichnet. Die Stahlkorde der beiden Arbeitslagen weisen typischerweise einen gleichen Winkel zwischen 15° und 30° in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung auf, wobei die

Stahlkorde der einen Arbeitslage gegenläufig zu den Stahlkorden der anderen Arbeitslage in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind. So sind die Stahlkorde der einen Arbeitslage kreuzend zu den Stahlkorden der anderen Arbeitslage angeordnet. Die

Arbeitslagen übernehmen hohe Scher- und Zugkräfte, tragen die Hauptlast im Gürtel und sind daher für die Gürtelhaltbarkeit von besonderer Bedeutung.

Die 4. Gürtellage hat die Funktion einer Schutzlage für die beiden darunter liegenden Arbeitslagen, indem sie eine Barriere für Steine oder andere Gegenstände darstellt, die durch das Laufstreifenpaket dringen könnten. Ohne die Schutzlage würden die Korde der Arbeitslagen durch durchdringende Steine verletzt werden und verstärkt der Korrosion ausgesetzt sein, was am Ende die Traglast, die Haltbarkeit und die

Runderneuerungsfähigkeit des Reifens reduzieren würde, soweit der Reifen

runderneuerungsfähig ist.

Es ist zum Beispiel bekannt, für die Schutzlage Stahlkorde der Konstruktion 3x0,20 + 6x0,35 zu verwenden. Dieser Stahlkord weist einen Kernstrang aus 3 miteinander verdrehten Stahlfilamenten des Durchmessers von 0,20 mm auf, welche von 6 Filamenten des Durchmessers von 0,35 mm umgeben sind. Weiterhin ist es bekannt, für die Schutzlage Stahlkorde der Konstruktion 1x0,40 + 5x0,40 zu verwenden. Dieser Stahlkord weist ein Kernfilament des Durchmessers von 0,40 mm auf, welcher von 5 Filamenten des

Durchmessers von 0,40 mm umgeben ist. Die Bruchfestigkeit der vorgenannten Korde liegt zwischen 55 bis 130 kN/dm

Hierdurch ergibt sich ein Korddurchmesser von etwa 1,13 mm und als gummierte Lage eine Dicke zwischen etwa 1,60 mm und 1,85 mm. Diese Korde sind in einer Dichte von 34 bis 65 ends per decimeter (epdm) in der Schutzlage angeordnet.

Man ist immer bestrebt, den Fahrzeugluftreifen hinsichtlich seiner Haltbarkeit zu verbessern und, wenn zusätzlich möglich, dessen Gewicht sowie dessen Gestehungskosten zu senken. Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Nutzfahrzeugreifen der eingangs genannten Art mit einem wenigstens dreilagigen Gürtelpaket derart auszuführen, dass dessen Haltbarkeit verbessert ist, dessen Gewicht gesenkt und zusätzlich dessen Gestehungskosten gesenkt sind.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungs gemäß dadurch, dass die Stahlfilamente der

Festigkeitsträger der Schutzlage einen Filamentdurchmesser zwischen 0,10 mm und 0,35 mm aufweisen, dass der Festigkeitsträgerdurchmesser zwischen 0,20 mm und 0,85 mm beträgt, dass jeder Festigkeitsträger der Schutzlage eine Bruchfestigkeit zwischen 15 kN/dm und 95 kN/dm aufweist und dass diese Festigkeitsträger in einer Dichte zwischen 50 und 120 ends per decimeter (epdm) in der Schutzlage angeordnet sind.

Es ist ein Nutzfahrzeugreifen mit einem wenigstens dreilagigen Gürtel geschaffen, dessen Schutzlage hinsichtlich ihrer Funktion„Schutz" der unter ihr angeordneten Lagen bezüglich eindringender Steine oder anderer Gegenstände durch„Abfangen" dieser Steine oder anderer Gegenstände, hinsichtlich seines Gewichtes, als auch hinsichtlich seiner Gestehungskosten verbessert ist.

In der Schutzlage des erfindungs gemäßen Reifens ist in etwa die gleiche Menge an Stahlkord wie in der Schutzlage eines Reifens des Standes der Technik angeordnet. Jedoch ist die Stahlmenge anders verteilt: jeder Kord dieser Schutzlage des erfindungs gemäßen Reifens weist aufgrund seines geringeren Korddurchmessers eine geringere Stahlmenge auf, während jedoch die Korddichte erhöht ist. Durch diese Maßnahme ist die

Gürtelflexibilität erhöht, welches sich positiv auf die Haltbarkeit und den Rollwiderstand des Reifens auswirkt. Zudem ist die Gefahr der Entstehung von sogenannten„groove cracks" verringert, da durch die Schutzlage unterhalb der betreffenden Rille geringere Steif igkeits sprünge vorhanden sind.

Durch die höhere Korddichte in der Schutzlage ist die Schutzlage hinsichtlich ihrer Schutzfunktion verbessert. Die höhere Korddichte bildet ein wirksameres„Gitter" gegen eindringende Gegenstände. Zudem hat der Kord einen geringeren Durchmesser als ein Kord des Standes der Technik, so dass bei einer höheren Dichte an Korden in der Schutzlage zudem an Elastomermaterial, welches die Korde einbettet, eingespart ist. Die Bruchfestigkeit wird ermittelt nach ASTMD 885.

In einer bestimmten Ausführung der Erfindung sind die Festigkeitsträger der Schutzlage Monofilamente der Konstruktion 1 x 0.30, welche in einer Dichte zwischen 90 und 120 ends per decimeter (epdm) in der Schutzlage angeordnet sind.

In einer anderen Ausführung der Erfindung sind die Festigkeitsträger der Schutzlage Stahlkorde aus miteinander verdrehten Stahlfilamenten, welche vorzugsweise die

Konstruktion 2x0.30, 2+2x0.32, 2+2x0.28, 2x0.15 oder 3x0.10 aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn die Festigkeitsträger der Schutzlage aus Stahl der Festigkeitsklasse HT oder höher bestehen, wodurch eine möglichst hohe Festigkeit pro Kordvolumen erreicht ist.

Die folgende Tabelle zeigt Kordkonstruktionen, die in der Abdecklage eines

erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens eingesetzt werden (Zeilen 2 - 6) im Vergleich zu

Korden des Standes der Technik (Zeilen la, lb).

Kordkonstruktion Außendurchepdm Kord zu Kord- Bruchfestigkeit (in messer des Abstand (in mm) kN/dem) Kordes (in mm)

la 3x0,20+6x0,35 1,13 60 0,54 100 lb 3x0,20+6x0,35 1,13 34 1,81 57

2 2x0,30 0,60 95 0,46 42

3 2+2x0,32 0,83 56 0,97 53

4 2+2x0,28 0,74 65 0,81 43

5 2x0,15 0,30 110 0,61 15

6 3x0,10 0,22 120 0,62 15 Zu jeder Kordkonstruktion ist der Außendurchmesser dieses Kordes, dessen

Anordnungsdichte in der Abdecklage, der sich hieraus ergebende Kord zu Kord- Abstand sowie dessen Bruchfestigkeit angegeben. Durch einen geringeren Korddurchmesser und somit einer geringeren Lagendicke bei gleichzeitig geringerem Kord-zu-Kord- Abstand sind geringere Materialkosten der Abdecklage erreicht.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen, die ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellen, näher beschrieben. Dabei zeigen die

Fig.l einen Teilquerschnitt durch die eine Hälfte eine Fahrzeugluftreifens im Bereich des Gürtels und des Laufstreifens;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Stahlkord der Schutzlage des Reifens der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Laufstreifen und den Gürtelbereich eines Fahrzeugluftreifens für Lastkraftwagen in einer üblichen Standardkonstruktion mit einer Karkasse 1 mit Stahlkorden als Festigkeitsträgern, einer luftdichten Innenschicht 2, einem mehrlagigen Gürtelpaket 3 und einem profilierten Lauf streifen 6.

Das Gürtelpaket 3 weist vier Gürtellagen 7, 8, 9 und 10 auf, wobei die vierte, radial äußerste Gürtellage die geringste Breite von allen Lagen aufweist und die sogenannte Schutzlage 10 bildet. Die erste Gürtellage ist die sogenannte Sperrlage 7, die zweite Gürtellage und die dritte Gürtellage sind die sogenannten Arbeitslagen 8, 9. 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. Die vierte Gürtellage 10 kann ferner gleich breit wie die dritte Gürtellage 9 ausgeführt sein. Sämtliche Gürtellagen 7, 8, 9, 10 bestehen aus in eine Gummimischung, der Gürtelgummierung, eingebetteten Festigkeitsträgern aus Stahlkord, wobei die Stahlkorde parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Schutzlage 10 des Reifens der Fig. 1. Die Schutzlage 10 weist Stahlkorde 11 der Festigkeitsklasse HT auf, welche in eine

Gummimischung 15 eingebettet sind. Die Stahlkorde 11 sind parallel zueinander und beabstandet voneinander in dieser Schutzlage 10 angeordnet. Die Stahlkorde 11 weisen die Konstruktion 3 x 0.10 auf, was bedeutet, dass drei Stahlfilamente 12 miteinander verdreht sind. Der Filamentdurchmesser 13 beträgt 0.10 mm. Der Festigkeitsträgerdurchmesser 14 beträgt 0,22 mm. Seine Bruchfestigkeit liegt bei 15 kN/dm. Die Festigkeitsträger 11 sind in einer Dichte von etwa 120 ends per decimeter (epdm) in der Schutzlage 10 angeordnet.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1 Karkasse

2 Innenschicht

3 Gürtelpaket

6 Laufstreifen

7 Sperrlage (1. Gürtellage)

8 Arbeitslage (2. Gürtellage)

9 Arbeitslage (3. Gürtellage)

10 Schutzlage (4. Gürtellage)

11 Festigkeitsträger / Stahlkord

12 Filament

13 Filamentdurchmesser

14 Korddurchmesser