DE102020213505A1

DE102020213505A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102020213505A1
Application number: DE102020213505.3A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schürmann
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen (1) aufweisend eine Karkasse (2) aufweisend geradlinig angeordnete in elastomeres Material (4) eingebettete erste Festigkeitsträger (5), und wobei die Karkasse (2) zweite Festigkeitsträger (6) aufweist, wobei jeder zweite Festigkeitsträger (6) von jedem der ersten Festigkeitsträger (5) beabstandet angeordnete und von dem elastomeren Material (4) ummantelt ist.Aufgabe ist es, die Schnittfestigkeit bei gleichzeitig vorteilhaften akustischen Eigenschaften zu verbessern.Dies wird dadurch erreicht, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) eine zweite Haupterstreckungsrichtung (61) aufweisen, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung (61) Krümmungen (7) aufweisend angeordnet sind, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) jeweils eine Länge L und eine in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung (61) gemessene Erstreckungslänge E aufweisen und dass die Länge L um einen Faktor F = L/E länger ist als die Erstreckungslänge E, wobei gilt, dass F größer ist als 1, bevorzugt dass F mindestens 1,004 beträgt, besonders bevorzugt dass F mindestens 1,01 beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen aufweisend eine Karkasse, wobei die Karkasse in elastomeres Material eingebettete erste Festigkeitsträger aufweist, welche sich von einem Wulstbereich zu einem anderen Wulstbereich erstrecken und innerhalb der Karkasse geradlinig und parallel zueinander in einer ersten Haupterstreckungsrichtung, welche einen ersten Winkel von 60° bis 90° mit einer Umlaufrichtung U einschließt, angeordnet sind und wobei die Karkasse zweite Festigkeitsträger aufweist, wobei jeder zweite Festigkeitsträger von jedem der ersten Festigkeitsträger beabstandet angeordnete und von dem elastomeren Material ummantelt ist.
Ein Fahrzeugluftreifen weist im Allgemeinen eine luftundurchlässige Innenschicht, eine Festigkeitsträger enthaltende Karkasse, die vom Zenitbereich des Reifens über die Seitenwände bis in die Wulstbereiche 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 Gürtelverbund auf.
Die Karkasse weist dabei eine oder mehrere Karkasslagen auf. Die Festigkeitsträger der Karkasslagen werden im Herstellungsprozess durch Kalandrieren in eine Kautschukmischung eingebettet, um als gummierte Festigkeitsträgerlage im Reifen eingesetzt werden zu können. Die Karkasse muss dabei eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um die im Betrieb des Reifens auftretenden Kräfte hinreichend aufnehmen zu können und dauerhaltbar zu sein. Insbesondere leistet die Karkasse Widerstand gegen den Innendruck des Reifens. Üblicherweise sind die Festigkeitsträger der Karkasse hierzu geradlinig und im Bereich der Seitenwand mit einem geringen Winkel zur radialen Richtung angeordnet. Die Festigkeitsträger haben dabei üblicherweise beim luftgefüllten Reifen unter Innendruck bereits ohne Fahrzeuglast eine Vorspannung.
Die Karkasse soll eine ausreichende Schnittfestigkeit, insbesondere im Bereich der Seitenwände, aufweisen. Dies kann z.B. durch die Anordnung von zumindest zwei Karkasslagen im Bereich der Seitenwände erreicht werden. Beispielsweise offenbart die EP 3212440 A1 eine Karkasse aufweisend zwei Karkasslagen, wobei die Festigkeitsträger jeweils geradlinig in einem geringen Winkel zur radialen Richtung angeordnet sind. Die Festigkeitsträger stehen somit durch den Innendruck des Reifens unter Zugspannung, wodurch ihre Schnittfestigkeit herabgesetzt ist. Gleichzeitig weist eine derart fest ausgelegte Karkasse eine für die Geräuschentwicklung nachteilige hohe Steifigkeit auf.
Aufgabe ist es daher, die Schnittfestigkeit bei gleichzeitig vorteilhaften akustischen Eigenschaften zu verbessern.
Dies wird erreicht, indem die zweiten Festigkeitsträger eine zweite Haupterstreckungsrichtung aufweisen, dass die zweiten Festigkeitsträger entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung Krümmungen aufweisend angeordnet sind, dass die zweiten Festigkeitsträger jeweils eine Länge L und eine in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung gemessene Erstreckungslänge E aufweisen und dass die Länge L um einen Faktor F = L/E länger ist als die Erstreckungslänge E, wobei gilt, dass F größer ist als 1, bevorzugt dass F mindestens 1,004 beträgt, besonders bevorzugt dass F mindestens 1,01 beträgt.
Durch die Krümmungen aufweisende Anordnung der zweiten Festigkeitsträger weicht die Erstreckung der zweiten Festigkeitsträger in zumindest einer Raumrichtung von der zweiten Haupterstreckungsrichtung ab. Die zweiten Festigkeitsträger sind somit mit Hilfe der Krümmungen innerhalb der Karkasse so angeordnet, dass ihre Länge L um den Faktor F = L/E größer ist als die Erstreckungslänge E der zweiten Festigkeitsträger in der zweiten Haupterstreckungsrichtung.
Die Länge L, die Erstreckungslänge E und weitere Abmessungen können gemessen sein bei einem auf einer Normfelge montierten Reifen unter Normdruck und Normbedingungen gemäß E.T.R.T.O.
Die Bruchdehnung und/oder der Elastizitätsmodul eines Festigkeitsträgers, insbesondere eines textilen Festigkeitsträgers, kann jeweils ermittelt sein gemäß ASTM D885/885M. Dies gilt sowohl für erste Festigkeitsträger als auch für zweite Festigkeitsträger. Die Bruchdehnung und/oder der Elastizitätsmodul eines Festigkeitsträgers aufweisend Stahl kann jeweils ermittelt sein in Anlehnung an die ASTM D885/885M. Dies gilt sowohl für erste Festigkeitsträger als auch für zweite Festigkeitsträger.
Bei einer geringen Dehnung der Karkasse im Betrieb des Reifens, insbesondere einer Dehnung der Karkasse in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung um weniger als den Faktor F, erfahren die zweiten Festigkeitsträger vorrangig eine geometrische Streckung der Anordnung. Die Eigendehnung der zweiten Festigkeitsträger spielt hingegen nur eine untergeordnete Rolle.
Wesentlich ist, dass die zweiten Festigkeitsträger somit bei einer geringen Dehnung der Karkasse im Betrieb des Reifens in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung unter keiner oder nur einer geringen Zugspannung stehen. Derartige Festigkeitsträger, die keiner oder nur einer geringen Zugspannung ausgesetzt sind, weisen eine bessere Schnittfestigkeit auf als Festigkeitsträger, die unter einer höheren Zugspannung stehen. Somit können die zweiten Festigkeitsträger durch ihre Krümmungen aufweisende Anordnung mit L/E = F größer als 1, bevorzugt F mindestens 1,004, besonders bevorzugt F mindestens 1,01, eine bessere Schnittfestigkeit aufweisen als bei einer geradlinigen Anordnung, insbesondere bei einer geradlinigen Anordnung entsprechend F= 1. Zudem führt auch das zusätzliche Material zu einer verbesserten Schnittfähigkeit bei nur einer geringfügigen Änderung der Steifigkeit bei geringer Dehnung der Karkasse im Betrieb des Reifens.
Gleichzeitig tragen die zweiten Festigkeitsträger bei der o.g. geringen Dehnung gar nicht oder nur geringfügig zur Steifigkeit der Karkasse bei, wodurch unter anderem die akustischen Eigenschaften der Karkasse durch die zusätzliche Verstärkung der Karkasse durch die zweiten Festigkeitsträger nur geringfügig beeinträchtigt sind. Die akustischen Eigenschaften sind insbesondere besser als bei einer geradlinigen Anordnung der zweiten Festigkeitsträger, bei der sie entsprechend der ersten Festigkeitsträger unter Zugspannung stehen.
Die ersten Festigkeitsträger sind wie für Karkassfestigkeitsträger einer Radialkarkasse üblich innerhalb der Karkasse geradlinig und parallel zueinander in einer ersten Haupterstreckungsrichtung, welche einen ersten Winkel 60° bis 90°, bevorzugt von 75° bis 90°, besonders bevorzugt von 86° bis 90°, mit der Umlaufrichtung U einschließt, angeordnet und nehmen die im Betrieb des Reifens auftretende Zugspannung zumindest teilweise auf.
Somit ist ein Fahrzeugluftreifen zur Verfügung gestellt, dessen Schnittfestigkeit bei gleichzeitig vorteilhaften akustischen Eigenschaften verbessert ist.
Die Karkasse weist zweite Festigkeitsträger auf, wobei jeder zweite Festigkeitsträger von jedem der ersten Festigkeitsträger beabstandet angeordnete und von dem elastomeren Material, insbesondere vollständig, ummantelt ist. Bei einer Anordnung der ersten Festigkeitsträger und der zweiten Festigkeitsträger in derselben Karkasslage können die beabstandet voneinander angeordneten ersten und zweiten Festigkeitsträger beabstandet nebeneinander angeordnet sein. Bei einer Anordnung der ersten Festigkeitsträger und der zweiten Festigkeitsträger in unterschiedlichen Karkasslagen können die ersten und zweiten Festigkeitsträger zumindest durch die Schichtdicke des die Festigkeitsträger der beiden Lagen trennenden elastomeren Materials beabstandet sein.
Die ersten Festigkeitsträger können als Garn oder als Kord ausgebildet sein. Die zweiten Festigkeitsträger können als Garn oder als Kord ausgebildet sein. Ein „Garn“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Anlehnung an die DIN 60900 ein linienförmiges Gebilde, das aus einem Filament oder mehreren einzelnen Filamenten oder Fasern besteht. Bevorzugt sind die Filamente oder Fasern des Garns miteinander verdreht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung stellen „Korde“ linienförmige Gebilde dar, die aus zwei oder mehr, bevorzugt miteinander endverdrehten, Garnen bestehen. Die ersten Festigkeitsträger und die zweiten Festigkeitsträger können in ihrem Material und/oder in ihrer Konstruktion gleich ausgebildet sein. Sie können sich aber auch in ihrem Material und/oder in ihrer Konstruktion voneinander unterscheiden.
Zweckmäßig ist es, wenn F < 1,2, bevorzugt wenn F < 1,1.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die Karkasse eine erste Karkasslage aufweisend die ersten Festigkeitsträger und die zweiten Festigkeitsträger beinhaltet und dass die erste Haupterstreckungsrichtung der ersten Festigkeitsträger und die zweite Haupterstreckungsrichtung der zweiten Festigkeitsträger weitgehend parallel zueinander ausgerichtet sind.
Die geradlinig angeordneten ersten Festigkeitsträger und die die Schnittfestigkeit erhöhenden zweiten Festigkeitsträger sind somit in derselben ersten Karkasslage angeordnet. Hierdurch ist eine erste Karkasslage ermöglicht, die sowohl zur Zugfestigkeit als auch zur Schnittfestigkeit der Karkasse beiträgt. Insbesondere ist eine einlagige Ausführung der Karkasse ermöglicht, was einen einfachen Reifenbau, vorteilhafte akustische Eigenschaften sowie einen geringen Rollwiderstand ermöglicht.
Die erste Haupterstreckungsrichtung entspricht somit weitgehend der zweiten Haupterstreckungsrichtung und der erste Winkel entspricht weitgehend dem zweiten Winkel.
Bevorzugt sind die ersten und die zweiten Festigkeitsträger die einzigen Festigkeitsträger der ersten Karkasslage. Bevorzugt ist die erste Karkasslage die einzige Karkasslage der Karkasse. Dies ermöglicht einen besonders geringen Einsatz an Karkassmaterial.
Zweckmäßig ist es, wenn die ersten Festigkeitsträger und die zweiten Festigkeitsträger können innerhalb der ersten Karkasslage in einer regelmäßigen, insbesondere einer alternierenden, Abfolge an ersten und zweiten Festigkeitsträgern nebeneinander angeordnet sind. Sie können aber auch in einer unregelmäßigen Abfolge an ersten und zweiten Festigkeitsträgern nebeneinander angeordnet sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die Karkasse eine zweite Karkasslage aufweisend die ersten Festigkeitsträger sowie eine zur zweiten Karkasslage verschiedene dritte Karkasslage aufweisend die zweiten Festigkeitsträger aufweist.
Die Karkasse weist mit der zweiten Karkasslage und der dritten Karkasslage zumindest zwei Karkasslagen, bevorzugt genau zwei Karkasslagen, auf. Die Anordnung der zweiten Festigkeitsträger in der dritten Karkasslage ist somit weitgehend unabhängig von der Anordnung, insbesondere den Abständen und der ersten Haupterstreckungsrichtung, der ersten Festigkeitsträger in der zweiten Karkasslage. Somit ist eine flexible Ausgestaltung der dritten Karkasslage und damit eine verbesserte Anpassung der Karkasse an unterschiedliche erwünschte Eigenschaften ermöglicht. Vor allem kann ein zweiter Winkel, den die zweite Haupterstreckungsrichtung der Umlaufrichtung U einschließt, vom ersten Winkel verschieden sein und/oder die die erste Haupterstreckungsrichtung und die zweite Haupterstreckungsrichtung unterscheiden sich in ihrer Steigungsrichtung.
Bevorzugt sind die ersten Festigkeitsträger die einzigen Festigkeitsträger der zweiten Karkasslage und die zweiten Festigkeitsträger die einzigen Festigkeitsträger der dritten Karkasslage.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung der zweiten Festigkeitsträger einen zweiten Winkel von 45° bis 90°, bevorzugt von 60° bis 90°, besonders bevorzugt von 85° bis 90°, mit der Umlaufrichtung U einschließt. Bei Dehnungen größer als der Faktor F können so die zweiten Festigkeitsträger wie bei einer üblichen zusätzlichen Karkasslage Zugspannung, insbesondere in radialer Richtung, aufnehmen.
Bei einer Anordnung der ersten Festigkeitsträger und der zweiten Festigkeitsträger in derselben Karkasslage, insbesondere in der ersten Karkasslage, entspricht dabei die zweite Haupterstreckungsrichtung in etwa der ersten Haupterstreckungsrichtung, wodurch die erste Haupterstreckungsrichtung und die zweite Haupterstreckungsrichtung sowohl die gleiche Steigungsrichtung als auch den gleichen ersten bzw. zweiten Winkel aufweisen.
Bei einer Anordnung der ersten Festigkeitsträger und der zweiten Festigkeitsträger in unterschiedlichen Karkasslagen, insbesondere einer zweiten und einer dritten Karkasslage, können sich die erste Haupterstreckungsrichtung und die zweite Haupterstreckungsrichtung aber auch kreuzen. In einer bevorzugten Ausführungsform können sie dabei eine zur Steigungsrichtung der ersten Haupterstreckungsrichtung entgegengesetzte Steigungsrichtung aufweisen. Aber auch eine gleiche Steigungsrichtung der beiden Haupterstreckungsrichtungen ist möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die Karkasse eine zweite Karkasslage aufweisend die ersten Festigkeitsträger sowie eine zur zweiten Karkasslage verschiedene dritte Karkasslage aufweisend die zweiten Festigkeitsträger aufweist, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung der zweiten Festigkeitsträger der dritten Festigkeitsträgerlage einen zweiten Winkel von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 30°, besonders bevorzugt von 0° bis 15°, mit der Umlaufrichtung U des Reifens einschließt.
Eine derartige Ausrichtung der Haupterstreckungsrichtung ist bei einer geradlinigen Anordnung von Festigkeitsträgern aufgrund der Erhebung im Bauprozess des Reifens unvorteilhaft bzw. nicht möglich. Hierdurch ist eine Erhöhung der Schnittfestigkeit bei Schnitten in weitgehend radialer Richtung bzw. quer zur zweiten Haupterstreckungsrichtung ermöglicht. Entsprechendes gilt für quer zur radialen Richtung angesetzte Schnitte, die sich bei reiner Radialkarkasse in weitgehend radialer Richtung fortsetzen können. Bei Dehnungen größer als der Faktor F können so die zweiten Festigkeitsträger Zugspannung, insbesondere in Umlaufrichtung U, aufnehmen.
Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die zweite Haupterstreckungsrichtung der zweiten Festigkeitsträger der dritten Festigkeitsträgerlage einen zweiten Winkel von 0° bis 15°, bevorzugt von weitgehend 0°, mit der Umlaufrichtung U des Reifens einschließt. Die zweiten Festigkeitsträger sind dann weitgehend in Umlaufrichtung U ausgerichtet.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweiten Festigkeitsträger entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung wellenförmig angeordnet sind. Die Krümmungen sind somit durch die wellenförmige Anordnung ermöglicht. Eine wellenförmige Anordnung ermöglicht eine besonders flache Lage und damit dünne Seitenwände, was vorteilhaft bezüglich des Rollwiderstands ist. Weiter ist eine vergleichsweise einfache Produktion durch periodisches seitliches Verschieben der Festigkeitsträger beim Kalandern der Festigkeitsträgerlage ermöglicht.
In einer Ausführungsform können die wellenförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträger benachbart und geschachtelt angeordnet sein, wodurch keine Gerade zwischen den zweiten Festigkeitsträgern möglich ist. Das ermöglicht eine dichte Anordnung der zweiten Festigkeitsträger.
Die wellenförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträger können aber auch einen Abstand voneinander aufweisen, der die Anordnung einer Geraden zwischen den zweiten Festigkeitsträgern erlaubt. Zwei derartige zweite Festigkeitsträger können innerhalb einer ersten Karkasslage oder einer dritten Karkasslage direkt benachbart angeordnet sein. Bei einer Anordnung innerhalb einer ersten Karkasslage kann auch ein erster Festigkeitsträger zwischen zwei derartigen zweiten Festigkeitsträgern angeordnet sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweiten Festigkeitsträger entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung Windungen, insbesondere schlaufenförmige Windungen und/oder helixförmige Windungen, aufweisen. Die Krümmungen sind somit durch die Windungen ermöglicht. Hierdurch ist ein besonders großer Wert von F erreichbar. Schlaufenförmige Windungen ermöglichen eine flache Karkasslage.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die ersten Festigkeitsträger eine Bruchdehnung Y aufweisen für die gilt, dass F ≤ 1 + 20% • Y, bevorzugt F ≤ 1 + 10% •Y. Die zweiten Festigkeitsträger tragen somit zumindest ab einer Dehnung der Karkasse von in etwa 20% •Y, bevorzugt von in etwa 10% •Y, entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung mit ihrer Eigendehnung zum Kraft-Dehnungsverhalten der Karkasse bei. Die Eigendehnung ist dabei die Dehnung des in Dehnungsrichtung geradlinig angeordneten Festigkeitsträgers. Sie kann sich zumindest zusammensetzen aus einer konstruktionsbedingten geometrischen Dehnung des Festigkeitsträgers und der Materialdehnung des Festigkeitsträgermaterials.
Somit können auch die zweiten Festigkeitsträger, insbesondere ab zumindest einer Dehnung entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung in etwa 20% •Y, bevorzugt von in etwa 10% •Y, zum Kraft-Dehnungsverhalten und zur Robustheit der Karkasse beitragen. Bei kleinen Dehnungen bleiben die vorteilhafte Schnittfestigkeit und die vorteilhaften akustischen Eigenschaften erhalten.
Die Bruchdehnung typischer erster Festigkeitsträger reicht von ca. 3% für hochfeste textile Festigkeitsträger bis zu in etwa 30% für einfache textile Festigkeitsträger wie z. B. Festigkeitsträger aus Nylon. Für eine Bruchdehnung der ersten Festigkeitsträger, z.B. aus Polyester, mit einer Bruchdehnung von 10% ergibt sich somit die Bedingung F kleiner gleich 1,02, bevorzugt F kleiner gleich 1,01. Für eine Bruchdehnung der ersten Festigkeitsträger, z.B. aus Polyester, mit einer Bruchdehnung von 15% ergibt sich somit die Bedingung F kleiner gleich 1,03, bevorzugt F kleiner gleich 1,015.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die ersten Festigkeitsträger eine Bruchdehnung Y aufweisen für die gilt, dass 1 + 10% •Y < F, bevorzugt 1 + 20% •Y < F. Bei einem derart großen Faktor F=L/E kommen die zweiten Festigkeitsträger bei den im Fahrbetrieb üblichen Dehnungen der Karkasse nicht oder nur gering in die Eigendehnung. Das Kraft-Dehnungsverhalten der Karkasse wird somit von den von den zweiten Festigkeitsträgern verschiedenen Festigkeitsträgern der Karkasse, insbesondere von den ersten Festigkeitsträgern, dominiert. Die zweiten Festigkeitsträger können somit in Bezug auf ihre Anordnung und/oder ihre Konstruktion und/oder ihr Material auf Eigenschaften wie Schnittfestigkeit und/oder akustische Eigenschaften optimiert werden.
Die Bruchdehnung typischer erster Festigkeitsträger reicht von 3% für hochfeste textile Festigkeitsträger bis zu in etwa 30% für einfache textile Festigkeitsträger wie z.B. Festigkeitsträger aus Nylon. Für eine Bruchdehnung der ersten Festigkeitsträger, z.B. aus Polyester, mit einer Bruchdehnung von 10% ergibt sich somit die Bedingung 1,01 < F, bevorzugt 1,02 < F. Beim Einsatz von hochmoduligeren ersten Festigkeitsträgern mit einer Bruchdehnung von 4% ergibt sich die Bedingung 1,004 < F, bevorzugt 1,008 < F.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweiten Festigkeitsträger einen Elastizitätsmodul von maximal 700 daN/mm² , ermittelt bei einer Dehnung des zweiten Festigkeitsträgers von 3%, aufweisen. Derartig niedermodulige zweite Festigkeitsträger tragen zur Schnittfestigkeit bei. Die zweiten Festigkeitsträger können dabei Polyamid, insbesondere Nylon (Polyamid 6.6), aufweisen oder daraus bestehen. Auch zweite Festigkeitsträger aufweisend oder bestehend aus Naturmaterialien wie Hanf, Sisal oder Baumwolle können geeignet sein. Diese Materialien sind aufgrund ihrer hohen Zugdehnung kein übliches Material zum Einsatz in der Karkasse.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweiten Festigkeitsträger einen Elastizitätsmodul von mindestens 700 daN/mm² oder mindestens 1/F mal einen Elastizitätsmodul der ersten Festigkeitsträger aufweisen, wobei der Elastizitätsmodul jeweils ermittelt ist bei einer Dehnung des jeweiligen Festigkeitsträgers von 3%. Kommen derartige zweite Festigkeitsträger bei einer ausreichenden Dehnung der Karkasse in die Eigendehnung, so tragen sie wesentlich zu den Kraft-Dehnungseigenschaften der Karkasse bei. Die Robustheit der Karkasse kann so verbessert werden. Geeignete zweite Festigkeitsträger können Aramid oder Stahl aufweisen oder daraus bestehen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweiten Festigkeitsträger ganz oder teilweise aus einem Polyester und/oder einem Polyamid und/oder einem Aramid und/oder einem Stahl und/oder einem Naturmaterial, bevorzugt Hanf, Sisal oder Baumwolle, bestehen. Bei dem Polyester kann es sich insbesondere um Polyethylenterephthalat handeln. Bei dem Polyamid kann es sich insbesondere um Polyamid 6.6 oder Polyamid 6 handeln. Ein Festigkeitsträger, der ganz oder teilweise aus einem Polyester und/oder einem Polyamid und/oder einem Aramid und/oder einem Naturmaterial besteht, kann ein textiler Festigkeitsträger sein. Auch zweite Festigkeitsträger aufweisend oder bestehend aus Naturmaterialien wie Hanf, Sisal oder Baumwolle können zur Schnittfestigkeit beitragen. Sie können einen geringen Elastizitätsmodul von maximal 700 daN/mm² aufweisen. Bevorzugt handelt es sich bei den zweiten Festigkeitsträgern um textile Festigkeitsträger.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass sich die zweiten Festigkeitsträger von einem Wulstbereich bis zum anderen Wulstbereich erstrecken. Hierdurch ist insbesondere eine Verankerung der zweiten Festigkeitsträger durch umschlingen der zugfesten Wulstkerne ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweiten Festigkeitsträger zumindest in einer axialen Reifenhälfte auf zumindest einen radialen Teilbereich der Karkasse begrenzt angeordnet sind. Zur Verbesserung der Schnittfestigkeit trägt bereits eine Verstärkung durch zweite Festigkeitsträger in zumindest einem radialen Teilbereich der Karkasse bei. Eine Beschränkung der Anordnung der zweiten Festigkeitsträger auf zumindest einen radialen Teilbereich ermöglicht es, die Verstärkung bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz auf zumindest einen besonders schnittanfälligen Bereich zu begrenzen. Der zumindest eine radiale Teilbereich kann ermittelt sein bei einem auf einer Normfelge montierten Reifen unter Normdruck und Normbedingungen gemäß E.T.R.T.O.
Eine erste Ausführungsform des radialen Teilereichs zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine radiale Teilbereich in seiner Projektion auf und senkrecht zu einer Innenschichttrajektorie maximal auf der radial äußeren Hälfte der Innenschichttrajektorie angeordnet ist, wobei sich die radial innere Hälfte und die radial äußere Hälfte der Innenschichttrajektorie zusammen vom auf die Trajektorie projizierten radial innersten Punkt des Fahrzeugluftreifens bis zur auf die Trajektorie projizierten Gürtelkante erstrecken. Der radiale Teilbereich kann nahe einer Gürtelkante angeordnet sein. Der radiale Teilbereich kann zumindest die dünnste Stelle der Seitenwand umfassen, insbesondere so, dass er nur die Karkasse und eine oder mehrere Gummierungen aufweist.
Eine zweite Ausführungsform des radialen Teilbereichs zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine radiale Teilbereich in seiner senkrechten Projektion auf und senkrecht zu einer Innenschichttrajektorie maximal auf der radial inneren Hälfte der Innenschichttrajektorie angeordnet ist, wobei sich die radial innere Hälfte und die radial äußere Hälfte der Innenschichttrajektorie zusammen vom auf die Trajektorie projizierten radial innersten Punkt des Fahrzeugluftreifens bis zur auf die Trajektorie projizierten Gürtelkante erstrecken. Die zweiten Festigkeitsträger können im Bereich des Reifenwulstes angeordnet sein.
In einer dritten Ausführungsform des radialen Teilbereichs kann der radiale Teilbereich einen Übergangsbereich eines zur Karkasse verschiedenen Bauteils umfassen. Er kann z.B. am radial äußeren Ende des Apex oder am radial äußeren Ende des Lagenumschlags angeordnet sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Festigkeitsträger zumindest in einer axialen Reifenhälfte auf zumindest zwei radiale Teilbereiche der Karkasse begrenzt angeordnet sind, bevorzugt dass die beiden radialen Teilbereiche in ihrer senkrechten Projektion auf die Innenschichttrajektorie einen Abstand von mindestens 5mm, bevorzugt mindestens 10mm, besonders bevorzugt mindestens 20mm, aufweisen.
Zweckmäßig ist es bei einer Begrenzung der zweiten Festigkeitsträger auf zumindest einen oder zumindest zwei Teilbereiche, wenn die Karkasse eine erste Karkasslage aufweist. Dann können die zweiten Festigkeitsträger stückweise entlang der ersten Festigkeitsträger angeordnet sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die zweiten Festigkeitsträger einen Dichtefaktor F' aufweisen, der im Bereich einer Seitenwand des Fahrzeugluftreifens von radial innen nach radial außen variiert, insbesondere abnimmt oder zunimmt, wobei der Dichtefaktor F' das Verhältnis aus einer Länge L' des zweiten Festigkeitsträgers pro Erstreckung E' des zweiten Festigkeitsträgers in Haupterstreckungsrichtung angibt. Hierdurch ist die Schnittfestigkeit der Seitenwand in radialer Richtung variabel beeinflussbar.
Die Länge L' und die Erstreckung E' können gemessen sein bei einem auf einer Normfelge montierten Reifen unter Normdruck und Normbedingungen gemäß E.T.R.T.O. Bei einer weitgehend periodischen Wiederholung der Krümmungen des zweiten Festigkeitsträgers kann die Erstreckung E' eine oder mehrere Periode umfassen.
Durch eine Zunahme des Dichtefaktors F' von radial innen nach radial außen ist eine vorteilhafte Steigerung der Schnittfestigkeit der Seitenwand durch die zweiten Festigkeitsträger von radial innen nach radial außen erreichbar. Durch eine Abnahme des Dichtefaktors F' von radial innen nach radial außen ist eine vorteilhafte Steigerung der Schnittfestigkeit der Seitenwand durch die zweiten Festigkeitsträger von radial außen nach radial innen der erreichbar.
Weist die zweite Haupterstreckungsrichtung eine radiale Komponente auf, so kann eine Variation des Dichtefaktors F' von radial innen nach außen erreicht werden, indem bei spiralförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträgern die Dichte an Windungen oder indem bei wellenförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträgern eine Wellenlänge und/oder eine Amplitude des jeweiligen zweiten Festigkeitsträgers von radial innen nach radial außen variiert, bevorzugt abnimmt oder zunimmt.
Es kann sich um einen Reifen für einen Personenkraftwagen, insbesondere für einen Reifen für Personenkraftwagen, einen Van, einen Light-Truck, ein Nutzfahrzeug, ein Kraftrad, ein Zweirad wie ein Fahrrad oder einen Bus handeln.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt die

1 einen Teilquerschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen;
2 bis 4 je einen Ausschnitt der Karkasse;
5 bis 7 je einen zweiten Festigkeitsträger.

Die 1 zeigt einen radialen Teilquerschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen 1 für einen Personenkraftwagen. Die wesentlichen Bauteile, aus welchen sich der dargestellte Fahrzeugluftreifen zusammensetzt, sind eine weitgehend luftundurchlässige Innenschicht 18, eine eine Karkasslage 8 oder mehrere Karkasslagen 9,10 aufweisende Karkasse 2, die sich von einem Wulstbereich 3 über Seitenwände 12 und einen Zenitbereich zum anderen Wulstbereich 3' erstreckt und dort durch Umschlingen zugfester Wulstkerne verankert ist, einen radial außerhalb der Karkasse 2 befindlichen profilierten Laufstreifen 19 und einen zwischen dem Laufstreifen 19 und der Karkasse 2 angeordneten, zumindest zwei Festigkeitsträgerlagen beinhaltenden Gürtel 20, welcher radial außen ganz oder teilweise mit einer Gürtelbandage abgedeckt ist.
Die Karkasse 2 weist in elastomeres Material 4 eingebettete erste Festigkeitsträger 5 auf, welche sich von einem Wulstbereich 3 zum anderen Wulstbereich 3'erstrecken und innerhalb der Karkasse 2 geradlinig und parallel zueinander in einer ersten Haupterstreckungsrichtung 51, welche einen ersten Winkel 14 von 60° bis 90°, bevorzugt von 75° bis 90°, besonders bevorzugt von 86° bis 90°, mit der Umlaufrichtung U einschließt, angeordnet sind. Weiter weist die Karkasse 2 zweite Festigkeitsträger 6 auf, wobei die zweiten Festigkeitsträger 6 jeweils von den ersten Festigkeitsträgern 5 beabstandet angeordnet und von dem elastomeren Material 4, insbesondere vollständig, ummantelt sind.
Die Karkasse 2 zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Festigkeitsträger 6 eine zweite Haupterstreckungsrichtung 61 aufweisen, dass die zweiten Festigkeitsträger 6 entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61 Krümmungen 7 aufweisend angeordnet sind, dass die zweiten Festigkeitsträger 6 jeweils eine Länge L und eine in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung gemessene Erstreckungslänge E aufweisen und dass die Länge L um einen Faktor F = L/E länger ist als die Erstreckungslänge E, wobei gilt, dass F größer ist als 1, bevorzugt dass F mindestens 1,004 beträgt, besonders bevorzugt dass F mindestens 1,01 beträgt. Zweckmäßig ist es, wenn F < 1,2, bevorzugt wenn F < 1,1.
Die Länge L, die Erstreckungslänge E und weitere Abmessungen können gemessen sein bei einem auf einer Normfelge montierten Reifen unter Normdruck und Normbedingungen gemäß E.T.R.T.O. Die Bruchdehnung und/oder der Elastizitätsmodul eines Festigkeitsträgers 5, 6, insbesondere eines textilen Festigkeitsträgers, kann jeweils ermittelt sein gemäß ASTM D885/885M. Dies gilt sowohl für erste Festigkeitsträger 5 als auch für zweite Festigkeitsträger 6. Die Bruchdehnung und/oder der Elastizitätsmodul eines Festigkeitsträgers 5, 6 aufweisend Stahl kann jeweils ermittelt sein in Anlehnung an die ASTM D885/885M. Dies gilt sowohl für erste Festigkeitsträger 5 als auch für zweite Festigkeitsträger 6.
Die zweiten Festigkeitsträger 6 können sich von einem Wulstbereich 3 bis zum anderen Wulstbereich 3'erstrecken. Die ersten Festigkeitsträger 5 können jeweils als Garn oder als Kord ausgebildet sein. Die zweiten Festigkeitsträger 6 können jeweils als Garn oder als Kord ausgebildet sein. Die ersten Festigkeitsträger 5 und die zweiten Festigkeitsträger 6 können in ihrem Material und/oder in ihrer Konstruktion gleich ausgebildet sein. Sie können sich aber auch in ihrem Material und/oder in ihrer Konstruktion voneinander unterscheiden.
Die 2 bis 4 verdeutlichen unterschiedliche Ausführungsformen einer solchen Karkasse 2. Dargestellt ist jeweils ein Ausschnitt einer Karkasse 2 im Bereich der Seitenwand 12. Die Karkasse 2 kann jeweils zumindest eine weitere nicht dargestellte Karkasslage aufweisen.
Es ist jeweils deutlich zu erkennen, dass durch die Krümmungen 7 die Erstreckung der zweiten Festigkeitsträger 6 in zumindest einer Raumrichtung von der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61 abweicht. Die zweiten Festigkeitsträger 6 sind somit mit Hilfe der Krümmungen 7 innerhalb ihrer jeweiligen Karkasslage 8, 10 so angeordnet, dass ihre Länge L um einen Faktor F größer ist als die Erstreckungslänge E der zweiten Festigkeitsträger 6 in der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61. Exemplarisch ist gezeigt, dass ein erster Festigkeitsträger 5 und zweiter Festigkeitsträger 6 durch eine parallel zur ersten Haupterstreckungsrichtung 51 des ersten Festigkeitsträgers 5 verlaufende Ebene 30 voneinander beabstandet angeordnet sein können.
Die zweiten Festigkeitsträger 6 können wie in den 2 bis 4 dargestellt entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61 wellenförmig angeordnet sein. Die zweiten Festigkeitsträger 6 können aber alternativ auch wie in der 7 dargestellt ausgeführt sein, so dass die zweiten Festigkeitsträger 6 entlang ihrer jeweiligen zweiten Haupterstreckungsrichtung 61 Windungen 17, insbesondere schlaufenförmige Windungen und/oder helixförmige Windungen, als Krümmungen 7 aufweisend angeordnet sind.
Die 2 zeigt eine Schnittansicht einer Karkasse 2 aufweisend eine erste Karkasslage 8, wobei die erste Karkasslage 8 sowohl die ersten Festigkeitsträger 5 als auch die zweiten Festigkeitsträger 6 aufweist, wobei die erste Haupterstreckungsrichtung 51 und die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 weitgehend parallel, insbesondere parallel, zueinander ausgerichtet sind.
Die erste Haupterstreckungsrichtung 51 entspricht somit weitgehend der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61. Weiter weist die erste Haupterstreckungsrichtung 51 und die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 sowohl eine gleiche Steigungsrichtung als auch den gleichen ersten Winkel 14 und zweiten Winkel 11 auf.
Die zweiten Festigkeitsträger 6 sind entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61 Krümmungen 7 aufweisend angeordnet. Da der Ausschnitt nur jeweils einen Abschnitt der zweite Festigkeitsträger 6 darstellt, ist exemplarisch für einen der zweiten Festigkeitsträger 6 die Länge L des dargestellten Abschnitts des zweiten Festigkeitsträgers 6 und die in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61 gemessene Erstreckungslänge E des dargestellten Abschnitts des zweiten Festigkeitsträgers 6 dargestellt.
Deutlich ist zu erkennen, dass die Karkasse 2 in elastomeres Material 4 eingebettete erste Festigkeitsträger 5 und zweite Festigkeitsträger 6 aufweist, wobei jeder zweite Festigkeitsträger 6 von jedem der ersten Festigkeitsträger 5 beabstandet angeordnete und von dem elastomeren Material 4, ummantelt ist.
Exemplarisch ist gezeigt, dass ein erster Festigkeitsträger 5 und ein, insbesondere benachbart angeordneter, zweiter Festigkeitsträger 6 durch eine parallel zur ersten Haupterstreckungsrichtung 51 des ersten Festigkeitsträgers 5 und parallel zur axialen Richtung aR verlaufende Ebene 30 voneinander beabstandet angeordnet sein können.
Bei der dargestellten Anordnung der ersten Festigkeitsträger und der zweiten Festigkeitsträger in derselben ersten Karkasslage 8 können die beabstandet voneinander angeordneten ersten Festigkeitsträger 5 und zweiten Festigkeitsträger 6, insbesondere mit einem Mindestabstand 13, beabstandet nebeneinander angeordnet sein.
Die ersten Festigkeitsträger 5 und die zweiten Festigkeitsträger 6 sind dabei innerhalb der ersten Karkasslage 8 in einer Abfolge an ersten Festigkeitsträgern 5 und zweiten Festigkeitsträgern 6 beabstandet nebeneinander angeordnet. Die 2 zeigt eine regelmäßige, insbesondere eine alternierende, Abfolge an nebeneinander angeordneten ersten Festigkeitsträgern 5 und zweiten Festigkeitsträgern 6. Alternativ ist auch eine unregelmäßige Abfolge möglich. Die erste Karkasslage 8 kann die einzige Karkasslage der Karkasse 2 sein.
Die ersten Festigkeitsträger 5 können eine Bruchdehnung Y aufweisen für die gilt, dass F ≤ 1 + 20% •Y, bevorzugt F ≤ 1 + 10% • Y. Die ersten Festigkeitsträger 5 können aber auch eine Bruchdehnung Y aufweisen für die gilt, dass 1 + 10% •Y < F, bevorzugt 1 + 20% • Y < F.
Die zweiten Festigkeitsträger 6 können einen Elastizitätsmodul von maximal 700 daN/mm², ermittelt bei einer Dehnung des zweiten Festigkeitsträgers 6 von 3%, aufweisen. Die zweiten Festigkeitsträger können dabei Polyamid, insbesondere Nylon Polyamid 6.6, aufweisen oder daraus bestehen. Auch zweite Festigkeitsträger aufweisend oder bestehend aus Naturmaterialien wie Hanf, Sisal oder Baumwolle können geeignet sein.
Die zweiten Festigkeitsträger 6 können aber auch einen Elastizitätsmodul von mindestens 700 daN/mm² oder mindestens 1/F mal einen Elastizitätsmodul der ersten Festigkeitsträger 5 aufweisen, wobei der Elastizitätsmodul jeweils ermittelt ist bei einer Dehnung des jeweiligen Festigkeitsträgers 5, 6 von 3%. Die zweiten Festigkeitsträger können dabei Aramid oder Stahl aufweisen oder daraus bestehen.
Allgemein können die zweiten Festigkeitsträger 6 ganz oder teilweise aus einem Polyester und/oder einem Polyamid und/oder Aramid und/oder Stahl und/oder einem Naturmaterial, bevorzugt Hanf, Sisal oder Baumwolle, bestehen. Bei dem Polyester kann es sich insbesondere um Polyethylenterephthalat handeln. Bei dem Polyamid kann es sich insbesondere um Polyamid 6.6 oder Polyamid 6 handeln. Bevorzugt handelt es sich bei den zweiten Festigkeitsträgern 6 um textile Festigkeitsträger.
Der in der 3 und 4 jeweils dargestellte Karkassabschnitt 2 unterscheidet sich von der in der 2 gezeigten Karkasse 2 zumindest darin, dass die ersten Festigkeitsträger 5 und die zweiten Festigkeitsträger 6 in unterschiedlichen Karkasslagen 9, 10 angeordnet sind.
So zeigt die 3 eine Schnittansicht von zwei Karkasslagen der Karkasse 2, nämlich einen Schnittansicht einer zweiten Karkasslage 9 aufweisend die ersten Festigkeitsträger 5 sowie einer zur zweiten Karkasslage 9 verschiedenen dritten Karkasslage 10 aufweisend die zweiten Festigkeitsträger 6. Die Karkasse 2 weist somit zumindest die zweite Karkasslage 9 und die dritte Karkasslage 10 auf. Bevorzugt weist die Karkasse 2 genau die zweite Karkasslage 9 und die dritte Karkasslage 10 auf.
Jeder zweite Festigkeitsträger 6 ist von jedem der ersten Festigkeitsträger 5 beabstandet angeordnete und von dem elastomeren Material 4, insbesondere vollständig, ummantelt. Wie in der 3 exemplarisch dargestellt, können die ersten Festigkeitsträger 5 von den zweiten Festigkeitsträger 6 zumindest durch einen durch eine Schichtdicke des die Festigkeitsträger 5, 6 der beiden Karkasslagen 9, 10 trennenden elastomeren Materials bestimmten Mindestabstand 13 beabstandet sein.
Exemplarisch ist gezeigt, dass ein erster Festigkeitsträger 5 und ein, insbesondere benachbart angeordneter, zweiter Festigkeitsträger 6 hierbei durch eine parallel zur ersten Haupterstreckungsrichtung 51 des ersten Festigkeitsträgers 5 und parallel zur Umlaufrichtung U verlaufende Ebene 30 voneinander beabstandet angeordnet sein können. Die zweiten Festigkeitsträger 6 sind beispielhaft wellenförmig, insbesondere weitgehend sinusförmig, entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung 61 angeordnet. Dargestellt ist dabei weniger als eine vollständige Wellenlänge der wellenförmigen, insbesondere weitgehend sinusförmigen, Anordnung.
Die in der 3 zum Teil dargestellte Karkasse 2 unterscheidet sich von der in der 2 gezeigten Karkasse 2 weiter zumindest darin, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 einen zweiten Winkel 11 von 60° bis 90°, bevorzugt von 75° bis 90°, besonders bevorzugt von 86° bis 90°, mit der Umlaufrichtung U einschließt. Die erste Haupterstreckungsrichtung 51 und die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 können sich dabei kreuzen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 dabei wie dargestellt eine zur Steigungsrichtung der ersten Haupterstreckungsrichtung 51 entgegengesetzte Steigungsrichtung aufweisen. Aber auch eine gleiche Steigungsrichtung der beiden Haupterstreckungsrichtungen 51, 61 ist möglich.
Die zweiten Festigkeitsträger 6 können einen Abstand voneinander aufweisen, der die Anordnung einer Geraden 16 zwischen den zweiten Festigkeitsträgern 6 erlaubt. Im Fall der wellenförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträger können diese aber auch benachbart und geschachtelt angeordnet sein, wodurch keine Gerade zwischen den zweiten Festigkeitsträgern möglich ist.
Die 4 zeigt eine Draufsicht auf jeweils einen Abschnitt einer zweiten Karkasslage 9 und einer Abschnitt dritten Karkasslage 10 der Karkasse, wobei die ersten und zweiten Festigkeitsträger 5, 6 als Linien dargestellt sind.
Die in der 4 zum Teil dargestellte Karkasse 2 unterscheidet sich von der in der 2 gezeigten Karkasse 2 weiter zumindest darin, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 einen zweiten Winkel 11 von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 30°, besonders bevorzugt von 0° bis 15°, mit der Umlaufrichtung U des Reifens einschließt. Die erste Haupterstreckungsrichtung 51 und die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 kreuzen sich dabei. In einer bevorzugten Ausführungsform können sie dabei wie dargestellt eine zur Steigungsrichtung der ersten Haupterstreckungsrichtung 51 entgegengesetzte Steigungsrichtung aufweisen. Aber auch eine gleiche Steigungsrichtung der beiden Haupterstreckungsrichtungen 51, 61 ist möglich. Dargestellt ist, dass der zweite Winkel 11 weitgehend 0° beträgt.
Im Fall der wellenförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträger können diese wie dargestellt benachbart und geschachtelt angeordnet sein, wodurch keine Gerade zwischen den zweiten Festigkeitsträgern möglich ist. Die zweiten Festigkeitsträger 6 können aber auch einen Abstand voneinander aufweisen, der die Anordnung einer Geraden 16 zwischen den zweiten Festigkeitsträgern 6 erlaubt.
Die 4 zeigt zudem einen weiteren Aspekt der Erfindung. Die zweiten Festigkeitsträger 6 können in einer axialen Reifenhälfte auf zumindest einen radialen Teilbereich 15 der Karkasse 2, begrenzt angeordnet sein. Der zumindest eine radiale Teilbereich kann ermittelt sein bei einem auf einer Normfelge montierten Reifen unter Normdruck und Normbedingungen gemäß E.T.R.T.O.
In der 2 ist beispielhaft dargestellt, dass sich die dritte Festigkeitsträgerlage 10 aufweisend die zweiten Festigkeitsträger 6 nur über den radialen Teilbereich 15 erstreckt. Alternativ können aber die zweiten Festigkeitsträger 6 innerhalb ihrer Festigkeitsträgerlage auch nur innerhalb des radialen Teilbereichs 15 angeordnet sein. Weist die Karkasse 2 eine erste Karkasslage 8 mit ersten Festigkeitsträgern 5 und zweiten Festigkeitsträgern 6 auf, können die zweiten Festigkeitsträger 6 stückweise innerhalb des radialen Teilbereichs 15 entlang der ersten Festigkeitsträger 5 angeordnet sein. Eine derartige Ausführungsform ist in Bezug auf die 2 möglich. Die 1 zeigt am Beispiel einer axialen Reifenhälfte vorteilhafte radiale Teilbereiche 15, 15'.
Eine erste Ausführungsform des radialen Teilereichs zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine radiale Teilbereich 15 in seiner Projektion auf und senkrecht zu einer Innenschichttrajektorie 21 maximal auf der radial äußeren Hälfte 211 der Innenschichttrajektorie angeordnet ist, wobei sich die radial innere Hälfte 212 und die radial äußere Hälfte 211 der Innenschichttrajektorie 21 zusammen vom auf die Trajektorie projizierten radial innersten Punkt des Fahrzeugluftreifens bis zur auf die Trajektorie projizierten Gürtelkante 24 erstrecken. Der radiale Teilbereich 15 kann nahe einer Gürtelkante 24 angeordnet sein. Der radiale Teilbereich 15 kann zumindest die dünnste Stelle 22 der Seitenwand umfassen.
Eine zweite Ausführungsform des radialen Teilbereichs zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine radiale Teilbereich 15' in seiner senkrechten Projektion maximal auf der radial inneren Hälfte 212 der Innenschichttrajektorie angeordnet ist. Die zweiten Festigkeitsträger 6 können zumindest im Bereich des Wulstbereichs 3 angeordnet sein.
In einer dritten Ausführungsform des radialen Teilbereichs kann der radiale Teilbereich 15' einen Übergangsbereich eines zur Karkasse 2 verschiedenen Bauteils umfassen. Er kann z.B. am radial äußeren Ende des Apex 23 oder am radial äußeren Ende des Lagenumschlags einer Karkasslage angeordnet sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Festigkeitsträger 6 zumindest in einer axialen Reifenhälfte auf zumindest zwei radiale Teilbereiche 15, 15' der Karkasse begrenzt angeordnet sind, bevorzugt dass die beiden radialen Teilbereiche 15, 15' in ihrer senkrechten Projektion auf die Innenschichttrajektorie 21 einen Abstand 25 von mindestens 5mm, bevorzugt mindestens 10mm, besonders bevorzugt mindestens 20mm, aufweisen.
Die 5 und 6 zeigen jeweils eine zu den bereits gezeigten Anordnungen alternative erfindungsgemäße Anordnung eines zweiten Festigkeitsträgers 6 Krümmungen 7 aufweisend entlang ihrer zweiten Haupterstreckungsrichtung 61. in einer Karkasslage der Karkasse 2 im Bereich der Seitenwand 12. Die zweiten Festigkeitsträger 6 weisen dabei einen Dichtefaktor F' auf, der im Bereich einer Seitenwand 12 des Fahrzeugluftreifens von radial innen nach radial außen variiert, insbesondere abnimmt oder zunimmt, wobei der Dichtefaktor F' das Verhältnis aus einer Länge L' des zweiten Festigkeitsträgers 6 pro Erstreckung E' des zweiten Festigkeitsträgers 6 in Haupterstreckungsrichtung 61 angibt. Beispielhaft dargestellt ist eine Abnahme des Dichtefaktors F' von radial innen nach radial außen, d.h. in radialer Richtung rR. Die Länge L' und die Erstreckung E' können gemessen sein bei einem auf einer Normfelge montierten Reifen unter Normdruck und Normbedingungen gemäß E.T.R.T.O.
Weist die zweite Haupterstreckungsrichtung 61 der zweiten Festigkeitsträger 6 eine radiale Komponente auf, wie beispielsweise in der 2 und der 3 dargestellt, so kann eine Variation, insbesondere ein Abnahme, des Dichtefaktors F' von radial innen nach radial außen zusätzlich oder alternativ erreicht werden, indem bei spiralförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträgern 6 die Dichte an Windungen 17 oder indem bei wellenförmig angeordneten zweiten Festigkeitsträgern 6 eine Wellenlänge W und/oder eine Amplitude A des jeweiligen zweiten Festigkeitsträgers 6 von radial innen nach radial außen variiert, bevorzugt abnimmt. Beispielhaft ist in der 5 ein wellenförmig angeordneter zweiter Festigkeitsträger 6 dargestellt, dessen Amplitude A von radial innen nach radial außen abnimmt. Beispielhaft ist in der 6 ein wellenförmig angeordneter zweiter Festigkeitsträger 6 dargestellt, dessen Wellenlänge W von radial innen nach radial außen abnimmt. Bei einer weitgehend periodischen Wiederholung der Krümmungen 7 des zweiten Festigkeitsträgers 6 kann die Erstreckung E', wie in den 5 und 6 dargestellt, eine Periode umfassen. Sie kann auch mehrere Perioden umfassen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugluftreifen
2: Karkasse
3, 3': Wulstbereich
4: elastomeres Material
5: erster Festigkeitsträger
6: zweiter Festigkeitsträger
51: erste Haupterstreckungsrichtung
61: zweite Haupterstreckungsrichtung
7: Krümmung
8: erste Karkasslage
9: zweite Karkasslage
10: dritte Karkasslage
11: zweiter Winkel
12: Seitenwand
13: Abstand
14: erster Winkel
15: Teilbereich
16: Gerade
17: Windung
18: Innenschicht
19: Laufstreifen
20: Gürtel
21: Innenschichttrajektorie
22: dünnste Stelle der Seitenwand
23: Apex
24: Gürtelkante
25: Abstand
211: radial äußere Hälfte
212: radial innere Hälfte
30: Fläche
A: Amplitude
E, E': Erstreckungslänge
L, L': Länge
W: Wellenlänge
aR: axiale Richtung
rR: radiale Richtung
U: Umlaufrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3212440 A1 [0004]

Claims

Fahrzeugluftreifen (1) aufweisend eine Karkasse (2), wobei die Karkasse (2) in elastomeres Material (4) eingebettete erste Festigkeitsträger (5) aufweist, welche sich von einem Wulstbereich (3) zu einem anderen Wulstbereich (3') erstrecken und innerhalb der Karkasse (2) geradlinig und parallel zueinander in einer ersten Haupterstreckungsrichtung (51), welche einen ersten Winkel (14) von 60° bis 90° mit einer Umlaufrichtung U einschließt, angeordnet sind, und wobei die Karkasse (2) zweite Festigkeitsträger (6) aufweist, wobei jeder zweite Festigkeitsträger (6) von jedem der ersten Festigkeitsträger (5) beabstandet angeordnete und von dem elastomeren Material (4) ummantelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) eine zweite Haupterstreckungsrichtung (61) aufweisen, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung (61) Krümmungen (7) aufweisend angeordnet sind und dass die zweiten Festigkeitsträger (6) jeweils eine Länge L und eine in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung (61) gemessene Erstreckungslänge E aufweisen, wobei die Länge L um einen Faktor F = L/E länger ist als die Erstreckungslänge E, wobei gilt, dass F größer ist als 1, bevorzugt dass F mindestens 1,004 beträgt, besonders bevorzugt dass F mindestens 1,01 beträgt.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse (2) eine erste Karkasslage (8) aufweisend die ersten Festigkeitsträger (5) und die zweiten Festigkeitsträger (6) beinhaltet und dass die erste Haupterstreckungsrichtung (51) der ersten Festigkeitsträger (5) und die zweite Haupterstreckungsrichtung (61) der zweiten Festigkeitsträger (6) weitgehend parallel zueinander ausgerichtet sind.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse (3) eine zweite Karkasslage (9) aufweisend die ersten Festigkeitsträger (5) sowie eine zur zweiten Karkasslage (9) verschiedene dritte Karkasslage (10) aufweisend die zweiten Festigkeitsträger (6) aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung (61) der zweiten Festigkeitsträger (6) einen zweiten Winkel (11) von 45° bis 90°, bevorzugt von 60° bis 90°, besonders bevorzugt von 85° bis 90°, mit der Umlaufrichtung U einschließt.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung (61) der zweiten Festigkeitsträger (6) der dritten Festigkeitsträgerlage (10) einen zweiten Winkel (11) von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 30°, besonders bevorzugt von 0° bis 15°, mit der Umlaufrichtung U des Reifens einschließt.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung (61) wellenförmig angeordnet sind.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung (61) Windungen (17), insbesondere schlaufenförmige Windungen und/oder helixförmige Windungen, aufweisen.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Festigkeitsträger eine Bruchdehnung Y aufweisen für die gilt, dass F ≤ 1 + 20% •Y, bevorzugt F ≤ 1 + 10% •Y.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Festigkeitsträger eine Bruchdehnung Y aufweisen für die gilt, dass 1 + 10% •Y < F, bevorzugt 1 + 20% • Y < F.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) einen Elastizitätsmodul von maximal 700 daN/mm², ermittelt bei einer Dehnung des zweiten Festigkeitsträgers (6) von 3%, aufweisen.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) einen Elastizitätsmodul von mindestens 700 daN/mm² oder mindestens 1/F mal einen Elastizitätsmodul der ersten Festigkeitsträger (5) aufweisen, wobei der Elastizitätsmodul jeweils ermittelt ist bei einer Dehnung des jeweiligen Festigkeitsträgers (5,6) von 3%.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) ganz oder teilweise aus einem Polyester und/oder einem Polyamid und/oder einem Aramid und/oder einem Stahl und/oder einem Naturmaterial, bevorzugt Hanf, Sisal oder Baumwolle, bestehen.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweiten Festigkeitsträger (6) von einem Wulstbereich (3) bis zum anderen Wulstbereich (3') erstrecken.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) zumindest in einer axialen Reifenhälfte auf zumindest einen radialen Teilbereich (15, 15') der Karkasse begrenzt angeordnet sind.
Fahrzeugluftreifen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festigkeitsträger (6) einen Dichtefaktor F' aufweisen, der im Bereich einer Seitenwand (12) des Fahrzeugluftreifens von radial innen nach radial außen variiert, insbesondere abnimmt oder zunimmt, wobei der Dichtefaktor F' das Verhältnis aus einer Länge L' des zweiten Festigkeitsträgers (6) pro Erstreckung E' des zweiten Festigkeitsträgers (6) in Haupterstreckungsrichtung (61) angibt.