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Dokumentenidentifikation DE60119590T2 03.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001412208
Titel NOTLAUFSTÜTZRING FÜR REIFEN UND ENTSPRECHENDE MATERIALIEN
Anmelder Société de Technologie Michelin, Clermont-Ferrand, FR;
Michelin Recherche et Technique S.A., Granges-Paccot, CH
Erfinder RHYNE, B., Timothy, Greenville, SC 29609, US;
DEMINO, W., Kenneth, Anderson, SC 29621, US;
CRON, M., Steven, Simpsonville, SC 29681, US;
GRAH, D., Michael, Greenville, SC 29615, US
Vertreter BEETZ & PARTNER Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60119590
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.10.2001
EP-Aktenzeichen 019945203
WO-Anmeldetag 29.10.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/51156
WO-Veröffentlichungsnummer 2003008210
WO-Veröffentlichungsdatum 30.01.2003
EP-Offenlegungsdatum 28.04.2004
EP date of grant 10.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse B60C 17/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B60C 17/01(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B60C 17/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B60C 1/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08K 5/098(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08L 21/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Reifen mit Notlaufeigenschaften (Runflat-Reifen).

Ähnliche Anmeldungen

Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht Priorität über PCT/US01/23163, eingereicht am 19. Juli 2001 unter dem Titel „Runflat Inserts for Tires", Anmelder Societe de Technologie Michelin (außer für Kanada, Mexiko und die Vereinigten Staaten) und Michelin Recherche et Technique S.A. (außer für die Vereinigten Staaten) und Timothy B. Rhyne, Kenneth W. Demino und Steven M. Cron (für die USA).

Allgemeiner Stand der Technik

Es wurden viele Lösungen vorgeschlagen, um fortgesetzte Fahrzeugmobiltät nach einem Druckverlust in einem pneumatischen Reifen bereitzustellen. Eine Klasse von Lösungen beruht darauf, dass eine starre oder halbstarre. Einlage auf die Radfelge und in den Reifen gezogen wird. Eine Einlage dieser Art gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der Schrift WO-A-99/32308 offenbart. Bei Druckverlust wird das Fahrzeug durch Kraftüberträgung vom Abschnitt der Einlage; der die Innenseite des Reifens berührt, direkt durch die Einlagenstruktur zur Radfelge hin abgestützt. Eine Lösung mit einer strukturell gestützten Notlaufeinlage, die Ähnliches leistet wie ein pneumatischer Reifen, wäre jedoch eine willkommene Leistungsverbesserung.

Kurzdarstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist ein Notlaufstützring mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Tragfähigkeit, Fahrverhälten, Masse und Stoßweiterleitung, wobei ein 558-63.671 EPDE äußeres verstärktes ringförmiges Band mit einer Seitenwandstruktur gekoppelt ist, die geringen Widerstand gegen Kompressionskräfte aufweist. Solch ein Notlaufstützring, der für eine begrenzte Dauer einem Fahrzeug das Fahren mit einem platten Reifen ermöglicht, ist in einer Baugruppe angebracht, die einen pneumatischen Reifen und eine Radfelge umfasst, und der Notlaufstützring ist in dem Lufthohlraum des Reifens angebracht und an der Radfelge gesichert, wobei der Stützring umfasst:

  • a) einen elastomeren äußeren Kontaktabschnitt für den Kontakt mit der Innenfläche des Reifens während des Betriebs des platten Reifens,
  • b) ein verstärktes ringförmiges Band, das radial innenseitig von dem äußeren Kontaktabschnitt angeordnet ist, wobei das Band eine elastomere Scherschicht, mindestens eine erste Membran, die haftend am radial innenseitigen Umfang der elastomeren Scherschicht angebracht ist, sowie mindestens eine zweite Membran, die haftend am radial außenseitigen Umfang der elastomeren Scherschicht angebracht ist, umfasst,
  • c) mindestens einen Seitenwandabschnitt, der sich von dem Kontaktabschnitt radial nach innen erstreckt, um das ringförmige Band mit einem Basiselement zu verbinden, das um die Reifenfelge herum aufgezogen ist, um den Stützring an der Felge zu sichern, und
  • d) mindestens eine Karkassenschicht, die haftend an dem ringförmigen Band angebracht ist, und wobei sich die Karkassenschicht radial innenseitig von dem ringförmigen Band erstreckt und in dem Basiselement verankert ist,

    wobei die Scherschicht eine elastomere Zusammensetzung umfasst, die ein Metallsalz einer ungesättigten Karbonsäure enthält. Die Scherschicht umfasst vorzugsweise eine Dien-elastomere Zusammensetzung, die ein Metallsalz einer Karbonsäure enthält und ist vorzugsweise mit einem Peroxid als vulkanisierendem Stoff vulkanisiert. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Metallsalz der Karbonsäure Zinkdiacrylat oder Zinkdimethacrylat.

Wenn der Fahrzeugreifen ausreichend Luft verliert und/oder der Reifen sich ausreichend wölbt, kommt der Stützring in Kontakt mit der Innenseite des Reifens. Die einwirkende Kraft verflacht das ringförmige Band. Die Verformung des Bandes bewirkt, dass sich Zugkräfte in dem Abschnitt der Seitenwand, der den Reifen nicht berührt, entwickeln. Das Fahrzeugrad hängt gewissermaßen mit den Seitenwandabschnitten an dem ringförmigen Band. Der Seitenwandabschnitt ist unter Zug im Wesentlichen nicht dehnbar, weist aber geringen Widerstand gegen Beulen unter Kompression auf. Umgekehrt tragen bei starren oder halbstarren Notlaufeinlagen die Einlagen die Last durch Kompression in dem Abschnitt der Einlage, die sich im Kontakt mit der Innenseite des Reifens befindet.

Notlaufstützringe können fest auf die Felge aufgezogen sein oder die Verwendung von zusätzlichem Material oder Abstandshaltern erfordern, um den richtigen lateralen Sitz des Stützrings auf der Felge zu erhalten. In der vorliegenden Erfindung weist das Basiselement einen hohen Widerstand gegen die Drehung um eine Längsachse auf. Das Basiselement kann einstückige Kerne aufweisen, die einen im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von etwa fünf Prozent der Schnittbreite des Stützrings umfassen, und der Kern weist eine Höhe auf, die gleich etwa fünfzig Prozent seiner Breite ist. Alternativ kann der Kern eine von mehreren Anordnungen von Verstärkungslitze umfassen. Wenn diese Struktur des Basiselements mit radial ausgerichteten Seitenwandabschnitten gekoppelt wird, hat der Stützring den Vorteil, einen stabilen Sitz auf der Felge beizubehalten und bedarf keiner zusätzlichen Abstandshalter oder Verstärkungen.

Die Leistung des Stützrings verbessert sich, wenn der Seitenwandabschnitt so vorgespannt ist, dass er sich vorteilhafterweise in eine Richtung axial nach außen beult, wenn er einer Kompressionskraft ausgesetzt wird. In der vorliegenden Erfindung ist die Seitenwand durch einen elastomeren Keil vorgespannt, der in der Innenwand im Wesentlichen auf halbem Wege zwischen der ersten Membran und dem Basiselement positioniert ist. Der Keil ruft eine Krümmung im Profil der Karkassenschicht hervor. Wenn der Keil mit der richtigen Dicke des Kautschuks an der Außenseite der Karkassenschicht kombiniert wird, erzielt die Erfindung das gewünschte Resultat eines gleichmäßigen Beulens der Seitenwand nach außen in dem Bereich, der den Reifen berührt.

Ein korrekt aufgepumpter pneumatischer Reifen übt einen relativ einheitlichen Berührungsdruck auf die Straßenoberfläche aus. Wenn sich starre oder halbstarre Einlagen unter Last verformen, um das Rad zu stützen, so ist der Berührungsdruck mit der Innenseite des Reifens nicht einheitlich. Der Stützring gemäß der Erfindung jedoch zeigt, wenn er sich an die Innenseite eines platten Reifens wölbt, einen relativ einheitlichen Berührungsdruck und einen Kontaktbereich, der dem eines pneumatischen Reifens ähnlich ist. Diese Eigenschaft ist vorhanden, wenn das Verhältnis des längsseitigen Elastizitätsmoduls für Zug und des Kompressionsmoduls jeder der Membranen zum Schubmodul der Scherschicht mindestens 100:1 beträgt. Das heißt, die Membranen verhalten sich wie im Wesentlichen nicht dehnbar und die Verformung des ringförmigen Bands wird durch Scherdehnung in der elastomeren Scherschicht aufgefangen.

In einer Ausführungsform der Erfindung setzt sich jede Membran aus einem Paar von vorgespannten, mit Cord verstärkten Schichten, wobei die Corde in einem Winkel von etwa 10 Grad bis etwa 20 Grad gegenüber der Mittelinie des Stützrings angeordnet sind. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die elastomere Scherschicht einen Schubmodul von etwa 3 MPa bis etwa 20 MPa auf. Die Scherschicht weist vorzugsweise einen geringen Hysteresegrad mit einem Tangens-Delta von weniger als oder gleich 0,1 auf.

Die Erfindung ermöglicht es dem Designer, den effektiven Berührungsdruck als einen Designparameter des Stützrings anzupassen. Der Berührungsdruck ergibt sich annähernd aus dem Produkt aus dem Schubmodul der Scherschicht mal der radialen Dicke der Scherschicht dividiert durch den Radius des äußersten Umfangs der zweiten Membran. Dieser Berührungsdruck wird normalerweise im Bereich zwischen etwa 2 bar und etwa 6 bar liegen. Ein Berührungsdruck von etwa 3 bar ergibt einen guten Kompromiss zwischen der Größe und Masse des Stützrings und dem Fahrverhalten des Fahrzeugs.

Aus Sicht des Belastungsvermögens des Stützrings kann der ideale Stützring eine Schnittbreite und eine Schnitthöhe aufweisen, die nur durch das Erfordernis der Berührungsfreiheit mit dem Reifen während des normalen Betriebs eingeschränkt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Stützring eine Schnittbreite von etwa 50 % bis etwa 70 % der Reifenschnittbreite und eine Schnitthöhe von etwa 40 bis etwa 60 % der Reifenschnitthöhe auf.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 zeigt einen radialen Schnitt einer Baugruppe, die den Notlaufstützring 100 umfasst, der auf einer Radfelge und in einem Reifen angebracht ist. 1 zeigt die belastete Baugruppe mit dem Reifen in einem platten Zustand.

2 zeigt einen radialen Teilschnitt des Notlaufstützrings 100 mit einer hohen umgekanteten Karkasse, die die zweite Membran überlappt.

3 zeigt einen radialen Teilschnitt eines Notlaufstützrings 200 mit einer einzigen Karkassenschicht, die haftend an der ersten Membran angebracht ist und einen Seitenwandabschnitt aufweist, der so vorgepannt ist, dass er sich unter Kompression nach außen wölbt.

4 zeigt einen radialen Teilschnitt eines Notlaufstützrings 300, wobei die Karkassenschichten nicht durchgängige Segmente sind, die haftend an dem ringförmigen Band angebracht sind und einen Seitenwandabschnitt aufweisen, der so vorgepannt ist, dass er sich unter Kompression nach außen wölbt.

5 zeigt einen radialen Teilschnitt eines Basielements eines Notlaufstützrings mit einer einstückigen Verstärkung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist ein Notlaufstützring mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Tragfähigkeit, Fahrverhalten, Masse und Stoßweiterleitung, wobei ein äußeres verstärktes ringförmiges Band mit einer Seitenwandstruktur gekoppelt ist, die geringen Widerstand gegen Kompressionskräfte aufweist. Solch ein Notlaufstützring, der für eine begrenzte Dauer einem Fahrzeug das Fahren mit einem platten Reifen ermöglicht, ist in einer Baugruppe angebracht, die einen pneumatischen Reifen und eine Radfelge umfasst, und der Notlaufstützring ist in dem Lufthohlraum des Reifens angebracht und an der Radfelge gesichert, wobei der Stützring umfasst:

  • a) einen elastomeren äußeren Kontaktabschnitt für den Kontakt mit der Innenfläche des Reifens während des Betriebs des platten Reifens,
  • b) ein verstärktes ringförmiges Band, das radial innenseitig von dem äußeren Kontaktabschnitt angeordnet ist, wobei das Band eine elastomere Scherschicht, mindestens eine erste Membran, die haftend am radial innenseitigen Umfang der elastomeren Scherschicht angebracht ist, sowie mindestens eine zweite Membran, die haftend am radial außenseitigen Umfang der elastomeren Scherschicht angebracht ist, umfasst,
  • c) mindestens einen Seitenwandabschnitt, der sich von dem Kontaktabschnitt radial nach innen erstreckt, um das ringförmige Band mit einem Basiselement zu verbinden, das um die Reifenfelge herum aufgezogen ist, um den Stützring an der Felge zu sichern, und
  • d) mindestens eine Karkassenschicht, die haftend an dem ringförmigen Band angebracht ist, und wobei sich die Karkassenschicht radial innenseitig von dem ringförmigen Band erstreckt und in dem Basiselement verankert ist,
wobei die Scherschicht eine elastomere Zusammensetzung umfasst, die ein Metallsalz einer ungesättigten Karbonsäure enthält. Die Scherschicht umfasst vorzugsweise eine Dien-elastomere Zusammensetzung, die ein Metallsalz einer Karbonsäure enthält und ist vorzugsweise mit einem Peroxid als vulkanisierendem Stoff vulkanisiert. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Metallsalz der Karbonsäure Zinkdiacrylat oder Zinkdimethacrylat.

Die folgende Nomenklatur und folgende Definitionen sind für alle Variationen der vorliegend offenbarten Erfindung gleich. Ähnliche Bezugszeichen werden durchgehend verwendet, um dasselbe Element oder Material zu beschreiben. Ähnliche Elemente werden nicht detailliert behandelt, wenn sie in einer vorhergehenden Variante der Erfindung offenbart wurden.

Begriffsdefinitionen:

  • „Innere(r)" oder „nach innen" bedeutet zur Innenseite des Stützrings hin.
  • „Äußere(r)" oder „nach außen" bedeutet zur Außenseite des Stützrings hin.
  • „Axial" bezieht sich auf eine Richtung, die parallel zur Rotationsachse des Stützrings verläuft.
  • „Radial" bezieht sich auf eine zur Rotationsachse des Reifens senkrechte Richtung.
  • „Modul" elastomerer Materialien meint den Elastizitätsmodul für Zug bei 10 Prozent Dehnung.
  • „Modul" der Membranen meint den Elastizitätsmodul für Zug bei 1 Prozent Dehnung, multipliziert mit der effektiven Dicke der Membran.
  • „Schubmodul" elastomerer Materialen meint den Schubmodul für Zug und ist als ein Drittel des Elastizitätsmoduls für Zug bei 10 Prozent Dehnung definiert.
  • „Hysterese" meint den Tangens-Delta-Wert, gemessen bei 100 Grad Celsius unter einer 50-prozentigen dynamischen Peak-zu-Peak-Scherdehnung bei 30 Hz.

1 zeigt einen Notlaufstützring 100, der als eine Baugruppe mit spezialisierter Felge 10 und einem Reifen 20 angeordnet ist, um einem Fahrzeug das Fahren mit einem platten Reifen zu ermöglichen. Wenn der Reifen voll aufgepumpt ist, trägt der Reifen pneumatisch die Fahrzeuglast, und der Notlaufstützring kommt nicht durchgängig mit der Innenseite des Reifens in Kontakt. Während jedoch der Reifendruck des Reifens 20 von den normalen Betriebsbedingungen zurückgeht, verstärkt sich die vertikale Auswölbung des Reifens 20 bis hin zu dem Punkt, an dem der Stützring 100 mit der Innenseite des Reifens 20 in Berührung kommt. 1 zeigt den Betriebszustand mit einem nicht aufgepumpten Reifen, wo die Verformung des Notlaufstützrings 100 im Wesentlichen die gesamte Fahrzeuglast trägt. Der vollkommen platte Reifen bietet keine wesentliche Lastenabstützung mehr, und der Stützring trägt strukturell die Last.

2 zeigt eine detailliertere Ansicht des Stützrings 100. Stützring 100 weist eine Gesamtschnittbreite W und eine Schnitthöhe H auf, wobei letztere als der Abstand zwischen der Montageoberfläche 11 des Rads 10 und der äußeren Kontaktfläche des Stützrings definiert ist. Stützring 100 weist eine Seitenwandhöhe HS auf, gemessen zwischen dem radial außenseitigen Umfang des Wulstkerns 141 und der radial innenseitigen Oberfläche des Stützrings. Gemäß den vorliegend offenbarten Variationen der Erfindung kann der radial außenseitige Umfang der Seitenwandhöhe HS entweder der Karkassenschicht 131 oder der ersten Membran 121 entsprechen. Die Maße der Seitenwanddicke sind auf die axiale Richtung bezogen. Die Maße der Dicke des äußeren Kontaktabschnitts, der Membranen und der Scherschicht sind auf die radiale Richtung bezogen. Der äußere Kontaktabschnitt 110 weist eine Dicke T1 auf, die Scherschicht 125 weist eine Dicke T2 auf, und das ringförmige Band, das die Scherschicht sowie die erste und die zweite Membran umfasst, weist eine Dicke T3 auf.

Stützring 100 umfasst die in 2 dargestellte Struktur. Ein elastomerer äußerer Kontaktabschnitt 110 stellt die lasttragende Fläche für den Kontakt mit der Innenseite des Reifens bereit. Ein verstärktes ringförmiges Band 120 ist radial innenseitig vom Konatktabschnitt 110 angeordnet. Das verstärkte ringförmige Band 120 umfasst eine erste Membran 121, die haftend an der Innenseite einer elastomeren Scherschicht 125 angebracht ist, und eine zweite Membran 123, die haftend an der Außenseite der elastomeren Scherschicht 125 angebracht ist. Der Seitenwandabschnitt 130 erstreckt sich von dem Kontaktabschnitt 110 und dem ringförmigen Band 120 radial nach innen. Ein Basiselement 140, das Wulstkerne 141 enthält, ist um die Radfelgenoberfläche 11 aufgezogen und sichert während des Betriebs sowohl im aufgepumpten als auch im platten Zustand den Stützring an der Felge.

Der Notlaufstützring 100 umfasst ferner eine Karkassenschicht mit einem Hauptabschnitt 131, der haftend an der radialen Innenseite der ersten Membran 121 angebracht ist und sich zwischen den Wulstelementen 140 erstreckt. Die Karkassenschicht weist einen umgekanteten Abschnitt 132 auf, der um den Wulstkern 141 gefaltet ist. Die Biegesteifigkeit des verstärkten ringförmigen Bands 120 wird verbessert, wenn der umgekantete Abschnitt 132 der Karkasse haftend an der axialen Außenseite des Bands befestigt ist. In der Ausführungsform der Erfindung, die dem Notlaufstützring 100 entspricht, erstreckt sich der umgekantete Abschnitt 132 radial außen von dem Basiselement 140, liegt an der axialen Außenseite des Bands an und endet in einer axialen Überlappung mit der zweiten Membran 123. Diese Überlappung erleichtert das Herstellen des Stützrings mit herkömmlichen Reifenaufbauanlagen. Die Überlappung erstreckt sich über eine radiale Strecke L von etwa 10 mm von dem äußersten Punkt der zweiten Membran nach innen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der umgekantete Abschnitt 132 ohne Überlappung enden, an dem axial äußersten Punkt der zweiten. Membran 123 oder an einer tieferen radialen Stelle innerhalb der Seitenwand 130 oder des Wulstelements 140.

Die Zugfestigkeit der Karkassenschicht ist ausreichend, wenn die lineare Steifigkeit pro Einheit des Umfangs, gemessen auf der mittleren Höhe der Seitenwand, der Karkassenverstärkungen und der umgebenden elastomeren Schichten, mindestens 100 daN/mm beträgt. In dem Notlaufstützring 100 umfasst die Verstärkung der Karkassenschicht 131, 132 Polyestercord, es kann aber jedes als Reifenverstärkung geeignete Material verwendet werden. In einer nicht pneumatischen Struktur wie die vorliegend offenbarten Notlaufstützringe ist die durchschnittliche Zugkraft in jedem der Corde, die die Karkasse verstärken, bedeutend geringer als in einem aufgepumpten pneumatischen Reifen. Daher besteht, wenn Segmente der Seitenwand in den Kontaktbereich hinein- und hinausrotieren, eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass in der Karkassenschicht Druckbelastung auftritt. Aus diesem Grund ist die beste Wahl für das Material zur Karkassenverstärkung eines mit gutem Widerstand gegen zyklische Druckbelastung.

Experimente mit dem Notlaufstützring 100 haben gezeigt, dass die Eliminierung der doppelschichtigen Karkasse im oberen Seitenwandabschnitt die Strapazierfähigkeit erhöht. 3 zeigt eine solche verbesserte Version der Erfindung. Ein elastomerer äußerer Kontaktabschnitt 210 stellt die lasttragende Fläche für den Kontakt mit der Innenseite des Reifens bereit. Ein verstärktes ringförmiges Band 220 ist radial innenseitig vom Kontaktabschnitt 210 angeordnet. Das verstärkte ringförmige Band 220 umfasst eine erste Membran 221, die haftend an der Innenseite einer elastomeren Scherschicht 225 angebracht ist, und eine zweite Membran 223, die haftend an der Außenseite der elastomeren Scherschicht 225 angebracht ist. Der Seitenwandabschnitt 230 erstreckt sich von dem Kontaktabschnitt 210 und dem ringförmigen Band 220 radial nach innen. Ein Basiselement 240, das Wulstkerne 241 enthält, ist um die Radfelgenoberfläche 11 aufgezogen und sichert während des Betriebs sowohl im aufgepumpten als auch im platten Zustand den Stützring an der Felge.

Die Erfinder haben erkannt, dass sich die Leistung der textilen Karkassenmaterialien unter zyklischer Belastung verbessert, wenn die Karkassenspannung während jedes Belastungszyklus' beibehalten wird. In einem pneumatischen Reifen setzt die Innendruckspannung die Karkasse unter Zugspannung. In einer nicht pneumatischen Struktur wie die vorliegend offenbarten Notlaufstützringe ist eine solche Zugvorspannung nicht vorhanden. Daher verbessert sich die Strapazierfähigkeit des Stützrings, wenn die Verformung der Karkassenschicht in dem Abschnitt des Stützrings, der gegen den Reifen belastet wird, die Tendenz der Karkasse minimiert, zyklischer Druckbelastung ausgesetzt zu sein.

Als ein erstes Mittel, diese Leistungsverbesserung zu erreichen, weist der Notlaufstützring 200 nur eine einzige Karkassenschicht im oberen Seitenwandabschnitt auf. Der Notlaufstützring 200 umfasst ferner eine Karkassenschicht mit einem Hauptabschnitt 231, der haftend an der radialen Innenseite der ersten Membran 221 angebracht ist und sich zwischen den Wulstelementen 240 erstreckt. Die Karkassenschicht weist einen umgekanteten Abschnitt 232 auf, der um den Wulstkern 241 gefaltet ist. Der umgekantete Abschnitt 232 erstreckt sich radial außenseitig von dem Basiselement 140 und endet in einem radialen Abstand HC über dem Wulstkern 241. Der Notlaufstützring 200 verbessert ferner die Strapazierfähigkeit durch die Einführung einer leichten Verschiebung C nach außen gegenüber der Karkassenschicht 231. Diese Verschiebung wird sichergestellt durch das Anbringen eines zusätzlichen elastomeren Keils 235 an der axialen Innenseite der Karkassenschicht 231 und durch die korrekte Festlegung der Seitenwanddicke an den oberen und unteren Begrenzungen des Keils 235. Somit wird, wenn der Seitenwandabschnitt 230 vertikalen Druckbelastungen unterliegt, die Karkasse so vorgespannt, dass sie sich durchgehend in einer axiale Richtung nach außen wölbt. Die Wirkung des Keils 235 und der Seitenwanddicke dient dazu, die Tendenz der Karkasse, zyklischer Druckbelastung ausgesetzt zu sein, zu minimieren.

Der Keil 235 weist eine Höhe HG auf, die zwischen etwa 50 Prozent und etwa 80 Prozent und vorzugsweise etwa 65 Prozent der Seitenwandhöhe HS beträgt. Der Keil 235 ist etwa auf halber Höhe des Seitenwandabschnitts 230 positioniert. Die Verschiebung C der Karkassenschicht 231 ist als der axiale Abstand zwischen der Mittellinie der Karkassenschicht 231 und einer Sehne, die die obere und die untere Begrenzung des Keils 235 verbindet, definiert. Die Verschiebung C ist größer als null und kleiner oder gleich etwa 8 Prozent der Seitenwanddicke. C beträgt vorzugsweise etwa 5 Prozent der Seitenwandhöhe HS. Der Keil 235 weist eine axiale Dicke TG auf, die größer oder kleiner als die Verschiebung C der Karkasse 231 sein kann. TG beträgt zwischen etwa 4 Prozent und etwa 10 Prozent und vorzugsweise etwa 7 Prozent der Seitenwandhöhe HS. Die Maße der Dicken TB und TT geben die Dicke des Seitenwandmaterials an der Außenseite der Karkasse an. TB ist an der radial innersten Begrenzung des Keils 235 gemessen. TT ist an der radial äußersten Begrenzung des Keils 235 gemessen. TB und TT betragen jeweils zwischen etwa 4 Prozent und etwa 10 Prozent und vorzugsweise etwa 8 Prozent der Seitenwandhöhe HS. Der Notlaufstützring 200 wurde erfolgreich konstruiert und bewertet mit HS gleich 30 mm, C gleich 1,5 mm, HG gleich 20 mm und TT, TB und TG gleich 2 mm.

4 zeigt eine Version der Erfindung, die für den Lastentransport optimiert ist. Das heißt, ein Notlaufstützring mit verbesserter Belastungs-/Durchbiegungssteifigkeit. Notlaufstützring 300 teilt die Struktur des verstärkten ringförmigen Bands 325, die den vorhergehend offenbarten Notlaufstützringen 100 und 200 gemeinsam ist. Notlaufstützring 300 weist jedoch eine einzigartige Karkassenschicht auf, die mindestens ein nicht durchgehendes Karkassensegment 331 umfasst, das in dem Basiselement 340 verankert ist und sich radial außenseitig zur zweiten Membran 321 erstreckt. Das Karkassensegment 331 ist haftend an dem axial äußersten Umfang des verstärkten ringförmigen Bands 320 angebracht. Das heißt, das Karkassensegment 331 erstreckt sich radial außenseitig mindestens bis zum axial äußersten Punkt der zweiten Membran 321. Im Vergleich zum in 3 dargestellten Notlaufstützring 200 verbessert die in 4 dargestellte Karkassenanordnung für den Notlaufstützring 300 die Belastungs-/Durchbiegungssteifigkeit des ringförmigen Bands 320. Für eine leichtere Herstellung kann das Karkassensegment 331 auch die zweite Membran 321 um eine Strecke L wie vorhergehend für den in 2 dargestellten Notlaufstützring 100 überlappen.

Die folgenden Aspekte der detaillierten Beschreibung der Erfindung sind jeder der Varianten 100, 200 und 300 des Stützrings gemeinsam. Der Einfachheit halber ist jedes strukturelle Element auf den Stützring 100 bezogen, obwohl diese Abkürzung in keiner Weise den Geltungsbereich dieser Offenbarung einschränken soll.

Die Notlaufstützringe der Erfindung weisen Wulstelemente mit einem hohen Widerstand gegen Rotation um eine Längsachse auf. Der Widerstand gegen Rotation schafft sowohl einen stabilen axialen Sitz an der Radfläche 11 als auch gute Strapazierfähigkeit der Seitenwandabschnitte gegenüber Biegung. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform mit einer einstückigen Verstärkung 141, die einen im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von mindestens 4 mm und einer Höhe von mindestens 2 mm aufweist. In der vorliegenden Erfindung sollten geeignete Materialien für die Wulstverstärkung 141 einen Zugmodul von mindestens etwa 100 GPa und eine Dehngrenze von mindestens etwa 10 GPa aufweisen.

Die Notlaufstützringe 100, 200 und 300 weisen ein ringförmiges Band auf, das eine erste und eine zweite Membran umfasst, die haftend an der elastomeren Scherschicht angebracht sind. Die bevorzugte Verformung des Bands tritt auf, wenn das Verhältnis des längsseitigen Elastizitätsmoduls für Zug jeder der Membranen zum Schubmodul der Scherschicht mindestens 100:1 beträgt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die erste und die zweite Membran längs angeordnete Cordverstärkungen auf. Vorzugsweise umfasst jede Membran 121 bzw. 123 mindestens zwei Schichten gegenläufig schräger Cordverstärkungen auf, die mit der Umfangsrichtung des Reifens einen Winkel zwischen etwa 10 Grad und etwa 20 Grad bilden. Die Gleichung (1) unten schätzt den längsseitigen Zugmodul einer Membran, die herkömmliche Reifengürtelmaterialien verwendet, ab:

Wobei:

EKautschuk
= Zugmodul des elastomeren Beschichtungsmaterials
P
= Cordschritt (Beabstandung der Cordmittellinien), gemessen senkrecht zur Cordrichtung
D
= Corddurchmesser
v
= Poisson-Verhältnis für das elastomere Beschichtungsmaterial
&agr;
= Cordwinkel bezogen auf die äquatoriale Ebene
t
= Kautschukdicke zwischen Drähten in benachbarten Schichten

Es ist anzumerken, dass E' der Elastizitätsmodul der Membran mal die Dicke der Membran ist.

Die elastomere Scherschicht 125 weist vorzugsweise einen Schubmodul zwischen etwa 3 MPa und etwa 20 MPa auf. Die Scherschicht weist eine geringe Hysterese auf, die durch einen Tangens-Delta-Wert von weniger als oder gleich etwa 0,1 gegeben ist. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Scherschicht 125 eine Dicke T2 zwischen 4 mm und 20 mm auf.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Berührungsdruck zwischen dem Stützring und dem Reifen während des Betriebs mit plattem Reifen ein Designparameter ist, den der Designer anpassen kann. Der Berührungsdruck zwischen dem Stützring und der Innenseite des Reifens ist als das Produkt aus dem Schubmodul der Scherschicht mal der radialen Dicke der Scherschicht dividiert durch den Radius des äußersten Umfangs der zweiten Membran gegeben. Der Stützring bietet akzeptable Leistung, wenn der Berührungsdruck zwischen etwa 2 bar und etwa 6 bar liegt. Im Allgemeinen ist der Berührungsdruck größer als der angegebene Reifeninnendruck.

Geeignete Materialien für die Scherschicht des Reifens der vorliegenden Erfindung Geeignete Elastomere

Der in der Scherschicht 125 eingesetzte Kautschuk kann Naturkautschuk oder Synthesekautschuk sein, der mit einem Metallsalz einer Karbonsäure und einem Peroxid-Vulkanisationssystem vulkanisierbar ist. Mischungen aus solchen Kautschuken können ebenfalls verwendet werden. Im vorliegenden Kontext werden „Kautschuk" und „Elastomer" synonym gebraucht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Scherschicht ein Dien-Elastomer.

„Dien"-Elastomer oder Kautschuk versteht sich in bekannter Weise als ein Elastomer, das mindestens teilweise (d.h. ein Homopolymer oder ein Copolymer) aus Dien-Monomeren (Monomere mit zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, gleich ob konjugiert oder nicht) hervorgeht.

Im Allgemeinen versteht sich ein „im Wesentlichen ungesättigtes" Dien-Elastomer vorliegend als ein Dien-Elastomer, das mindestens teilweise aus konjugierten Dien-Monomeren hervorgeht und einen Gehalt an Elementen oder Einheiten mit Dien-Herkunft (konjugierte Diene) aufweist, der größer als 15 % (mol %) ist.

So fallen beispielsweise Dien-Elastomere wie Butylkautschuke oder Copolymere von Dienen und von &agr;-Olefinen des Typs Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) nicht unter die vorhergehende Definition und können insbesondere als „im Wesentlichen gesättigte" Dien-Elastomere (geringer oder sehr geringer Gehalt an Einheiten mit Dien-Herkunft, der immer geringer als 15 % ist) beschrieben werden.

Innerhalb der Kategorie der „im Wesentlichen ungesättigten" Dien-Elastomere verstehen sich „hochgradig ungesättigte" Dien-Elastomer insbesondere als ein Dien-Elastomer mit einem Gehalt an Elementen mit Dien-Herkunft (konjugierte Diene), der größer als 50 % ist.

Nachdem diese Definitionen erfolgt sind, verstehen sich unter Dien-Elastomeren, die in den Zusammensetzungen gemäß der Erfindung verwendbar sind, insbesondere Folgende:

  • (a) – jedes Homopolymer, das durch die Polymerisation eines konjugierten Dien-Monomers mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen gewonnen wird (beispielsweise Polybutadien);
  • (b) – jedes Copolymer, das durch Copolymerisation von einem oder mehr Dienen mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, die zusammen oder mit einer oder mehreren vinylaromatischen Verbindungen konjugiert sind (beispielsweise Styrol-Butadien-Copolymer), gewonnen wird;
  • (c) – ein Copolymer aus Isobuten und Isopren (Butylkautschuk) sowie auch die halogenierten, insbesondere die chlorierten und bromierten, Versionen dieser Art von Copolymer.

Geeignete konjugierte Diene sind insbesondere 1,3-Butadien, 2-Methyl-l,3-Butadien, 2,3-Di(C1-C5alkyl)-1,3-Butadiene wie beispielsweise 2,3-Dimethyl-1,3-Butadien, 2,3-Diethyl-1,3-Butadien, 2-Methyl-3-Ethyl-1,3-Butadien, 2-Methyl-3-Isopropyl-1,3-Butadien, ein Aryl-1,3-Butadien, 1,3-Pentadien und 2,4-Hexadien. Geeignete vinylaromatische Verbindungen sind beispielsweise Styrol, Ortho-, Meta- und Paramethylstyrol, die handelsübliche Mischung „Vinyltoluol", Paratert.butylstyrol, Methoxystyrole, Chlorstyrole, Vinylmesitylen, Divinylbenzen und Vinylnaphtalen.

Die Copolymere unter (b) oben können 99 Gew.% bis 20 Gew.% Dieneinheiten und zwischen 1 Gew.% und 80 Gew.% vinylaromatische Einheiten enthalten. Die Elastomere können jede Mikrostruktur aufweisen, die von den verwendeten Polymerisationsbedingungen abhängt, insbesondere von der Gegenwart oder Abwesenheit eines modifizierenden und/oder randomisierenden Stoffes und den verwendeten Mengen des modifizierenden und/oder randomisierenden Stoffes. Die Elastomere können beispielsweise statistische, sequentielle oder mikrosequentielle Elastomere sein und können in Dispersion oder in Lösung hergestellt sein; sie können mit einem koppelnden und/oder sternbildenden oder funktionalisierenden Agens gekoppelt und/oder zu Sternen verbunden oder anderweitig funktionalisiert sein.

Polybutadiene sind geeignet und insbesondere solche mit einem Gehalt an 1,2-Einheiten zwischen 4 % und 80 oder solche mit einem cis-1,4-Gehalt von mehr als 80 %, Polyisoprene, Butadien-Styrol-Copolymere und besonders solche mit einem Styrolgehalt zwischen 5 Gew.% und 50 Gew.% und insbesondere zwischen 20 Gew.% und 40 Gew.%, einem Gehalt an 1,2-Bindungen des Butadienteils zwischen 4 % und 65 % und einem Gehalt an trans-1,4-Bindungen zwischen 20 % und 80 %, Butadien-Isopren-Copolymere und insbesondere solche mit einem Isoprengehalt zwischen 5 Gew.% und 90 Gew.% und einer Glasübergangstemperatur („Tg" gemessen gemäß AST D3418-82) von 40 °C–80 °C, Isopren-Styrol-Copolymere und insbesondere solche mit einem Styrolgehalt zwischen 5 Gew.% und 50 Gew.% und einer Tg zwischen –25 °C und –50 °C. Im Falle von Isopren-Butadien-Styrol-Copolymeren sind insbesondere solche geeignet mit einem Styrolgehalt zwischen 5 Gew.% und 50 Gew.% und insbesondere zwischen 10 Gew.% und 40 Gew.%, einem Isoprengehalt zwischen 15 Gew.% und 60 Gew.% und insbesondere zwischen 20 Gew.% und 50 Gew.%, einem Butadiengehalt zwischen 5 Gew.% und 50 Gew.% und insbesondere zwischen 20 Gew.% und 40 Gew.%, einem Gehalt an 1,2-Einheiten des Butadienteils zwischen 4 % und 85 %, einem Gehalt an trans-1,4-Einheiten des Butadienteils zwischen 6 % und 80 %, einem Gehalt an 1,2- plus 3,4-Einheiten des Isoprenteils zwischen 5 und 70 % und einem Gehalt an trans-1,4-Einheiten des Isoprenteils zwischen 10 % und 50 % sowie allgemeiner jedes Isopren-Butadien-Styrol-Copolymer mit einer Tg zwischen –20 °C und –70 °C.

Zusammenfassend, insbesondere vorzugsweise, ist das Dien-Elastomer der Zusammensetzung gemäß der Erfindung aus der Gruppe hochgradig ungesättigter Dien-Elastomere gewählt, die Polybutadiene (BR), Polyisoprene (IR), Naturkautschuk (NR), Butadien-Copolymere, Isopren-Copolymere und Mischungen dieser Elastomere umfasst.

Wird ein Copolymer eingesetzt, so ist das bevorzugte Copolymer aus der Gruppe gewählt, die Styrol-Butadien-Copolymere (SBR), Butadien-Isopren-Copolymere (BIR), Isopren-Styrol-Copolymere (SIR) und Isopren-Butadien-Styrol-Copolymere (SBIR) umfasst.

Noch bevorzugter ist das Dien-Elastomer aus der Gruppe gewählt, die Naturkautschuk, synthetische cis-1,4-Polyisoprene und Mischungen daraus umfasst. Diese synthetischen cis-1,4-Polyisoprene weisen vorzugsweise eine Rate (mol%) an cis-1,4-Bindungen auf, die größer als 90 %, insbesondere größer als 98 %, ist.

Natürlich können die Zusammensetzungen der Erfindung ein einziges Dien-Elastomer oder eine Mischung mehrerer Dien-Elastomere enthalten, wobei das Dien-Elastomer bzw. die Elastomere wenn möglich zusammen mit einer beliebigen anderen Art eines synthetischen Elastomers außer einem Dien-Elastomer oder sogar mit anderen Polymeren als Elastomeren, beispielsweise mit thermoplastischen Elastomeren, verwendet werden.

Metallsalz einer Karbonsäure

Die Karbonsäure ist eine ungesättigte Karbonsäure. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Karbonsäure aus der Gruppe gewählt, die Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Acrylsäure, Zimtsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure und Mischungen daraus umfasst. Zu den bevorzugten Karbonsäuren gehören Acrylsäure und Methacrylsäure.

Das Metall kann ein Metall umfassen, das aus der Gruppe gewählt ist, die Natrium, Kalium, Eisen, Magnesium, Kalzium, Zink, Barium, Aluminium, Zinn, Zirkonium, Lithium, Kadmium, Kobalt und Mischungen daraus umfasst. Zink wird bevorzugt.

Zu den bevorzugten Metallsalzen gehören Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat. [Siehe auch Sartomer Co., Inc., „New Metallic Coagents for Curing Elastomers", April. 1998. Andere geeignete Acrylate sind in Sartomer Co., Inc., Sartomer Application Bulletin, Mai 1998, „Chemical Intermediates – Design Unique Polymers with Sartomer's Specialty Monomers" und Sartomer Co., Inc., Sartomer Application Bulletin, Oktober 1999, „Glass Transition Temperatures of Sartomer Products" offenbart.]

Peroxide

Zu den Peroxiden, die eingesetzt werden können, um die Vulkanisation des Elastomers der Scherschicht 120 zu katalysieren, gehören insbesondere: Dicumylperoxid, tert.Butylcumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-BIS(butylperoxy)hexyn-3, BIS(tert.butylperoxyisopropyl)benzen, n-Butyl-4,4-di-(tert.butylperoxy)-valerat, 1,1-Di-(tert.butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, bis(tert.butylperoxy)diisopropylbenzen, t-Butylperbenzoat, Di-tert-butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.butylperoxy)hexan usw. [siehe auch Sartomer Co., Inc., Sartomer Application Bulletin, April 1997, „Basic Principles of Peroxide-Coagent Curing of Elastomers", per Verweis eingeschlossen]. Die Mengen der Peroxid-Vulkansierungsstoffe, die in der Zusammensetzung enthalten sind, sind abhängig von dem verwendeten Elastomer und der Ladung des verwendeten Coagens ab. Im Allgemeinen können diese Mengen zwischen 0,5 Teilen pro Hundert Elastomergewicht und etwa 5,0 Teilen pro Hundert Elastomergewicht liegen. Ein bevorzugter Bereich ist zwischen 0,5 Teilen pro Hundert Peroxid pro Hundert Elastomergewicht und 5,0 Teilen pro Hundert Elastomergewicht.

Andere Verbindungen und Mechanismen, die freie Radikale erzeugen, können ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise ultraviolettes Licht, Beta- und Gamma-Strahlung, Azo-Verbindungen wie beispielsweise 2',2'-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azobis(2,4-dimethylpentannitril), 1,1'-Azobis(cyclohexancarbonitril), Disulfide (RS-SR) und Tetrazene (R2N-N=N-NR2).

Füllstoffe

Zu den geeigneten Füllstoffen gehören geperlter Ruß sowie anorganische Füllstoffe („weiße Füllstoffe") wie beispielsweise Silika, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Tonerden, Kalziumkarbonat, Glasfasern, Mikrosphären, Polymerfasern wie beispielsweise Polyester-, Nylon- oder Aramidfasern. Der richtige Anteil an Füllstoffen wird dem Fachmann nach der Lektüre der vorliegenden Beschreibung bekannt sein.

Weiße Füllstoffe

Der weiße oder anorganische Füllstoff, der als verstärkender Füllstoff verwendet wird, kann den gesamten oder einen Teil des verstärkenden Füllstoffs ausmachen, in letzterem Fall beispielsweise zusammen mit geperltem Ruß. In der vorliegenden Anmeldung versteht sich „verstärkender anorganischer Füllstoff" in bekannter Weise als ein anorganischer oder mineralischer Füllstoff, egal welcher Farbe und Herkunft (natürlich oder synthetisch), auch als „weißer" Füllstoff oder manchmal als „klarer" Füllstoff bezeichnet im Unterschied zu geperltem Ruß, wobei dieser Füllstoff in der Lage ist, allein, ohne weiteres Mittel außer einem Zwischenkopplungsagens, eine Kautschukzusammensetzung für die Herstellung von Reifen zu verstärken, der mit anderen Worten in der Lage ist, einen herkömmlichen reifentauglichen Rußfüllstoff in seiner Funktion als Verstärkung zu ersetzen.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der verstärkende anorganische Füllstoff ein mineralischer Füllstoff des Silikat- oder Aluminium-Typs oder eine Mischung dieser beiden Arten von Füllstoffen. Die verwendete Silika (SiO2) kann eine verstärkende Silika sein, die dem Fachmann bekannt ist, insbesondere jede gefällte oder pyrogene Silika mit einer BET-Oberfläche und einer spezifischen CTAB-Oberfläche, die beide weniger als 450 m2/g, vorzugsweise zwischen 30 und 400 m2/g, aufweisen. Hochdispersible gefällte Silika (als „HDS" bezeichnet) werden bevorzugt, insbesondere wenn die Erfindung für die Herstellung von Reifen mit einem geringen Rollwiderstand verwendet werden; „hochdispersible Silika" versteht sich in bekannter Weise als eine beliebige Silika mit der grundlegenden Fähigkeit, in einer Elastomermatrix zu desagglomerieren und zu dispergieren, was in bekannter Weise mittels Elektronen- oder optischer Mikroskopie an dünnen Schnittproben beobachtet werden kann. Als nicht einschränkende Beispiele solcher bevorzugten hochdispersiblen Silikas können die Silikas BV3380 und Ultrasil 7000 von Degussa, die Silikas Zeosil 1165 MP und 1115 MP von Rhodia, die Silikas Hi-Sil 2000 von PPG Industries, INc. (Pittburgh, PA 15272), die Silikas Zeopol 8715 oder 8745 von J. M. Huber Corp. (Atlanta, GA 30327) genannt werden.

Das verstärkende Aluminiumoxid (Al2O3), das bevorzugt verwendet wird, ist ein hochdispersibles Aluminiumoxid mit einer BET-Oberfläche zwischen 30 und 400 m2/g, insbesondere zwischen 60 und 250 m2/g, einer durchschnittlichen Partikelgröße von höchstens 500 nm, vorzugsweise höchstens 200 nm, wie in der bereits genannten Patentschrift EP-A-0 810 258 beschrieben. Nicht einschränkende Beispiele solcher verstärkenden Aluminiumoxide sind insbesondere die Aluminiumoxide A125 oder CR125 (von Baikowski Intl. Corp., Charlotte, NC), APA-100RDX (von Condea Servo BV, Niederlande), Aluminoxid C (von Degussa) oder AKP-G015 (Sumitomo Chemical Co. Ltd., Osaka, Japan). Die Erfindung kann auch umgesetzt werden, indem als verstärkende anorganische Füllstoffe die spezifischen Aluminium(oxid)hydroxide wie die in der Patentschrift WO 99/28376 beschriebenen verwendet werden.

Der physikalische Zustand, in dem der verstärkende anorganische Füllstoff vorliegt, ist unerheblich, sei es in Form eines Pulvers, von Mikroperlen, Granulat oder alternativ Kugeln. Natürlich verstehen sich „verstärkende anorganische Füllstoffe" auch als Mischungen verschiedener verstärkender anorganischer Füllstoffe, insbesondere hochdispersibler Silikat- oder Aluminium-Füllstoffe wie die oben beschriebenen.

Der verstärkende anorganische Füllstoff kann auch in einer Mischung mit geperltem Ruß verwendet werden. Geeignete geperlte Ruße sind alle geperlten Ruße, insbesondere die Ruße der Typen HAF, ISAF und SAF, die herkömmlich in Reifen verwendet werden. Die Menge des geperlten Rußes, der in dem gesamten verstärkenden Füllstoff vorliegt, kann innerhalb weiter Grenzen variieren.

In der vorliegenden Patentbeschreibung wird die spezifische BET-Oberfläche gemäß dem Verfahren nach Brunauer, Emmet und Teller bestimmt, das in „The Journal of the American Chemical Society", Bd. 60, S. 309, Februar 1938, beschrieben ist. Die spezifische CTAB-Oberfläche ist die Außenoberfläche, die gemäß dem Verfahren bestimmt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung nützliche Kopplungsagenzien

Im Falle anorganischer Füllstoffe wie beispielsweise Silika wird ein Kopplungsagens benötigt, um das Elastomer mit dem Füllstoff zu verbinden. Der Begriff „Kopplungsagens" (anorganischer Füllstoff/Elastomer) versteht sich in bekannter Weise als ein Agens, das in der Lage ist, eine ausreichende chemische und/oder phyikalische Verbindung zwischen dem anorganischen Füllstoff und dem Elastomer herzustellen; solch ein Kopplungsagens, das mindestens bidirektional ist, weist beispielsweise die vereinfachte allgemeine Formel „Y-T-X" auf, in der:

  • – Y eine funktionale Gruppe („Y"-Funktion) darstellt, die in der Lage ist, sich physikalisch und/oder chemisch mit dem anorganischen Füllstoff zu verbinden, wobei eine solche Bindung beispielsweise zwischen einem Siliziumatom des Kopplungsagens' und den Hydroxyl-(OH)-Oberflächengruppen der anorganischen Füllstoffe (beispielsweise Oberflächensilanole im Falle von Silikas) hergestellt werden kann;
  • – X eine funktionale Gruppe („X"-Funktion) darstellt, die in der Lage ist, sich physikalisch und/oder chemisch mit dem Elastomer zu verbinden, beispielsweise mittels eines Schwefelatoms;
  • – T eine Kohlenwasserstoffgruppe darstellt, die die Verbindung von Y mit X ermöglicht.

Die Kopplungsagenzien dürfen insbesondere nicht mit einfachen Agenzien zur Abdeckung der organischen Füllstoffe verwechselt werden, die in bekannter Weise die Y-Funktion umfassen können, die hinsichtlich des anorganischen Füllstoffs aktiv ist, denen aber die X-Funktion fehlt, die hinsichtlich des Elastomers aktiv ist.

Solche Kopplungsagenzien verschiedener Wirksamkeit sind in einer großen Anzahl von Schriften beschrieben worden und sind dem Fachmann gut bekannt. Tatsächlich kann in den Dien-Kautschuk-Zusammensetzungen, die zur Herstellung von Reifen verwendet werden können, jedes Agens eingesetzt werden, von dem bekannt oder wahrscheinlich ist, dass es eine wirksame Verbindung oder Kopplung zwischen der Silika und dem Dien-Elastomer gewährleistet, wie beispielsweise Organosilane, insbesondere mehrfach sulfurierte Alkoxysilane oder Mercaptosilane, oder Polyorganosilane, die die oben genannte X- und Y-Funktion tragen.

Der Fachmann wird in der Lage sein, den Gehalt des Kopplungsagens in der Zusammensetzung der Erfindung in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung, der Beschaffenheit des verwendeten Elastomers und der Menge des verstärkenden anorganischen Füllstoffs anzupassen.

Andere Materialien

Die Kautschukzusammensetzungen gemäß der Erfindung können zusätzlich zu dem/n Elastomer/en, dem verstärkenden Füllstoff, dem Schwefel und dem einen oder mehreren Kopplungsagens/zien für den verstärkenden weißen Füllstoff/Elastomer verschiedene andere Bestandteile und Zusatzstoffe, die gewöhnlich in Kautschukmischungen verwendet werden, enthalten, wie beispielsweise Weichmacher, Pigmente, Antioxidationsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Extenderöl, Verarbeitungshilfsstoffe und ein oder mehrere Agenzien für die Beschichtung des verstärkenden weißen Füllstoffs wie beispielsweise Alkoxysilane, Polyole, Amine usw.

Formulierungen

Die Kautschukzusammensetzungen werden in geeigneten Mischern hergestellt, typischerweise in zwei aufeinander folgenden Zubereitungsphasen, einer ersten Phase thermomechanischer Verarbeitung bei hoher Temperatur, gefolgt von einer zweiten Phase der mechanischen Verarbeitung bei niedrigerer Temperatur. Im Falle einer Silika-Mischung kann ein Drei-Schritt-Prozess angewendet werden. Ein geeigneter Mischer ist ein Banbury-Mischer (Farrel Corp., Ansonia, CT 06401).

In der ersten Phase der thermomechanischen Verarbeitung (manchmal als „nicht produktive Phase" bezeichnet) sollen die verschiedenen Zutaten der Zusammensetzung mit Ausnahme des Retikulations-(Vulkanisations-)systems durch Kneten gründlich gemischt werden. Dies geschieht in einem geeigneten Knetgerät wie beispielsweise einem Mischer oder einem Extruder, bis unter der Wirkung der mechanischen Verarbeitung und der hohen Scherung, der die Mischung unterworfen wird, eine maximale Temperatur im Allgemeinen zwischen 120 °C und 190 °C, am liebsten zwischen 130 °C und 180 °C, erreicht ist.

Die erste Phase selbst kann eine einzige oder mehrere Stufen der thermomechanischen Verarbeitung umfassen, die beispielsweise durch eine mehrere zwischenzeitliche Abkühlungsstufen getrennt sind. Die verschiedenen Zutaten der Zusammensetzung, Elastomer(e), verstärkender Füllstoff und sein Kopplungsagens und die verschiedenen anderen Komponenten („Zusatzstoffe") können in einem oder mehreren Schritten in den Mischer eingebracht werden, entweder während der ersten thermomechanischen Stufe oder schrittweise während der verschiedenen thermomechanischen Stufen, falls zutreffend. Die Gesamtdauer dieser thermomechanischen Verarbeitung (typischerweise zwischen 1 und 20 Minuten, beispielsweise zwischen 2 und 10 Minuten) wird je nach den spezifischen Betriebsbedingungen gewählt, insbesondere nach der gewählten maximalen Temperatur, der Beschaffenheit und dem Umfang der Bestandteile, wobei es darauf ankommt, dass eine gute Dispersion der verschiedenen Zutaten, die miteinander reagieren, in der Elastomermatrix erzielt wird und somit zunächst eine gute Verarbeitung der Zusammensetzung im nicht vulkanisierten Zustand und dann ein ausreichendes Niveau der Verstärkung, nach der Vulkanisation, durch den verstärkenden Füllstoff und sein Kopplungsagens ermöglicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Prozesses gemäß der Erfindung werden alle Grundbestandteile der Zusammensetzung gemäß der Erfindung, nämlich (ii) der verstärkende anorganische Füllstoff und sein Kopplungsagens, während der ersten, so genannten nicht produktiven Phase in (i) das Dien-Elastomer eingearbeitet, das heißt, dass mindestens diese verschiedenen Grundbestandteile in den Mischer eingeführt und in einer oder mehreren Stufen thermomechanisch geknetet werden, bis eine maximale Temperatur von 120 °C bis 190 °C, vorzugsweise von 130 °C bis 180 °C, erreicht ist.

Als Beispiel wird die erste (nicht produktive) Phase in zwei aufeinander folgenden Schritten mit einer Dauer von 1 bis 5 Minuten in einem herkömmlichen Schaufelinnenmischer des „Banbury"-Typs durchgeführt, dessen anfängliche Mischkammertemperatur im Bereich von 60 °C liegt. Zunächst wird das gesamte Elastomer (oder die Elastomere) eingeführt, dann, nach beispielsweise 1-minütigem Kneten, der verstärkende Füllstoff und sein Kopplungsagens; das Kneten wird fortgesetzt, dann werden beispielsweise nach 1 Minute die verschiedenen Zusatzstoffe hinzugefügt, einschließlich möglicher komplementärer Abdeckungsagenzien oder Verarbeitungshilfsstoffe, mit Ausnahme des Vulkanisationssystems. Wenn die scheinbare Dichte des verstärkenden Füllstoffs (oder eines der verstärkenden Füllstoffe, wenn mehrere verwendet werden) relativ gering ist (wie dies beispielsweise bei Silikas der Fall ist), kann es vorzuziehen sein, die Einführung des Letzteren und, falls zutreffend, die Einführung seines Kopplungssystems in mehrere Schritte zu unterteilen, um ihre Einarbeitung in die Elastomermatrix zu erleichtern, beispielsweise die Hälfte oder sogar etwa drei Viertel des Füllstoffs nach der ersten Knetminute, der Rest nach zweiminütigem Kneten. Die thermomechanische Verarbeitung wird auf diese Weise durchgeführt, bis eine maximale Temperatur, als die „Entnahme"-Temperatur bezeichnet, erreicht ist, was zwischen 135 °C und 170 °C eintreten kann. Der so erzielte Gemischblock wird entnommen und auf eine Temperatur von unter 100 °C abgekühlt. Nach der Abkühlung wird in demselben oder in einem anderen Mischer eine zweite thermomechanische Stufe durchgeführt mit dem Ziel, das Gemisch einer zusätzlichen Wärmebehandlung zu unterziehen und insbesondere eine bessere Dispersion des verstärkenden Füllstoffs zu erreichen; natürlich dürfen einige der Zusatzstoffe wie beispielsweise die Stearinsäure, das Anti-Ozon-Wachs, das Antioxidationsmittel, das Zinkoxid oder ein anderer Zusatzstoff bis zu dieser zweiten Stufe der thermomechanischen Verarbeitung nicht in ihrer Gesamtheit oder teilweise in den Mischer eingeführt werden. Das Ergebnis dieser ersten thermomechanischen Phase wird dann bei einer niedrigen Temperatur (beispielsweise zwischen 30 °C und 60 °C) auf eine externe offene Mühle gebracht, und das Vulkanisationssystem wird hinzugefügt; die gesamte Zusammensetzung wird dann mehrere Minuten, beispielsweise zwischen 2 und 5 Minuten, gemischt (produktive Phase).

Zuerst wird in der nicht produktiven Phase Elastomer in den Mischer gegeben. Dann wird der Füllstoff (z.B. geperlter Ruß) hinzugefügt, und die Mischung wird aus dem Mischer entnommen. Im zweiten Schritt wird der Vulkanisationsstoff bei niedriger Temperatur hinzugefügt. Das Metallsalz der Karbonsäure kann in der produktiven oder in der nicht produktiven Mischphase hinzugefügt werden.

Um eine Zusammensetzung auf Silikagrundlage zu erhalten, wird im ersten Schritt der Silika-Füllstoff und ein Kopplungsagens (z.B Si-69) hinzugefügt und für eine Dauer gemischt, die ausreicht, um die Kopplung von Silan und Silika zu erzielen. Dann wird die Mischung entnommen. Die Charge von Silika-Silan wird dann mit Peroxiden und dem Metallsalz der Karbonsäure (z.B. Zinkdimethacrylat) und anderen Zusatzstoffen kombiniert. Alternativ können das Peroxid und ein Zusatzstoff wie beispielsweise Zinkoxid bei niedriger Temperatur auf der Mühle hinzugegeben werden. Der Zusatz von mindestens 4 Teilen pro Hundert Zinkstaerat pro hundert Gewicht des Elastomers reduziert das Anhaften des Gemischs an den Verarbeitungsanlagen.

Die so gewonnene, endgültige Zusammensetzung wird dann insbesondere für die Charakterisierung im Labor kalandriert, beispielsweise in die Form eines Films oder einer Folie, oder sie wird alternativ extrudiert, um beispielsweise ein Profilelement aus Kautschuk zu bilden, das für die Herstellung der Scherschicht der vorliegenden Erfindung benutzt wird.

Die Retikulation (oder Vulkanisation) wird in bekannter Weise bei einer Temperatur von im Allgemeinen 130 °C bis 200 °C, vorzugsweise unter Druck, über eine ausreichende Zeit durchgeführt, die beispielsweise zwischen 5 und 90 Minuten liegen kann, in Abhängigkeit insbesondere von der Vulkanisationstemperatur, dem gewählten Vernetzungssystem und der Vulkanisationskinetik der fraglichen Zusammensetzung.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Scherschicht einen Schubmodul von etwa 3 MPa bis etwa 20 MPa auf. In anderen Ausführungsformen der Erfindung weist die Scherschicht folgende annähernden Modulspannen auf:

3 MPa bis 5 MPa

6 MPa bis 8 MPa

9 MPa bis 11 MPa

12 MPa bis 14 MPa

14 MPa bis 16 MPa

17 MPa bis 20 MPa

3 MPa bis 7 MPa

3 MPa bis 10 MPa

11 MPa bis 20 MPa

Die Erfinder stellten fest, dass der Zusatz eines Harzes, um einen ausreichenden Schubmodul für einen herkömmlichen Kautschuk zu erzielen, zu einem Produkt führen kann, dem für die Funktion als Scherschicht die Festigkeit fehlt. Das heißt, die Scherschicht kann zum Reißen neigen. Harz bricht unter der hohen Belastung, der ein Stützring ausgesetzt ist. Die Scherschicht muss in der Lage sein, Peak-zuPeak-Scherdehnungen von 0,3 und mehr zu widerstehen. Herkömmliche Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit eines solchen Kautschukgemischs wie beispielsweise die Erhöhung des Schwefelgehalts oder der erhöhte Zusatz von Beschleunigern können den Kauschuk spröde, weniger elastisch und schwierig in der Verbeitung machen. Sie können auch die Hysterese des Kautschukgemischs erhöhen. Solch ein Gemisch ist wiederum nicht für die Scherschicht der Erfindung geeignet. Die Erfinder stellten fest, dass die Verwendung eines Metallsalzes einer Karbonsäure und insbesondere von Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat zu einer Zusammensetzung führt, die einfach zu verarbeiten ist, den notwendigen Modul für die Scherschicht für den Stützring eines Reifens hergibt und hohe Elastizität, hohe Festigkeit und einen niedrigen Tangens-Delta aufweist.

Im Allgemeinen

  • (1) Das Folgende ist eine allgemeine Formulierung für eine Ausführungsform der Scherschicht gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie wird in „phr" (Gewichtsanteile pro hundert Anteile Elastomer oder Kautschuk) angegeben. „ZDMA" bedeutet Zinkdimethacrylat.

Elastomer 100 phr Metallsalz von Karbonsäure 30 phr (10–60 phr) Peroxid 1 phr (0,1–5 phr) Füllstoff 45 phr (30–70 phr)

Es folgen Formulierungen für alternative Ausführungsformen der Scherschicht: (2) Naturkautschuk 100 phr Zinkdiacrylat o. Zinkdimethacrylat 30 phr (15–40 phr) Peroxid 1 phr (0,5–2 phr) Füllstoff 45 phr (30–60 phr) (3) Naturkautschuk 35 phr (30–65 phr) Polybutadien 65 phr (35–70 phr) Peroxid 1 phr (0,5–2 phr) Geperlter Ruß (z.B. N650) 50 phr (30–60 phr) Zinkdimethacrylat 15 phr (10–20 phr) (4) Naturkautschuk 100 phr (80–100 phr) Polybutadien 0 phr (0–20 phr) Peroxid 1 phr (0,5–2 phr) Geperlter Ruß 0 phr Silika 45 phr (40–70 phr) ZDMA 40 phr (20–50 phr) (5) Naturkautschuk 80 phr (50–90 phr) Polybutadien 20 phr (10–50 phr) Peroxid 1 phr (0,5–2 phr) Geperlter Ruß (z.B. N650) 30 phr (30–60 phr) ZDMA 35 phr (20–40 phr)

Die Erfindung kann ferner mit Verweis auf die folgenden nicht einschränkenden Beispiele verstanden werden.

Beispiel 1

Es wurden elastomere Materialien für die Scherschicht gemäß der Erfindung hergestellt.

  • [Die Zahlen sind in Gewichtsanteilen pro hundert Anteile Elastomer oder Kautschuk angegeben]
  • [hochdispersible Silika „Zeosil 1165MP", hergestellt von Rhodia in Form von Mikroperlen (BET und CTAB: etwa 150–160 m2/g) ]
  • [N650 geperlter Ruß ist von Engineered Carbons, Inc., Borger, Texas 79008 und anderen Herstellern beziehbar]
  • [Si69 ist Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid mit der Formel [(C2H5O)3Si(CH2)3S2]2 von Degussa Corp. (Ridgefield Park, New Jersey) unter dem Namen Si69 (oder X50S, wenn mit einem Gehalt von 50 Gewichtsprozent durch Ruß unterstützt)]
  • (1) ML(1+4) 100 °C, kleine Zahlen = geringere Viskosität
  • (2) Zugmodul bei 10 % Dehnung, 23 °C
  • (3) Zugmodul bei 50 % Dehnung, 23 °C
  • (4) Zugmodul bei 100 % Dehnung, 23 °C
  • (5) 10 Hz, 100 °C
  • (6) Scott Bruchspannung bei 100 °C
  • (7) Scott Bruchdehnung bei 100 °C
  • (8) relativ (auf MTS basierend), „1" ist Bestnote, „3" die schlechteste
  • (9) relativ, „1" ist Bestnote, „3" die schlechteste

Die dynamischen Eigenschaften wurden an einer Spannvorrichtung eines MTS (MTS Systems Corp., Eden Prairie, MN 55344) bei 10 Hz unter reiner Scherverformung gemessen.

Unter Zugbelastung wird die Kraft, dividiert durch die ursprüngliche Fläche der belasteten Probe, Spannung genannt (oben in Einheiten von Mega-Pascal dargestellt). Die Verschiebung (Bewegung oder Dehnung) des Materials wird Dehnung genannt. Normalerweise wird die Dehnung als die Veränderung in der Länge, dividiert durch die ursprüngliche Länge, angegeben und die Einheiten sind ohne Dimension. Der Modul ist die Neigung der Spannungskurve gegenüber der Dehnungskurve (Spannung auf der Y-Achse, Dehnung auf der X-Achse). Der elastische Schubmodul G' eines Materials ist das Verhältnis der elastischen (in Phase) Spannung zur Dehnung und bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, elastisch Energie zu speichern. Der Verlustmodul G'' eines Materials ist das Verhältnis der viskosen (außerhalb der Phase) Komponente zur Scherdehnung und bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials, Spannung durch Wärme abzuleiten. Das Verhältnis dieser Moduln (G'/G'') ist als Tangens Delta definiert und gibt den relativen Grad von viskoser zu elastischer Ableitung oder Dämpfung des Materials an. Ein geringer Tangens Delta bedeutet größere elastische Rückverformung und geringere Hysterese.

G' stellt den Schubmodul in Mega-Pascal dar und Tangens Delta stellt die relative Hysterese des Materials dar.

ML(1+4) 100 °C kleine Zahlen = geringere Viskosität. Dies ist der Mooney-Viskositäts-Test, der mit einem großen Rotor durchgeführt wird. Er wird im Stand eine Minute lang vorgeheizt und über eine Testzeit von vier Minuten rotiert. Die Werte werden nach Ablauf von fünf Minuten abgelesen.

MA10, MA50 und MA100 sind Zugmodultests bei 10 %, 50 bzw. 100 % Dehnung. Sie werden mit einem Instron Zugtester (Instron, Inc., Canton, MA 02101) gemessen.

Die Tests für den Tangens Delta bei 10 % Scherung und bei 40 % Scherung werden mit einer Testmaschine von MTS, Inc. durchgeführt (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN 55344).

Der P60-Test ist ein Hysteresetest, der den Rückstoßwinkel eines Pendels misst, wenn es auf eine Kautschukprobe auftrifft. Die ersten fünf Aufpralle werden ignoriert, und die darauf folgenden drei Aufpralle werden gemessen.

Der Test für die elastische Schergrenze wird mit einem MTS-Testgerät durchgeführt. Eine Probe wird gedehnt, bis seine Spannungs-/Dehnungskurve den linearen Bereich verlässt.

Bei dem Scott-Bruchspannungstest wird eine Probe bis zum Bruch gedehnt. Die Probe wird mit einer konstanten Geschwindigkeit gedehnt.

Der Test für die Dimensionsstabilität wird an einem MTS-Testgerät durchgeführt.

Der Alterungstest wird an einem MTS-Testgerät durchgeführt, nachdem die Probe 7, 14 oder 28 Tage lang bei 77 °C gealtert wurde.

Die Tabellen zeigen, dass durch die Verwendung eines Metallsalzes einer Karbonsäure mit einem Generator freier Radikale (ZDMA mit Peroxid) zusammen mit einem Füllstoff wie beispielsweise geperlter Ruß oder Silika, eine Reihe von Eigenschaften erzielt werden kann, die denen eines herkömmlichen Kautschuksystems überlegen sind. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann die besten Eigenschaften für die Scherschicht eines Notlaufstützrings für einen Reifen erreichen wie beispielsweise einen hohen Modul, geringe Hysterese und hohe Festigkeit.

Dem Fachmann werden nach der Lektüre der vorliegenden Beschreibung, Zeichnungen und beigefügten Ansprüche verschiedene Abwandlungen und Varianten offensichtlich sein. Diese Abwandlungen und Varianten sollen in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen.


Anspruch[de]
Notlaufstützring (100, 200, 300), um einem Fahrzeug das Fahren mit einem platten Reifen (20) zu ermöglichen, die in einer Baugruppe, die einen pneumatischen Reifen (20) und eine Radfelge (10) umfasst, angebracht ist, wobei die Einlage geeignet ist, in dem Lufthohlraum des Reifens angebracht und an der Radfelge gesichert zu werden, wobei der Stützring umfasst:

a) einen elastomeren äußeren Kontaktabschnitt (110, 210, 310) für den Konatkt mit der Innenfläche des Reifens während des Betriebs des platten Reifens,

b) ein verstärktes ringförmiges Band (120, 220, 320), das radial innenseitig von dem äußeren Kontaktabschnitt angordnet ist, wobei das Band eine elastomere Scherschicht (125, 225, 325), mindestens eine erste Membran (121, 221, 323), die haftend am radial innenseitigen Umfang der elastomeren Scherschicht angebracht ist, sowie mindestens eine zweite Membran (123, 223, 321), die haftend am radial außenseitigen Umfang der elastomeren Scherschicht angebracht ist, umfasst,

c) mindestens einen Seitenwandabschnitt (130, 230, 330), der sich von dem Kontaktabschnitt (110, 210, 310) radial nach innen erstreckt, um das ringförmige Band (120, 220, 320) mit einem Basiselement (140, 240, 340) zu verbinden; das um die Reifenfelge (10) herum aufgezogen ist, um den Stützring an der Felge zu sichern, und

d) mindestens eine Karkassenschicht (131, 132, 213, 232, 331, 332), die haftend an dem ringförmigen Band angebracht ist, und wobei sich die Karkassenschicht radial innenseitig von dem ringförmigen Band erstreckt und in dem Basiselement verankert ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Scherschicht (125, 225, 325) eine elastomere Zusammensetzung mit einem Metallsalz einer Karbonsäure umfasst und wobei die Karbonsäure aus der Gruppe ausgewählt ist, die ungesättigte Karbonsäuren umfasst.
Notlaufstützring (100, 200, 300) nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des längsseitigen Elastizitätsmoduls für Zug jeder der Membranen (121, 123, 221, 223, 321, 323) zum Schubmodul der Scherschicht (125, 225, 325) mindestens 100:1 beträgt. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die elastomere Scherschicht (125, 225, 325) eine Dicke zwischen etwa 4 mm und etwa 20 mm aufweist. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elastomere Scherschicht (125, 225, 325) einen Schubmodul von etwa 3 MPa bis etwa 20 MPa aufweist. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elastomere Scherschicht (125, 225, 325) einen Schubmodul von etwa 3 MPa bis etwa 10 MPa aufweist. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elastomere Scherschicht (125, 225, 325) einen Schubmodul von etwa 3 MPa bis etwa 7 MPa aufweist. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elastomere Scherschicht (125, 225, 325) einen Tangens-Delta-Wert von weniger als oder gleich 0,1 aufweist. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Produkt aus dem Schubmodul der Scherschicht (125, 225, 325) mal der radialen Dicke der Scherschicht dividiert durch den Radius des äußersten Umfangs der zweiten Membran zwischen etwa 2 bar und etwa 6 bar beträgt. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Produkt aus dem Schubmodul der Scherschicht (125, 225, 325) mal der radialen Dicke der Scherschicht dividiert durch den Radius des äußersten Umfangs der zweiten Membran etwa 3 bar beträgt. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die elastomere Zusammensetzung aus der Gruppe gewählt ist, die natürliche und synthetische Elastomere und Mischungen daraus umfasst. Notlaufstützring nach Anspruch 10, wobei die elastomere Zusammensetzung der Scherschicht (125, 225, 325) aus der Gruppe gewählt ist, die Dien-Elastomere umfasst. Notlaufstützring nach Anspruch 11, wobei das Dien-Elastomer aus der Gruppe gewählt ist, die Polybutadiene, Polyisoprene, Butadien-Copolymere, Isopren-Copolymere und Mischungen daraus umfasst. Notlaufstützring nach Anspruch 11, wobei das Dien-Elastomer aus der Gruppe gewählt ist, die Naturkautschuk, synthetische cis-1,4-Polyisoprene und Mischungen daraus umfasst. Notlaufstützring nach Anspruch 10, wobei die elastomere Zusammensetzung der Scherschicht (125, 225, 325) aus der Gruppe gewählt ist, die Naturkautschuk, synthetische Polyisoprene, Styrol-Butadien-Copolymere, Butadien-Isopren-Copolymere, Isopren-Butadien-Styrol-Copolymere und Mischungen daraus umfasst. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Karbonsäure aus der Gruppe gewählt ist, die ungesättigte Karbonsäuren umfasst. Notlaufstützring nach Anspruch 15, wobei die Karbonsäuren aus der Gruppe gewählt sind, die Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Acrylsäure, Zimtsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure und Mischungen daraus umfasst. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Metall des Metallsalzes aus der Gruppe gewählt ist, die Natrium, Kalium, Eisen, Magnesium, Kalzium, Zink, Barium, Aluminium, Zinn, Zirkonium, Lithium, Kadmium, Kobalt und Mischungen daraus umfasst. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Metallsalz aus der Gruppe gewählt ist, die Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat umfasst. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die elastomere Zusammensetzung der Scherschicht ferner einen vulkanisierenden Stoff enthält, der eine Zusammensetzung umfasst, die freie Radikale bildet. Notlaufstützring nach Anspruch 19, wobei der vulkanisierende Stoff aus der Gruppe gewählt ist, die Peroxide, Azoverbindungen, Disulfide und Tetrazene umfasst. Notlaufstützring nach Anspruch 20, wobei der vulkaisierende Stoff ein Peroxid ist. Notlaufstützring nach Anspruch 21, wobei das Peroxid aus der Gruppe gewählt ist, die Dicumylperoxid, tert.Butylcumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-BIS(tert.butylperoxy)hexyn-3, BIS(tert.butylperoxyisopropyl)benzen, n-Butyl-4,4-di-(tert.butylperoxy)-valerat, 1,1-Di-(tert.butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, bis(tert.butylperoxy)diisopropylbenzen, t-Butyl-perbenzoat, Di-tert-butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.butylperoxy)hexan und Mischungen daraus umfasst. Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Scherschicht umfasst:

(a) auf 100 Teile (parts per hundred parts of rubber) Elastomer,

(b) 10 bis 60 Teile Metallsalz von Karbonsäure,

(c) 30 bis 70 Teile Füllstoff und

(d) 0,5 bis 2 Teile Peroxid.
Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Scherschicht umfasst:

(a) auf 100 Teile Naturkautschuk

(b) 15–40 Teile aus der Gruppe gewählt, die Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat umfasst,

(c) 30–60 Teile Füllstoff und

(d) 0,5–2 Teile Peroxid.
Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Scherschicht umfasst:

(a) auf 30–65 Teile Naturkautschuk

(b) 35–70 Teile Polybutadien,

(c) 10–20 Teile aus der Gruppe gewählt, die Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat umfasst

(d) 30–60 Teile geperlter Ruß und

(e) 0,5–2 Teile Peroxid.
Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Scherschicht umfasst:

(a) auf 80–100 Teile Naturkautschuk

(b) 0–20 Teile Polybutadien,

(c) 20–50 Teile aus der Gruppe gewählt, die Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat umfasst,

(d) 40–70 Teile Silica und

(e) 0,5–2 Teile Peroxid.
Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Scherschicht umfasst:

(a) auf 50–90 Teile Naturkautschuk

(b) 10–50 Teile Polybutadien,

(c) 20–40 Teile aus der Gruppe gewählt, die Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat umfasst,

(d) 30–60 Teile geperlter Ruß und

(e) 0,5–2 Teile Peroxid.
Notlaufstützring nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Scherschicht umfasst:

(a) auf 80–100 Teile Naturkautschuk

(b) etwa 0–20 Teile Polybutadien,

(c) etwa 30–50 Teile aus der Gruppe gewählt, die Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat umfasst,

(d) etwa 30–70 Teile Silica und

(e) etwa 0,5 bis 2 Teile Peroxid.
Rad (10) -Baugruppe, die einen pneumatischen Reifen (20) und den Notlaufstützring (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 28 umfasst.






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