PETERS, Klaus (Juistweg 7, Burgdorf, 31303, DE)
BUCHINGER-BARNSTORF, Thomas (Jahnstraße 10, Wennigsen, 30974, DE)
KLEFFMANN, Jens (Glünderstr. 14, Hannover, 30167, DE)
PETERS, Klaus (Juistweg 7, Burgdorf, 31303, DE)
BUCHINGER-BARNSTORF, Thomas (Jahnstraße 10, Wennigsen, 30974, DE)
| Patentansprüche 1. Fahrzeugluftreifen für Nutzfahrzeuge mit einem Laufstreifen (1), welcher aus einem radial äußeren profilierten Bereich (6) und einer radial innen an diesen profilierten Bereich (6) angrenzenden Nachschneidreserve (7) besteht und der profilierte Bereich (6) ein bestimmtes Bruttovolumen (VPB)aufweist, - wobei der profilierte Bereich (6) eine radiale Dicke (a) aufweist und zumindest zwei in Umfangsrichtung verlaufende Umfangsrillen (3) einer bestimmten radialen Tiefe (4) aufweist, welche den profilierten Bereich (6) in Umfangsrippen (2) gliedern, wobei eine parallel zur Laufstreifenperipherie im Laufstreifen (1) verlaufende, die tiefste(n) Umfangsrille(n) von radial innen berührende erste Einhüllende (hl) gemeinsam mit der Laufstreifenperipherie und den schulterseitigen Flankenabschnitten (5) den profilierten Bereich (6) definiert und wobei sämtliche Rillen (3) im profilierten Bereich (6) ein bestimmtes Rillenvolumen (VR) definieren, - wobei die Nachschneidreserve (7) eine radiale Dicke (b) aufweist und wobei eine parallel zur Laufstreifenperipherie im Laufstreifen (1) verlaufende, die maxialtief nachschneidbare(n) Umfangsrille(n) von radial innen berührende zweite Einhüllende (h2) gemeinsam mit der ersten Einhüllenden (hl) und den schulterseitigen Flankenabschnitten (5) die Nachschneidreserve (7) definiert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Rillenvolumen (VR) kleiner gleich 16% des Bruttovolumens des profilierten Bereiches (VPB) ist, dass der profilierte Bereich (6) eine radiale Dicke (a) von 6 - 25 mm aufweist und dass die Nachschneidreserve eine radiale Dicke (b) größer gleich 5 mm aufweist. 2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Rillenvolumens (VR) am Bruttovolumen des profilierten Bereiches (VPB) bis zu 10% beträgt. 3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Rillenvolumens (VR) am Bruttovolumen des profilierten Bereiches (VPB) bis zu 7% beträgt. 4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Rillenvolumens (VR) am Bruttovolumen des profilierten Bereiches (VPB) bis zu 4% beträgt. 5. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der profilierte Bereich (6) eine radiale Dicke (a) von 6 - 13 mm aufweist 6. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschneidreserve (7) eine radiale Dicke (b) >= 0,4 x a aufweist, wobei die Dicke (b) mindestens 5mm ist. 7. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschneidreserve (7) eine radiale Dicke (b) >= 0,6 x a aufweist, wobei die Dicke (b) mindestens 5mm ist. 8. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschneidreserve (7) eine radiale Dicke (b) >= 1 x a aufweist. 9. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschneidreserve (7) eine radiale Dicke (b) >= 1 ,5 x a aufweist. 10. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der profilierte Bereich (6) zumindest eine breite Umfangsrille (3) aufweist, deren Breite an der Laufstreifenperipherie zwischen 5 mm und 20 mm und deren Tiefe (4) zwischen 6 mm und 25 mm beträgt. 11. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der profilierte Bereich (6) zumindest eine schmale Umfangsrille aufweist, deren Breite an oder nahe der Laufstreifenperipherie zwischen 0,5 mm und 3mm und deren Tiefe (4) zwischen 6 mm und 25 mm beträgt. 12. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen (1) wenigstens einen Nachschneidindikator aufweist, welcher in einer Umfangsrille und/oder in einer Lateralrille angeordnet ist. |
Fahrzeugluftreifen für Nutzfahrzeuge
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen für Nutzfahrzeuge mit einem Laufstreifen, welcher aus einem radial äußeren profilierten Bereich und einer radial innen an diesen profilierten Bereich angrenzenden Nachschneidreserve besteht und wobei der profilierte Bereich ein bestimmtes Bruttovolumen aufweist.
Es sind insbesondere LKW-Reifen bekannt, die durch die Anordnung einer
Nachschneidreserve nachschneidbar sind, um die Kilometerleistung des Reifens zu erhöhen. Die Nachschneidreserve ist eine Gummischicht, welche radial innen an den profilierten Bereich angrenzt und in die die Profilgeometrie des weitgehend abgefahrenen profilierten Bereiches nachträglich eingeschnitten werden kann. Durch das Nachschneiden wird eine zusätzliche Profiltiefe zur Verfügung gestellt, die Kilometerlaufleistung des Reifens wird erhöht.
Der profilierte Bereich weist eine radiale Dicke (a) und zumindest zwei in
Umfangsrichtung verlaufende Umfangsrillen einer bestimmten radialen Tiefe auf, welche den profilierten Bereich in Umfangsrippen gliedern, wobei eine parallel zur
Laufstreifenperipherie im Laufstreifen verlaufende, die tiefste(n) Umfangsrille(n) von radial innen berührende erste Einhüllende (hl) gemeinsam mit der Laufstreifenperipherie und den schulterseitigen Flankenabschnitten den profilierten Bereich definiert und wobei sämtliche Rillen im profilierten Bereich ein bestimmtes Rillenvolumen definieren. Die Nachschneidreserve weist eine radiale Dicke (b) auf, wobei eine parallel zur
Laufstreifenperipherie im Laufstreifen verlaufende, die maximaltief nachschneidbare(n) Umfangsrille(n) von radial innen berührende zweite Einhüllende (hl) gemeinsam mit der ersten Einhüllenden (hl) und den schulterseitigen Flankenabschnitten die Nachschneidreserve definiert.
Das Bruttovolumen des profilierten Bereiches ist durch das durch die erste Einhüllende (hl), gemeinsam mit der Laufstreifenperipherie und den schulterseitigen
Flankenabschnitten gebildete Volumen definiert.
Die maximale Nachschneidtiefe und somit die radiale Dicke der Nachschneidreserve ist die gesetzlich vorgeschriebene, vom Reifenhersteller anzugebene
Nachschneidtiefenempfehlung bei nachschneidbaren Reifen.
Zwischen Nachschneidreserve und radial innen gelegenem Gürtelpaket ist ein
Gummirestpolster angeordnet. Dieses Gummirestpolster wird auch„Grundpolster" genannt und gehört gemäß des Erfindungsgegenstandes nicht zur Nachschneidreserve. Das
Gummirestpolster soll das Eindringen von Fremdkörpern in das Gürtelpaket und die Karkasse verhindern.
Es sind Nachschneideempfehlungen bis zu einer Tiefe von 4,5mm bekannt.
Beispielsweise weist der Continental Nutzfahrzeugreifen HDR der Größe 11.00 R 22 eine empfohlene Nachschneidetiefe von 4,0 mm, der HSR der Größe 12.00 R 24 eine empfohlene Nachschneidetiefe von 2,5 mm und der HSR 11.00 R 22 eine empfohlene Nachschneidetiefe von 3,5 mm auf.
Um den Rollwiderstand von Fahrzeugluftreifen zu senken, ist bereits eine Vielzahl von Maßnahmen vorgeschlagen worden, beispielsweise eine Reduktion der Profiltiefe oder eine Verringerung der Laufstreifenbreite. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, das beim Abrollen zu deformierende Gummivolumen zu reduzieren. Darüber hinaus verringern spezielle Laufstreifencompounds den Rollwiderstand, beispielsweise solche, die einen geringen Füllstoffanteil aufweisen. Aus der JP-A-61037504 ist ein PKW-Reifen bekannt geworden, dessen Laufstreifen aus einem profilierten Bereich der radialen Dicke (a) und einer radial innen an diesen profilierten Bereich angrenzenden Nachschneidreserve der radialen Dicke (b) besteht. Die Profilierung weist eine maximale radiale Tiefe und somit eine Dicke (a) von 3 bis 5mm auf. Die Dicke des profilierten Bereichs und die Dicke der Nachschneidreserve stehen miteinander in folgender Beziehung: (a) + (b) = 1,5 bis 3 x (a). Durch die vorgenannte Laufstreifenkonstruktion soll eine hervorragende Seitenführung und Geräuschentwicklung des Reifens ermöglicht sein, während durch das Nachschneiden das
Wasserdrainagevermögen und die Haftung des PKW-Reifens über dessen Lebensdauer erhalten bleiben soll. Über Maßnahmen zur Reduzierung des Rollwiderstandes schweigt sich diese Druckschrift aus.
Eine Vielzahl von veröffentlichten Patentanmeldungen und Patenten befasst sich mit dem Thema, den Rollwiderstand von Nutzfahrzeugreifen zu senken, um den
Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeuges zu reduzieren. So ist beispielsweise aus der
EP 0 973 652 Bl ein Reifen für LKW- Antriebsräder bekannt, dessen Laufstreifen zur Verringerung des Rollwiderstandes in Blöcke gegliedert ist, welche von Schlitzen axial durchsetzt sind. Die Blöcke sind ferner durch Quernuten voneinander getrennt, welche jeweils mit weiteren Schlitzen versehen sind. Darüber hinaus ist eine Vielzahl von Längsschlitzen vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Rollwiderstand eines Nutzfahrzeugreifens wirkungsvoll durch einfache Maßnahmen zu senken, ohne dass negative Auswirkungen auf andere Laufstreifeneigenschaften sowie den Abrieb und die Lebenserwartung des Reifens zu erwarten sind.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Rillenvolumen (V R ) kleiner gleich 16% des Bruttovolumens des profilierten Bereiches (V PB ) ist, dass der profilierte Bereich eine radiale Dicke (a) von 6 - 25 mm aufweist und dass die
Nachschneidreserve eine radiale Dicke (b) größer gleich 5 mm aufweist. Bei erfindungsgemäß ausgeführten Nutzfahrzeugreifen wird das Gummivolumen im Laufstreifen erhöht, während die radiale Dicke des Laufstreifens gegenüber den
Laufstreifen des Standes der Technik in etwa gleich bleibt. Entgegen der bisherigen Meinung der Fachwelt wird überraschenderweise durch diese Erhöhung des
Gummivolumens im Laufstreifen der Rollwiderstand merklich reduziert. Der Laufstreifen setzt sich aus dem profilierten Bereich und der Nachschneidreserve zusammen. Durch den kombinatorischen Effekt der kennzeichnenden Merkmale: das im Vergleich zum Stand der Technik geringe Rillenvolumen von kleiner gleich 16% bezogen auf das Bruttovolumen des profilierten Bereiches, die reduzierte radiale Dicke des profilierten Bereiches und die erhöhte radiale Dicke der Nachschneidreserve bei bekannter/gleichbleibender Dicke des Laufstreifens, ist das Gummivolumen des Laufstreifens erhöht. Dieses wirkt sich positiv auf den Rollwiderstand aus. Durch die beschriebenen Maßnahmen wird die
Profilsteifigkeit in radialer Richtung derart erhöht, dass die Deformationsamplitude des Laufstreifens in einem Ausmaß reduziert wird, welches eine Überkompensation des zu erwartenden Effektes - Verschlechterung des Rollwiderstandes durch mehr vorhandenen Gummi -bewirkt. Der Rollwiderstand des Reifens ist somit geringer, wobei die gegenüber einem nach dem Stand der Technik ausgeführten Reifen erzielbare Reduktion des
Rollwiderstandes signifikant sein kann, je nach Anteil des Rillenvolumens in Kombination mit der Dicke der Nachschneidreserve bei„gleichbleibender" Laufstreifengesamtdicke.
Bei PKW-Reifen ist der vorgenannte Effekt, nämlich Verringerung des Rollwiderstandes durch mehr Gummi, nicht zu erzielen. Der Rollwiderstand des Nutzfahrzeugreifens ist verbessert, wenn die Nachschneidreserve eine Dicke (b) >= 0,6 x a, wenigstens aber 5mm aufweist.
Der Rollwiderstand des Nutzfahrzeugreifens ist weiterhin verbessert, wenn die
Nachschneidreserve eine Dicke (b) >= 1 x a aufweist. Der Rollwiderstand des Nutzfahrzeugreifens ist insbesondere dann noch weiterhin verbessert, wenn die Nachschneidreserve eine Dicke (b) >= 1 ,5 x a aufweist.
Vor allem die Ausführung der Umfangsrillen und deren Anzahl und radiale Tiefe beeinflusst die Größe des Rillenvolumens und somit das Rollwiderstands- und
Laufleistungspotential. Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung im Laufstreifen zumindest eine breite Umfangsrille angeordnet sein, deren Breite an der
Laufstreifenperipherie zwischen 5 mm und 20 mm und deren Tiefe zwischen 6 mm und 25 mm beträgt. Des Weiteren kann gemäß der Erfindung im Laufstreifen grundsätzlich zumindest eine schmale Umfangsrille vorgesehen sein, deren Breite an oder nahe der Laufstreifenperipherie zwischen 0,5 mm und 3 mm und deren Tiefe ebenfalls zwischen 6 mm und 25 mm beträgt.
Auch die gestalterische Ausführung der Umfangsrillen wirkt sich auf das Rillenvolumen bzw. den Anteil des Rillenvolumens am Bruttovolumen aus. Die gestalterische bzw. geometrische Ausführung der Umfangsrillen beeinflusst viele wichtige
Laufstreifeneigenschaften, beispielsweise das Wasserdrainagevermögen, das
Abriebsverhalten, die Traktionseigenschaften, das Abrollgeräusch und dergleichen. Es ist daher wesentlich, die Umfangsrillen von ihrer Geometrie bzw. ihrem Querschnitt her derart auszuführen, dass sie einerseits den Anteil des Rillenvolumens am Bruttovolumen erfindungsgemäß gering halten und andererseits die erwünschten
Laufstreifeneigenschaften sicherstellen.
Um das Rillenvolumen zu reduzieren, kann es günstig sein, die Umfangsrillen im
Laufstreifen in unterschiedlichen Tiefen auszuführen.
Vorteilhaft ist es, wenn der Laufstreifen wenigstens einen Nachschneidindikator aufweist, welcher in einer Umfangsrille und/oder in einer Lateralrille angeordnet ist. Der
Nachschneidindikator zeigt die maximale empfohlene Nachschneidetiefe an. Der
Nachschneidindikator ist beispielsweise eine sich radial erstreckende Ausnehmung, deren Grund sich bis auf diejenige radiale Tiefe erstreckt, die der Nachschneideempfehlung entspricht. Der Nachschneidindikator kann beispielsweise punktuell oder über den
Reifenumfang umlaufend angeordnet sein. Der Nachschneidindikator liefert keinen Beitrag zum Rillenvolumen.
Erfindungsgemäße Laufstreifen können in den Umfangsrippen Querrillen, Einschnitte und dergleichen aufweisen, deren„Luftvolumen" zum Rillenvolumen beiträgt.
Die Dicken des profilierten Bereiches und der Nachschneidreserve werden in radialer Richtung des Reifens gemessen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand einer einzigen Zeichnung, die ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellt, und einer Tabelle näher beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform eines Laufstreifens eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugreifens und die Tabelle zeigt gemessene Rollwiderstände von erfindungsgemäß ausgeführten Nutzfahrzeugreifen.
Die Erfindung befasst sich mit einer besonderen Ausführung von Laufstreifen für
Nutzfahrzeugreifen, insbesondere LKW-, Bus- und Anhängerreifen. Erfindungsgemäß ausgeführte Reifen sind vorzugsweise für den Einsatz auf der Trailer- bzw. Nachlaufachse entsprechender Fahrzeuge konzipiert und können den üblichen Aufbau von
Radialluftreifen für diese Einsatzzwecke aufweisen. Der Aufbau ist daher weder dargestellt noch beschrieben. Die Fig. 1 zeigt einen Laufstreifen 1 eines NFZ-Neureifens, welcher aus einem radial äußeren, profilierten Bereich 6 der Dicke (a) und einer radial inneren Nachschneidreserve 7 der Dicke (b) besteht. Der profilierte Bereich 6 hat eine Dicke (a) von 12 mm und die Nachschneidreserve 7 eine Dicke (b) von 7 mm. Der profilierte Bereich 6 weist vier in Umfangsrichtung des Laufstreifens umlaufende Umfangsrippen 2 von im Wesentlichen übereinstimmender Breite auf. Die Umfangsrippen 2 sind voneinander durch in Umfangsrichtung umlaufende breite Umfangsrillen 3 getrennt, die sämtlich übereinstimmend ausgeführt sind. Die maximale Tiefe der breiten Umfangsrillen 3, die bei der gezeigten Ausführung für sämtliche Umfangsrillen 3 gleich groß gewählt ist, beträgt zwischen 6 mm und 25 mm, hier 12mm. Parallel zur Außenkontur der
Laufstreifenperipherie sind zwei Hilfslinien hl und h2 eingezeichnet. Die erste Hilfslinie hl versinnbildlicht eine innerhalb des Laufstreifen 1 in Umfangsrichtung umlaufende Einhüllende hl, die die breiten Umfangsrillen 3 an ihren radial inneren Enden berührt und derart im Querschnitt parallel zur Laufstreifenperipherie in Umfangsrichtung innerhalb des Laufstreifens 1 verläuft. Die erste Hilfslinie hl begrenzt den profilierten Bereich 6 nach radial innen zur Nachschneidreserve 7. Die zweite Hilfslinie h2 begrenzt die
Nachschneidreserve 7 nach radial innen und verläuft parallel zur ersten Hilfslinie hl und schließt zwischen sich und der Hilfslinie hl die Nachschneidreserve 7 ein. Die durch die Hilfslinie hl versinnbildlichte Einhüllende, die Laufstreifenperipherie und die
schulterseitigen Flankenabschnitte 5 des Laufstreifens 1 umschließen ein Bruttovolumen des profilierten Bereiches V PB , welches die Summe des hier befindlichen Gummivolumens und des Rillenvolumens V R ist.
Bei einem erfindungsgemäß ausgeführten Reifen beträgt der Anteil des Rillenvolumens V R am Bruttovolumen V PB zwischen 1% und 16%, vorzugsweise maximal 10% und besonders bevorzugt zwischen 1% und 7%, insbesondere bevorzugt zwischen 1% und 4%, während die Nachschneidreserve eine Dicke (b) >= 0,4 x a, vorzugsweise (b) >= 0,6 x a, besonders bevorzugt (b) >= 1 x a, insbesondere bevorzugt (b) >= 1 ,5 x a, wenigstens aber 5 mm aufweist.
Die Tabelle zeigt gemessene Rollwiderstände von einem LKW-Referenzreifen mit einem Rollwiderstand von 100% und von erfindungsgemäß ausgeführten LKW-Reifen mit verbessertem Rollwiderstand. Tabelle
Der Referenzreifen und die erfindungsgemäßen LKW-Reifen weisen ein Rillenvolumen von 14% in Bezug auf das Bruttovolumen des profilierten Bereiches auf. Der Laufstreifen besteht aus einem profilierten Bereich mit drei in Umfangsrichtung verlaufenden
Umfangsrillen.
Die Dicke des profilierten Bereiches entspricht der radialen Tiefe (a) der tiefsten
Umfangsrillen, während die radiale Dicke der Nachschneidreserve (b) der vom Hersteller empfohlenen Nachschneidtiefe entspricht.
Der Referenzreifen weist eine Dicke des profilierten Bereiches (a) von 15mm und eine Nachschneidreserve (b) von 4 mm auf. Der Rollwiderstand des Referenzreifens beträgt 100%.
Aus der Tabelle wird deutlich, dass bei erfindungsgemäß ausgeführten LKW-Reifen der Rollwiderstand umso besser ist, je mehr Gummivolumen im Laufstreifen zur Verfügung gestellt wird. Eine Erhöhung der Dicke der Nachschneidreserve (b) bei entsprechender Reduzierung der Dicke des profilierten Bereiches (a) - also bei gleichbleibender Laufstreifendicke - ergibt ein größeres Gummivolumen im Laufstreifen und somit einen verbesserten Rollwiderstand. Je geringer die %>-Angabe des Rollwiderstandes ist, umso besser ist der Rollwiderstand des LKW-Reifens. Bezugszeichenliste
1 Laufstreifen
2 Umfangsrippe
3 Umfangsrille
4 Tiefe der Umfangsrille
5 Flankenabschnitt
6 profilierter Bereich
7 Nachschneidreserve
8 Breite der Umfangsrille a Dicke des profilierten Bereiches b Dicke der Nachschneidreserve hl erste Hilfslinie/ Einhüllende h2 zweite Hilfslinie/ Einhüllende
ri radial innen
ra radial außen
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