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Die Erfindung betrifft einen Nutzfahrzeugreifen mit einem in Umfangsrichtung U des Reifens über den Umfang des Reifens erstreckten Gürtel mit zumindest zwei Gürtellagen mit in Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern und mit einem radial außerhalb des Gürtels aufgebauten profilierten Laufstreifen, wobei der Laufstreifen mindestens zwei in Umfangsrichtung U des Reifens über den gesamten Umfang des Reifens erstreckte Umfangsrillen mit Rillengrund und mit Rillengrundstärke G aufweist, wobei die Rillengrundstärke G in jedem Querschnitt des Reifens, der die Reifenachse enthält, jeweils den Abstand des tiefsten Punktes des Rillengrundes angibt zur radial äußeren Mantelfläche, die die Festigkeitsträger der radial am weitesten außen angeordneten Gürtellage umhüllt, wobei der Laufstreifen mindestens eine in Umfangsrichtung U des Reifens über den gesamten Umfang des Reifens erstreckte Profilrippe, welche in ihrer axialen Ausdehnung von ein oder zwei Umfangsrillen begrenzt ist, aufweist, wobei der Laufstreifen eine Profiltiefe, die durch eine im Laufstreifen verlaufende die Rillengründe der Umfangsrillen von radial innen berührende Einhüllende gegeben ist, aufweist, wobei der Laufstreifen von radial außen nach radial innen zwei aus unterschiedlichen Gummimischungen bestehende Schichten, eine Laufstreifencap und eine Laufstreifenbase, aufweist und wobei sich die Laufstreifenbase zumindest teilweise bis radial außerhalb der Profiltiefe erstreckt.
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Es ist üblich, Fahrzeugluftreifen, insbesondere Nutzfahrzeugreifen, mit einem zweiteiligen Laufstreifen zu versehen, welcher aus einer Laufstreifencap, die beim Abrollen des Reifens mit dem Untergrund in Kontakt tritt, und aus einer Laufstreifenbase besteht, welche im Wesentlichen radial innerhalb der Laufstreifencap angeordnet ist. Die Laufstreifencap wird aus einer hinsichtlich des Abriebs und weiterer Reifeneigenschaften optimierten Gummimischung und die Laufstreifenbase aus einer hinsichtlich der Hysterese optimierten Gummimischung gefertigt.
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Eine solche hystereseoptimierte Gummimischung weist üblicherweise schlechtere Abriebseigenschaften, wie beispielsweise eine höhere Verschleißrate, auf als die Gummimischung der Laufstreifencap. Um eine niedrige Verschleißrate des Reifens ausreichend zu gewährleisten muss sichergestellt werden, dass über die gesamte Nutzungsdauer des Laufstreifens die Laufstreifenbase nicht großflächig mit der Straßenoberfläche in Kontakt kommt.
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Aus der
EP 2 477 824 B1 ist ein Nutzfahrzeugreifen gemäß der eingangs genannten Art bekannt, dessen Laufstreifenbase in den beiden axial äußersten Profilrippen des Laufstreifens eine Gummimischung mit einer Rückprallelastizität bei 70°C von 72,4 Punkten aufweist, wobei sich die Gummimischung bei einer radialen Stärke von in etwa 4,5 mm zumindest teilweise bis radial außerhalb der Profiltiefe erstreckt. Die Gummimischung der Laufstreifenbase in den axial zwischen diesen beiden axial äußersten Profilrippen angeordneten Profilrippen weist eine Rückprallelastizität bei 70°C von 50 Punkten auf. Eine solche Gestaltung der Laufstreifenbase wirkt sich positiv auf die Haltbarkeit des Reifens aus.
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Bei der Entwicklung von Laufstreifen steht unter anderem im Vordergrund, einen niedrigen Rollwiderstand bei gleichzeitig ausreichend positiven Abriebseigenschaften zu erreichen. Der Rollwiderstand korreliert mit der Rückprallelastizität bei 70°C (gemäß DIN 53512) der Gummimischung(en) des Laufstreifens, wobei eine hohe Rückprallelastizität einen niedrigen Rollwiderstand zur Folge hat. Auch die Runderneuerungsfähigkeit spielt für die Laufstreifenentwicklung von Nutzfahrzeugreifen eine große Rolle, da eine gute Runderneuerungsfähigkeit die Wirtschaftlichkeit des Reifens positiv beeinflusst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nutzfahrzeugreifen zur Verfügung zu stellen, der einen verbesserten Rollwiderstand bei ausreichenden Abriebseigenschaften sowie eine gute Runderneuerungsfähigkeit aufweist.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass zumindest eine Profilrippe als eine Base-Profilrippe ausgebildet ist, wobei die Laufstreifenbase innerhalb jeder Base-Profilrippe eine maximale radiale Erstreckung Bmax mit einem Wert von 0,5 mm ≤ Bmax ≤ 2,0 mm aufweist, gemessen von der Profiltiefe senkrecht nach radial außen, dass zumindest eine die Base-Profilrippe axial begrenzende Umfangsrille als eine tiefe Umfangsrille ausgebildet ist, wobei jede tiefe Umfangsrille eine Rillengrundstärke G von 3,5 mm ≤ G ≤ 7,0 mm aufweist, dass die Laufstreifenbase aus einer Gummimischung gebildet ist, die eine Rückprallelastizität bei 70°C von mindestens 70 Punkten, bevorzugt von mindestens 75 Punkten, gemessen gemäß DIN 53 512, aufweist, und dass der Laufstreifen eine Nachschneidreserve mit einer maximalen Nachschneidtiefe von 0 mm bis 1 mm aufweist. Die Grundstärke G jeder tiefen Umfangsrille beträgt 3,5 mm ≤ G ≤ 7,0 mm. Dieser vergrößerte Abstand und die daraus resultierende Menge an Gummimaterial zwischen dem Profilgrund der tiefen Umfangsrille und den Festigkeitsträgern der radial äußersten Gürtellage resultiert in einer verbesserten Haltbarkeit sowie einer verbesserten Runderneuerungsfähigkeit.
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Die Grundstärke G der Umfangsrillen beeinflusst auch den Verlauf der Profiltiefe, welche durch eine im Laufstreifen verlaufende, die Rillengründe der Umfangsrillen von radial innen berührende, Einhüllende gegeben ist. In den Schulterbereichen axial außerhalb der axial äußersten Umfangsrillen ist die Profiltiefe dabei parallel zur Laufstreifenperipherie ausgebildet.
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Die Gummimischung, aus der die Laufstreifenbase gebildet ist, weist eine Rückprallelastizität bei 70°C von mindestens 70 Punkten, bevorzugt von mindestens 75 Punkten, gemessen gemäß DIN 53 512, auf. Eine so hohe Rückprallelastizität wirkt sich positiv auf den Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens aus. Das radial zwischen Profiltiefe und Festigkeitsträger der radial äußersten Gürtellage angeordnete Gummimaterial ist weitgehend durch die Gummimischung der Laufstreifenbase gebildet. Aufgrund der großen Grundstärke der tiefen Umfangsrillen ist die hohe Rückprallelastizität der Gummimischung der Laufstreifenbase besonders bedeutend um einen verbesserten Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens sicherzustellen.
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Der Rollwiderstand ist weiter optimiert, indem der Anteil des Volumens der Laufstreifenbase am Gesamtvolumen des Laufstreifens weiter erhöht ist. Hierzu erstreckt sich die Laufstreifenbase über die Profiltiefe hinaus in die Base-Profilrippe hinein. Die Erstreckung ist dergestalt, dass die maximale Erstreckung Bmax der Laufstreifenbase innerhalb der Base-Profilrippe einen Wert von 0,5 mm ≤ Bmax ≤ 2,0 mm aufweist, gemessen von der Profiltiefe normal zur Profiltiefe nach radial außen.
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Eine maximale Erstreckung Bmax von mindestens 0,5 mm gewährleistet, dass ein relevanter Anteil des Volumens der Base-Profilrippe von der rollwiderstandsarmen Gummimischung der Laufstreifenbase eingenommen wird.
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Die Begrenzung von Bmax auf maximal 2,0 mm wiederum gewährleistet, dass über den gesamten Verlauf der Nutzungsdauer des Laufstreifens die Gummimischung der Laufstreifenbase, welche in der Regel schlechtere Abriebseigenschaften als die Gummimischung der Laufstreifencap aufweist, nicht großflächig mit der Straßenoberfläche in Kontakt kommt. Die Nutzungsdauer eines Laufstreifens ist dabei u.a. durch die Abnutzung und damit durch die mit der Abnutzung abnehmende Tiefe der Umfangsrillen begrenzt. Es sind gesetzlich vorgeschriebene minimale Tiefen der Umfangsrillen des Reifens im Betriebszustand von 1,8 mm bekannt.
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Eine Profilrippe ist eine in Umfangsrichtung U des Reifens über den gesamten Umfang des Reifens erstreckte Profilrippe oder ein in Umfangsrichtung U des Reifens über den gesamten Umfang des Reifens erstreckter, optional durch Quernuten unterteilter, Profilblock.
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Eine Nachschneidereserve ist eine Gummischicht des Laufstreifens, welche radial innen an die Profiltiefe angrenzt und in die die Profilgeometrie des weitgehend abgefahrenen profilierten Bereichs nachträglich eingeschnitten werden kann. Die maximale Nachschneidtiefe und somit die radiale Dicke der Nachschneidreserve ist die vom Reifenhersteller anzugebende Nachschneidtiefenempfehlung bei nachschneidbaren Reifen. Es sind insbesondere LKW-Reifen bekannt, die durch die Anordnung einer Nachschneidereserve nachschneidbar sind, um die Kilometerleistung des Reifens zu erhöhen. Es sind Nachschneideempfehlungen bis zu einer Tiefe von 4,5 mm bekannt.
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Um positive Abriebseigenschaften wie eine niedrige Verschleißrate über die gesamte Nutzungsdauer des Reifens zu gewährleisten weist der Laufstreifen eine Nachschneidereserve mit einer maximalen Nachschneidtiefe von 0 mm bis 1 mm auf.
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Ein Nutzfahrzeugreifen mit einer solchen Kombination von Geometrie und Gummimischung der Laufstreifenbase weist einen verbesserten Rollwiderstand bei gleichzeitig ausreichenden Abriebseigenschaften sowie eine gute Runderneuerungsfähigkeit auf. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass der erfindungsgemäße Fahrzeugluftreifen durch den reduzierten Rollwiderstand zusammen mit den ausreichend positiven Abriebseigenschaften und der guten Runderneuerungsfähigkeit auch bei einer geringen maximalen Nachschneidtiefe von 0 mm bis 1 mm eine verbesserte Wirtschaftlichkeit im Gegensatz zu herkömmlichen, nachschneidbaren Reifen aufweist.
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Die genannten Vorteile ergeben sich auch, wenn der Laufstreifen eine maximale Nachschneidtiefe von 0 mm aufweist, d.h. wenn der Reifen nicht nachschneidefähig ist.
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Bei Reifen mit einer Nachschneidereserve ist es üblich, die Nachschneidefähigkeit auf der Reifenseitenwand anzugeben. Dies erfolgt oftmals durch einen Vermerk „regroovable“ auf der Reifenseitenwand. Zweckmäßig ist es, wenn ein Fahrzeugluftreifen mit einer Nachschneidereserve mit einer maximalen Nachschneidtiefe von 0 mm eine entsprechende Angabe auf seiner äußeren Oberfläche, insbesondere auf der Seitenwand, aufweist, welche die Information enthält, dass das Profil nicht nachschneidbar ist. Die Angabe kann ein Kennzeichen sein, das für einen menschlichen Betrachter und/oder durch ein elektronisches Gerät erfassbar und interpretierbar ausgeführt ist. Das Kennzeichen kann farbig und/oder mit Hell-Dunkel-Kontrast und/oder durch Erhebung(en) und/oder Vertiefung(en) der Oberfläche ausgebildet sein. Bei dem Kennzeichen kann es sich beispielsweise um eine Beschriftung und/oder um ein Symbol handeln aus der/dem hervorgeht, dass das Profil nicht nachschneidbar ist und/oder dass die maximale Nachschneidtiefe 0 mm beträgt. Dies ist beispielsweise durch den Schriftzug „nicht nachschneidbar“ oder „non-regroovable“ gegeben.
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Vorteilhaft ist es, wenn zumindest eine Base-Profilrippe nicht als axial äußerste Profilrippe, also nicht als Schulterrippe, sondern als eine axial innere Profilrippe angeordnet ist, die von zwei Umfangsrillen begrenzt ist. Ein solcher Laufstreifen gewährleistet gute Reifeneigenschaften über die gesamte Profillebensdauer auch bei stark asymmetrischem Abrieb im Schulterbereich.
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Als besonders vorteilhaft bezüglich der Wirtschaftlichkeit ist es, wenn die Base-Profilrippe eine maximale radiale Erstreckung Bmax der Laufstreifenbase innerhalb der Base-Profilrippe mit einem Wert von 1,0 mm ≤ Bmax ≤ 1,8 mm aufweist, gemessen von der Profiltiefe senkrecht nach radial außen.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn die tiefe Umfangsrille mit einer Rillengrundstärke G von 5 mm ≤ G ≤ 7,0 mm, bevorzugt von 6,0 mm ≤ G ≤ 7,0 mm ausgebildet ist. Eine so hohe Rillengrundstärke gewährleistet eine besonders gute Runderneuerungsfähigkeit.
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Besonders vorteilhaft für den Rollwiderstand des Nutzfahrzeugreifens ist es, wenn die Gummimischung der Laufstreifenbase eine um mindestens 5 Punkte höhere Rückprallelastizität bei 70° aufweist als die Gummimischung der Laufstreifencap, jeweils gemessen gemäß DIN 53 512.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Base-Profilrippe im Bereich zwischen der Profiltiefe und einer innerhalb der Base-Profilrippe verlaufenden zur Profiltiefe parallelen und mit 0,5 mm bis 1,8 mm beabstandeten Fläche zu mindestens 70 Vol.-% (Volumenprozent), bevorzugt zu mindestens 80 Vol.-%, durch die Gummimischung der Laufstreifenbase gebildet. Hierdurch ist der Volumenanteil an rollwiderstandsarmer Gummimischung optimiert.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Laufstreifen zwei, drei oder mehr axial benachbarte Base-Profilrippen aufweist. Hierdurch ist der Volumenanteil der rollwiderstandsarmen Gummimischung der Laufstreifenbase am Gesamtvolumen des Laufstreifens weiter erhöht und somit der Rollwiderstand des Nutzfahrzeugreifens weiter verbessert. Bevorzugt sind alle inneren Profilrippen Base-Profilrippen. Der Anteil an rollwiderstandsarmer Gummimischung wird weiter erhöht, wenn alle Profilrippen Base-Profilrippen sind.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn alle Umfangsrillen, die zumindest eine Base-Profilrippe begrenzen, tiefe Umfangsrillen sind. Zweckmäßig ist es, wenn alle Umfangsrillen tiefe Umfangsrillen sind.
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Die Rückprallelastizität der Mischung für die Laufstreifenbase kann auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden. So kann beispielsweise durch spezielle Kautschuke, spezielle Vernetzungssysteme, den Füllstoffgehalt, beispielsweise den Rußgehalt, und/oder die Anbindung des Füllstoffs an die umgebende Kautschukmatrix Einfluss auf die Rückprallelastizität genommen werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Gummimischung der Laufstreifenbase einen Füllstoffgehalt von 20 phr bis 30 phr, bevorzugt von 24 phr bis 26 phr, besonders bevorzugt von 25 phr, auf. Als Füllstoffe können dabei z.B. Ruß und/oder Kieselsäure zum Einsatz kommen. Die Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist dabei die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungsrezepturen. Die Dosierung der Gewichtsanteile der einzelnen Substanzen wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung vorhandenen Kautschuke bezogen.
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Ein solcher Nutzfahrzeugreifen ist besonders gut für Lastkraftwagen oder für Busse geeignet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Dabei zeigt die
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1 einen schematischen Teilquerschnitt durch einen erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugreifen.
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Die 1 zeigt die rechte Hälfte eines Teilquerschnittes durch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen für einen Nutzfahrzeugwagen. Die 1 zeigt von den üblichen Bauteilen eines Nutzfahrzeugreifens eine weitgehend luftundurchlässige Innenschicht 1, eine zumindest eine Festigkeitsträgerlage beinhaltende Karkasse 2, die in herkömmlicher Weise vom Zenitbereich des Fahrzeugluftreifens über die Seitenwände 3 bis in Wulstbereiche reicht und dort durch Umschlingen zugfester Wulstkerne verankert ist, einen radial oberhalb der Karkasse 2 befindlichen profilierten Laufstreifen 6 und ein zwischen dem Laufstreifen 6 und der Karkasse 2 angeordneten, sich in Umfangsrichtung U des Reifens über den Umfang des Reifens erstreckenden Gürtel 8 mit vier Gürtellagen mit in Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern aus Stahlkorden.
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Der profilierte Laufstreifen 6 umfasst im gezeigten Bereich zwei in Umfangsrichtung U des Reifens über den gesamten Umfang des Reifens erstreckte Umfangsrillen 9 mit Rillengrund 10 und mit Rillengrundstärke G, wobei die Rillengrundstärke G in jedem Querschnitt des Reifens, der die Reifenachse enthält, jeweils den Abstand des tiefsten Punktes des Rillengrundes 10 angibt zur radial äußeren Mantelfläche, die die Festigkeitsträger der radial am weitesten außen angeordneten Gürtellage umhüllt.
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Weiter weist der Laufstreifen mindestens eine in Umfangsrichtung U des Reifens über den gesamten Umfang des Reifens erstreckte Profilrippe 11, welche in ihrer axialen Ausdehnung von ein oder zwei Umfangsrillen 9 begrenzt ist, auf.
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Die Profiltiefe 12 des Laufstreifens 6 ist durch eine im Laufstreifen 6 verlaufende die Rillengründe 10 der Umfangsrillen 9 von radial innen berührende Einhüllende gegeben.
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Der Laufstreifen 6 weist von radial außen nach radial innen zwei aus unterschiedlichen Gummimischungen bestehende Schichten, eine Laufstreifencap 13, und eine Laufstreifenbase 14, auf, wobei sich die Laufstreifenbase 14 zumindest teilweise bis radial außerhalb der Profiltiefe 12 erstreckt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Profilrippen 11 als Base-Profilrippen ausgebildet. Die maximale radiale Erstreckung Bmax der Laufstreifenbase 14 innerhalb dieser Base-Profilrippen 11 ist mit einem Wert von 1 mm ≤ Bmax ≤ 1,8 mm ausgebildet, jeweils gemessen von der Profiltiefe 12 senkrecht nach radial außen. Zumindest die axial inneren Profilrippen 15 sind im Bereich zwischen der Profiltiefe 12 und einer innerhalb der Base-Profilrippe verlaufenden zur Profiltiefe parallelen und mit 0,5 mm bis 1,8 mm beabstandeten Fläche zu mindestens 70 Vol.-%, bevorzugt zu mindestens 80 Vol.-% durch die Gummimischung der Laufstreifenbase 14 gebildet.
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Die Umfangsrillen 10 begrenzen die Profilrippen 11 in axialer Richtung und sind alle als tiefe Umfangsrillen 10 ausgebildet, d.h. sie weisen eine Rillengrundstärke G von 6 mm ≤ G ≤ 7,0 auf.
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Weiter ist die Laufstreifenbase 14 aus einer Gummimischung gebildet ist, die eine Rückprallelastizität bei 70°C von mindestens 70 Punkten, bevorzugt von mindestens 75 Punkten, gemessen gemäß DIN 53 512, aufweist. Die Gummimischung der Laufstreifenbase 14 weist dabei eine um mindestens 5 Punkte höhere Rückprallelastizität bei 70° auf als die Gummimischung der Laufstreifencap 13, jeweils gemessen gemäß DIN 53 512. Die Gummimischung der Laufstreifenbase 14 weist dabei einen Füllstoffgehalt von 20 phr bis 30 phr, bevorzugt von 24 phr bis 26 phr, auf.
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Der Laufstreifen weist eine Nachschneidreserve nmit einer maximalen Nachschneidtiefe von 0 mm auf. Das Profil ist somit nicht nachschneidbar. Die Seitenwand 3 weist als Kennzeichen den (nicht dargestellten) Schriftzug „non-regroovable“ auf. Dieser ist durch erhabene Bereiche der Oberfläche der Seitenwand 3 gebildet.
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Es handelt sich um einen Reifen für Lastkraftwagen oder für Busse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenschicht
- 2
- Karkasse
- 3
- Seitenwand
- 6
- Laufstreifen
- 7
- Kontaktfläche zur Fahrbahn
- 8
- Gürtel
- 9
- Umfangsrille
- 10
- Rillengrund
- 11
- Profilrippe
- 12
- Profiltiefe
- 13
- Laufstreifencap
- 14
- Laufstreifenbase
- 15
- axial innere Profilrippe
- G
- Rillengrundstärke
- Bmax
- maximale radiale Erstreckung der Laufstreifenbase
- U
- Umfangsrichtung
- aR
- axiale Richtung
- rR
- radiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 53512 [0005]
- DIN 53 512 [0007]
- DIN 53 512 [0009]
- DIN 53 512 [0022]
- DIN 53 512 [0038]
- DIN 53 512 [0038]