DE102010045120A1

DE102010045120A1 - Reifen mit variablem Rollwiderstand, Vorrichtung und Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens

Info

Publication number: DE102010045120A1
Application number: DE102010045120A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kind Franz; Martin Lustenberger
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2012-03-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen mit variablem Rollwiderstand für ein Fahrzeug, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht, wobei die Belagsschicht für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht tragenden Gürtelbereich und eine von außen befüllbare Druckkammer. Erfindungsgemäß ist der Gürtelbereich in mindestens einen ersten Teilbereich und in mindestens einen zweiten Teilbereich derart unterteilt, dass bei einer Variation des Drucks innerhalb der Druckkammer die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereichs in alleinige oder außer Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar ist. Weiterhin Teil der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren mit einem erfindungsgemäßen Reifen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen mit variablem Rollwiderstand für ein Fahrzeug, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht, wobei die Belagsschicht für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht tragenden Gürtelbereich und eine von außen befüllbare Druckkammer.
Ein für den Energieverbrauch eines Fahrzeugs wesentlicher Fahrwiderstand ist der sog. Reifenrollwiderstand. Hierbei zeigt sich jedoch, dass eine Verringerung des Rollwiderstandes nicht unabhängig vom dessen Haftungsniveau (Grip) zu einer Bodenoberfläche erreicht werden kann. Zur Reduzierung des Rollwiderstandes kann zum einen die Reifenaufstandsfläche, dass heißt die Fläche bzw. das Volumen des Reifens bzw. der Belagschicht des Reifens, welche im Kontakt zur Bodenoberfläche steht, verringert werden. Zum anderen können die Materialien der Belagschicht so angepasst werden, dass diese weniger Energieverluste durch die Verformung des Belagschichtmaterials aufweisen. Der Reifenrollwiderstand wird durch die Deformation des eingefederten Reifens beim Abrollen unter der Gewichtslast des Fahrzeugs verursacht. Dabei führt die so genannte Hysterese des für den Reifen verwendeten Materials (in der Regel Gummi, Kautschuk oder Elastomer) dazu, dass ein Teil der Deformationsenergie in Wärme umgewandelt wird. Dieser Energieverlust bestimmt damit den Rollwiderstand des Reifens und ist im Wesentlichen von dem deformierten Volumen (Aufstandsfläche) und dem Material der Belagschicht abhängig. Für ein hohes Haftungsniveau (hohen Grip) ist eine große Hysterese notwendig, da der Reifen bzw. dessen mit der Bodenoberfläche in Kontakt kommende Belagschicht sich bei einem starken Verformungsvermögens der Belagschicht an die Rauhigkeit der Bodenoberfläche anpasst, und die Haftung zwischen Reifen und Oberfläche verbessert. Demgegenüber bedingt das starke Verformungsvermögen der Belagschicht aufgrund der großen Hystereseverluste (Energieverlust durch Wärmeentwicklung) des Materials jedoch einen entsprechend erhöhten Rollwiderstand.
In der DE 100 44 074 A1 ist ein Kraftfahrzeugreifen mit einer variablen Aufstandsfläche bzw. einem variablen Rollwiderstand offenbart, welcher in die Mitte der Karkasse eine eingearbeitete zusätzliche Schwungmasse aufweist, die durch ihr Gewicht dazu veranlasst wird, bei einer bestimmten Drehzahl mittels der entstehenden Fliehkraft die Lauffläche des Reifens so nach außen aufzuwölben, dass auf der Reifenlauffläche eine Wulst entsteht. Infolge dessen verringern sich die Aufstandsfläche des Reifens auf der Bodenoberfläche und desgleichen der Rollwiderstand des Reifens. Nachteilig ist dabei, dass das Aufwölben der Reifenlauffläche allein durch die Rotationsgeschwindigkeit des Reifens, dass heißt durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges erfolgt. Infolge dessen kann der Rollwiderstand des Reifens allein durch die Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden, so dass bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten der Rollwiderstand nicht signifikant variiert werden kann. Zudem besteht ein großer Nachteil darin, dass in einer Gefahrensituation, bei der eine möglichst große Aufstandsfläche der Reifenlauffläche (hoher Grip) nötig ist, eine notwendige Bremsreibung oder Übertragung von Seiten- und Querbeschleunigungskräften zur Bodenoberfläche gerade nicht kurzfristig zur Verfügung steht, da eine Vergrößerung der Aufstandsfläche allein durch eine Geschwindigkeitsverringerung des Fahrzeugs möglich ist. Der Reifen des Standes der Technik verhindert durch seinen Aufbau somit in einer Gefahrensituation selbst, dass ein rascher Geschwindigkeitsabbau erfolgen kann.
Die DE 10 2006 053 725 A1 beschreibt einen Fahrzeugluftreifen, welcher eine Verbesserung hinsichtlich des voranstehend erläuterten Konflikts zwischen gutem Haftungsniveau (Grip) und geringem Rollwiderstand bewirkt, indem durch eine verbesserte Materialrezeptur die beiden Eigenschaften gleichzeitig auf ein besseres Niveau gebracht werden können. Nachteilig ist hierbei, dass die materialbedingten Verbesserungen nur als vergleichsweise geringfügig zu bezeichnen sind und zudem im späteren Einsatz des Reifens nicht mehr situationsbedingt variiert werden können.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Reifen mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, der gegenüber dem Stand der Technik eine Variation des Rollwiderstandes ermöglicht, welche unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Rotationsgeschwindigkeit des Reifens ist und die Variation des Rollwiderstandes gleichzeitig in einem größeren Bereich zwischen optimierter Haftung des Reifens und einem geringen Rollwiderstand einstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Gürtelbereich in mindestens einen ersten Teilbereich und in mindestens einen zweiten Teilbereich derart unterteilt ist, dass bei einer Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereiches in alleinige oder außer Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar ist. Der erfindungsgemäße Reifen ermöglicht durch eine einfach realisierbare Variation des Drucks (beispielsweise durch dem Fachmann bekannte Reifendruckregelsysteme) des Fluids innerhalb der Druckkammer des Reifens, dass die Aufstandsfläche bzw. der Rollwiderstands des Reifens verringert oder maximiert wird. Die Variation des Drucks des Fluids kann dabei unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges in kurzen Zeitintervallen umgesetzt werden. Der Gürtelbereich kann einen Wandungsabschnitt der Druckkammer bilden. Die Druckkammer kann alternativ über einen zusätzlichen Schlauch gebildet sein.
Der erste Teilbereich kann gegenüber dem zweiten Teilbereich hervorstehend expandierbar oder gegenüber dem zweiten Teilbereich zurückstehend kontrahierbar sein.
Für den Fall, dass der erste Teilbereich gegenüber dem zweiten Teilbereich hervorstehend expandierbar ist, erfolgt insbesondere durch eine Erhöhung des Drucks innerhalb der Druckkammer die hervorstehende Expansion des ersten Teilbereichs gegenüber dem zweiten Teilbereich, so dass die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereichs in alleinige Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar ist. Für den Fall, dass der erste Teilbereich gegenüber dem zweiten Teilbereich zurückstehend kontrahierbar ist, erfolgt insbesondere bei einer Druckerniedrigung innerhalb der Druckkammer die zurückstehende Kontraktion des ersten Teilbereichs gegenüber dem zweiten Teilbereich, so dass die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereichs außer Wirkung zu der Bodenoberfläche bringbar ist. In beiden vorgenannten Fällen verringert sich die Reifenaufstandsfläche bzw. der Anteil der in Kontakt zur Bodenoberfläche tretenden Reifenlauffläche, so dass der Rollwiderstand gegenüber der Bodenoberfläche insgesamt reduziert ist.
Das Elastizitätsverhalten des ersten Teilbereiches kann sich von dem Elastizitätsverhalten des zweiten Teilbereiches 5 unterscheiden. Insbesondere kann das Elastizitätsverhalten des ersten Teilbereiches größer sein als das Elastizitätsverhalten des zweiten Teilbereiches. Vorzugsweise unterscheidet sich das Elastizitätsverhalten des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches gegenüber einer Druckänderung voneinander. Insbesondere durch ein größeres Elastizitätsverhalten (vorzugsweise gegenüber Druckänderung) des ersten Teilbereiches gegenüber dem zweiten Teilbereich ist durch eine Variation des Drucks innerhalb der Druckkammer die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereichs in alleinige oder außer Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar.
Vorzugsweise weist der erste Teilbereich eine ersten Verstärkungsgürtel und der zweite Teilbereich jeweils einen zweiten Verstärkungsgürtel auf, wobei die beiden Verstärkungsgürtel relativ zueinander verschiebbar bzw. beweglich sind. In vorteilhafter Weise ermöglicht die Unterbrechung des üblicherweise durchgehenden Verstärkungsgürtels in mehrere, vorzugsweise eigenständige Einzelgürtel, dass bei einer Variation des Drucks innerhalb der Druckkammer des Reifens durch die Verschiebbarkeit bzw. die Beweglichkeit der Verstärkungsgürtel relativ zueinander der Rollwiderstand bzw. die Aufstandfläche des Reifens variiert werden kann. Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Verstärkungsgürtel eine Verbindung untereinander aufweisen, wobei die Verbindung so ausgebildet ist, dass die Verschiebbarkeit bzw. die Beweglichkeit der Verstärkungsgürtel relativ zueinander erhalten bleibt.
Vorzugsweise sind zwei zweite Teilbereiche und ein erster Teilbereich vorgesehen, wobei der erste Teilbereich vorzugsweise zwischen den beiden zweiten Teilbereichen angeordnet ist. Insbesondere weist der erste Teilbereich dabei einen ersten Verstärkungsgürtel und die zweiten Teilbereiche einen zweiten Verstärkungsgürtel auf, wobei die Verstärkungsgürtel jeweils relativ zueinander verschiebbar bzw. beweglich sind.
Die Druckkammer kann ein Leitungselement zur Verbindung mit einer Druckfluidquelle aufweisen. Derartige Leitungselemente sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, aus dem eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Variation des Drucks innerhalb der Druckkammer eines Reifens vorliegen. Dies können insbesondere Drehdichtungen, Drehdurchführungen und/oder Verbindungsleitungen sein, die eine fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer und der Druckfluidquelle herstellen. Das Leitungselement kann zusätzlich ein Druckablasselement, vorzugsweise ein Druckablassventil aufweisen. Das Leitungselement fungiert in diesem Fall zum einen zur Verbindung mit einer externen Druckfluidquelle (insbesondere einer Druckluftquelle oder ein Fluidspeicher), so dass über das Leitungselement der Druck in der Druckkammer erhöht werden kann, und zum anderen ermöglicht das Vorsehen eines Druckablasselements an dem Leitungselement, dass der Druck innerhalb der Druckkammer über das Leitungselement wieder reduziert werden kann.
Der Reifen kann ein Innendruck-Sensorelement aufweisen. Das Innendruck-Sensorelement ist vorzugsweise innerhalb der Druckkammer angeordnet. Alternativ kann das Innendruck-Sensorelement an dem vorgenannten Leitungselement, Druckablasselement oder Verbindungsleitung angeordnet sein. Weiter vorzugsweise ist das Innendruck-Sensorelement mit einer Steuer- und/oder Sensoreinheit eines Fahrzeuges, welches mit dem erfindungsgemäßes Reifen ausgestattet ist, verbindbar bzw. verbunden. Die Steuer- und/oder Sensoreinheit steuert dabei in Abhängigkeit des von dem Innendruck-Sensorelement ausgegebenen Druckwertes und/oder weiteren Fahrzustandsparametern eine Druckerhöhung bzw. eine Druckverringerung innerhalb der Druckkammer durch Aktivierung der Druckfluidquelle bzw. durch Aktivierung des Druckablasselementes des Reifens.
Die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereiches kann aus einem Material gebildet sein, das im Vergleich zu dem Material des angrenzenden zweiten Teilbereichs oder der angrenzenden zweiten Teilbereiche der Belagschicht geringere Hystereseverluste und/oder einen geringeren Verlustfaktor tanδ bei Temperaturen im Temperaturbereich von 20°C bis 90°C aufweist. Insbesondere kann die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereiches aus einem Material gebildet sein, das im Vergleich zu dem Material des angrenzenden zweiten Teilbereichs oder der angrenzenden zweiten Teilbereiche der Belagschicht geringere Hystereseverluste und/oder einen geringeren Verlustfaktor bei einer Temperatur im Temperaturbereich von 40°C bis 80°C, vorzugsweise bei einer Temperatur von 60°C aufweist. Unter Hystereseverlust versteht man den Energieverlust, der bei einer dynamischen Beanspruchung des Materials der Belagschicht – Verwendung finden hier insbesondere Kautschuke, Elastomere oder Gummis – irreversibel in Wärme umgewandelt wird. Als Messgröße für Hystereseverluste dient der so genannte Verlustfaktor tanδ, der als das Verhältnis von Verlustmodul E'' zu Speichermodul E' definiert ist (vgl. hierzu auch DIN 53 513 und DIN 53 535). Der Verlustfaktor tanδ wird gemäß DIN 53 513 aus Messungen mit konstanter Verformungsamplitude von 0,2% bei 10% Vorverformung in Kompression mit 10 Hz dynamischer Verformungsfrequenz bei Temperaturen im Temperaturbereich von 20°C bis 90°C, insbesondere bei 60°C bestimmt. Eine Erniedrigung des tanδ im anwendungstechnisch wichtigen Temperatur-/Frequenz- bzw. Amplituden-Bereich führt zu einem verminderten Hitzeaufbau in dem verwendeten Material. Reifen aus z. B. Kautschuk, Elastomeren oder Gummi, die einen verminderten Hystereseverlust aufweisen, zeichnen sich durch einen verminderten Rollwiderstand und infolge dessen durch einen geringeren Energieverbrauch der damit ausgestatteten Fahrzeuge aus. Der dynamische Verlustmodul E'' weist als Einheit N/mm² auf. Erzielt werden können die Verringerung der Hystereseverluste und/oder die Verringerung des Verlustfaktors tanδ des Materials der Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereiches, bei Temperaturen im Temperaturbereich von 20°C bis 90°C, beispielsweise durch eine Erhöhung des sog. Silikat-Anteils innerhalb der Materialzusammensetzung der Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereiches. Prinzipiell ist die Charakterisierung des tanδ gegen die Temperatur eines Kautschuks, Elastomeren oder Gummis für den Fachmann auf diesem Gebiet wohl bekannt. Generell kann gesagt werden, dass die Nassgriffigkeit des Reifens umso besser ist, je höher der bei 0°C gemessene tanδ-Wert ist. Andererseits ist der Rollwiderstand umso geringer, je niedriger insbesondere der bei einer Temperatur zwischen 60°C bis 70°C gemessene tanδ-Wert ist.
Weiterhin Teil der Erfindung ist ein Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens, aufweisen eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht, wobei die Belagsschicht für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht tragenden Gürtelbereich und eine von außen befüllbare Druckkammer, wobei der Gürtelbereich in mindestens einen ersten Teilbereich und in mindestens einen zweiten Teilbereich unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereichs in alleinige oder außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird. Der Reifen des vorgenannten Verfahrens ist vorzugsweise ein erfindungsgemäßer Reifen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Weiterhin Teil der Erfindung ist ein Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens, aufweisen eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht , wobei die Belagsschicht für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht tragenden Gürtelbereich und eine von außen befüllbare Druckkammer, wobei der Gürtelbereich in mindestens einen ersten Teilbereich und in mindestens einen zweiten Teilbereich unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich dieser Belagsschicht in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden. Der Reifen des vorgenannten Verfahrens ist vorzugsweise ein erfindungsgemäßer Reifen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Die beiden vorgenannten Verfahren ermöglichen in einfacher Weise mittels allgemein bekannter Steuer- und/oder Sensoreinheiten des Fahrzeuges, die Aufstandsfläche eines erfindungsgemäßen Reifens an die aktuell vorliegende Fahrsituation des Fahrzeuges anzupassen. Beispielhaft kann bei einer im Wesentlich Geradeausfahrt auf einer Schnellfahrstraße (z. B. Autobahn) der Rollwiderstand des Reifens verringert werden, wobei die Steuereinheit gleichzeitig durch eine erneute Druckvariation auf eine veränderte Fahrsituation oder Gefahrensituation wie beispielsweise eine Bremsung des Fahrzeugs oder einen Systemausfall oder das Einleiten einer Kurvenfahrt reagiert und die Aufstandsfläche der Belagsschicht maximiert, d. h. der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich dieser Belagsschicht in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden.
Als Fahrzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereichs in alleinige oder außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird, werden insbesondere eine im Wesentlichen Geradeausfahrt des Fahrzeugs erfassende Fahrzustandsparameter verstanden. Dies können insbesondere unterhalb eines definierten Grenzwertes liegende Sensorwerte für die Quer- und/oder Längsbeschleunigung oder Sensorwerte für das aktuell vorliegende Haftungsvermögen der Bodenoberfläche (z. B. Schnee, Regen, Eis, Trocken, Sandig) sein.
Als Fahrzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Druckfluids innerhalb der Druckkammer der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich dieser Belagsschicht in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden, werden insbesondere eine enge Kurvenfahrt und/oder eine Bremsung des Fahrzeuges und/oder ein Systemausfall und/oder eine verstärkte Dämpferaktivität und/oder jedwede eine Gefahrensituation erfassende Fahrzustandsparameter verstanden.
Die Steuer- und/oder Sensoreinheit kann Schwingungssensoren, Lenkwinkelsensoren, Traktionssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Querbeschleunigungssensoren, Abstandsmesssensoren, Unfallvorwarnsensoren (Pre-Crash-Sensoren), Radarsensoren, Federungssensoren, Regensensoren, ABS-Sensoren, ASR-Sensoren, ESP-Sensoren, MSR-Sensoren, Kamerasensoren, Neigungssensoren, oder Kombinationen der vorgenannten Sensoren aufweisen. Die verwendeten Abkürzungen stehen für: ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung), ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) und MSR (Motorschleppmomentenregelung).
Weiterhin Teil der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Variation des Rollwiderstandes eines Reifens, aufweisend einen erfindungsgemäßen Reifen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem ersten Fluidspeicher und einem zweiten Fluidspeicher, wobei zur Verbindung der Druckkammer mit den beiden Fluidspeichern mindestens eine Verbindungsleitung und Schaltelemente (insbesondere Ventile) vorgesehen sind, die vorzugsweise eine wechselseitige fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer und den Fluidspeichern ermöglichen. Der erste Fluidspeicher kann dafür vorgesehen sein, einen höheren Fluiddruck bereitzustellen als der zweite Fluidspeicher. Der zweite Fluidspeicher kann insbesondere dafür vorgesehen sein, ein Vakuum bereitzustellen. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer Vorrichtung zur Variation des Reifenrollwiderstandes mit einem ersten Fluidspeicher und mit einem zweiten Fluidspeicher wird ermöglicht, dass ein Fluidspeicher mit einem hohen Fluiddruck vorgesehen sein kann, welcher eine kurzfristige Füllung der Druckkammer mit einem Fluid ermöglicht, so dass die Belagsschicht im Bereich des ersten Teilbereichs in einem sehr kurzen Zeitintervall in alleinige Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar ist. Demgegenüber kann es vorteilhaft sein, dass möglichst kurzfristig/schlagartig der Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer reduziert wird, um insbesondere in einer Gefahrensituation sehr schnell zu einer maximale Haftung des Reifens auf der Bodenoberfläche zurückzukehren. Hierzu kann ein zweiter Fluidspeicher, welcher ein Vakuum gegenüber der Atmosphäre bereitstellt, vorgesehen sein. Durch das Vorsehen eines Vakuums innerhalb des zweiten Fluidspeichers verkürzt sich die benötigte Zeit für eine Druckerniedrigung innerhalb der Druckkammer gegenüber einem einfachen Entlüften der Druckkammer gegenüber der Atmosphäre. Vorzugsweise werden die zwei Fluidspeicher über eine gemeinsame Pumpe auf einen hohen Druck bzw. auf einen Unterdruck gebracht.
Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Reifen,
2 eine weitere Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Reifen,
3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Variation des Reifenrollwiderstands,
4 eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Variation des Reifenrollwiderstands.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt einen Reifen mit variablem Rollwiderstand für ein Fahrzeug, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3. Der Gürtelbereich 2 ist in einen ersten Teilbereich 4 und in zwei zweite Teilbereiche 5 derart unterteilt, dass bei einer Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereiches 4 in alleinige Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar ist. Der Gürtelbereich 2 bildet einen Wandungsabschnitt der Druckkammer 3. Die weiteren Wandungsabschnitte 10 sind durch die Seitenwandabschnitte 10 gebildet. Die Variation des Drucks des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 entspricht für dieses Ausführungsbeispiel einer Druckerhöhung innerhalb der Druckkammer 3, die bewirkt, dass der Teilbereich 4 aus dem Zustand einer maximalen Aufstandsfläche des Reifens (vgl. 1a) in einen Zustand einer minimierten Aufstandsfläche bzw. minimierten Rollwiderstands (vgl. 1b) bringbar ist. Das Elastizitätsverhalten des ersten Teilbereiches 4 unterscheidet sich von dem Elastizitätsverhalten des zweiten Teilbereiches 5 und ist insbesondere größer. Das Elastizitätsverhalten des ersten Teilbereichs 4 und der zweiten Teilbereiche 5 gegenüber Druckänderung unterschieden sich voneinander. Der erste Teilbereich 4 ist gegenüber den zweiten Teilbereichen 5 hervorstehend expandierbar. Der erste Teilbereich 4 weist einen ersten Verstärkungsgürtel 6 und die zweiten Teilbereiche 5 jeweils einen zweiten Verstärkungsgürtel 7 auf, wobei die Verstärkungsgürtel 6, 7 relativ zueinander beweglich bzw. verschiebbar sind. Es sind zwei zweite Teilbereiche 5 und ein erster Teilbereich 4 vorgesehen, wobei der erste Teilbereich 4 zwischen den beiden zweiten Teilbereichen 5 angeordnet ist. Der Reifen weist ferner ein Leitungselement 8 zur Verbindung mit einer externen Druckfluidquelle auf. Die externe Druckfluidquelle befindet sich an einem hier nicht näher dargestellten Fahrzeug, welches mit dem erfindungsgemäßen Reifen ausgestattet ist. Über das Leitungselement 8 kann der Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 erhöht werden. Das Leitungselement 8 weist zusätzlich ein hier nicht näher dargestelltes Druckablasselement in Form eines Druckablassventils auf. Über das Leitungselement 8 kann daher der Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 zum einen erhöht und zum anderen erniedrigt werden. Der Reifen weist ein Innendruck-Sensorelement 9 auf, welches innerhalb der Druckkammer 3 angeordnet ist. Das Innendruck-Sensorelement 9 ist mit einer Steuereinheit des hier nicht näher dargestellten Fahrzeuges verbunden. Die Steuereinheit des Fahrzeuges steuert in Abhängigkeit zu den über das Innendruck-Sensorelement 9 ermittelten Druckwerten die Variation des Drucks innerhalb der Druckkammer 3 über die Aktivierung der externen Druckfluidquelle, welche über das Leitungselement 8 den Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 erhöht, oder über die Aktivierung des Druckablasselements die Verringerung des Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 veranlasst. Ein Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens umfasst einen erfindungsgemäßen Reifens aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3, wobei der Gürtelbereich 2 in mindestens einen ersten Teilbereich 4 und in mindestens einen zweiten Teilbereich 5 unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 in alleinige Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird. Als Fahrzeugzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 in alleinige mit der Bodenoberfläche gebracht wird, werden insbesondere eine im Wesentlichen Geradeausfahrt des Fahrzeugs erfassende Fahrzeugzustandsparameter verstanden. Ein weiteres Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens umfasst einen erfindungsgemäßen Reifen, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3, wobei der Gürtelbereich 2 in mindestens einen ersten Teilbereich 4 und in mindestens einen zweiten Teilbereich 5 unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 der erste Teilbereich 4 und der zweite Teilbereich 5 dieser Belagsschicht 1 in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden. Als Fahrzeugzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Druckfluids innerhalb der Druckkammer 3 der erste Teilbereich 4 und der zweite Teilbereich 5 dieser Belagsschicht 1 in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden, werden insbesondere eine enge Kurvenfahrt und/oder eine Bremsung des Fahrzeuges und/oder ein Systemausfall und/oder eine verstärkte Dämpferaktivität und/oder jedwede eine Gefahrensituation erfassende Fahrzeugzustandsparameter verstanden. Die Steuer- und/oder Sensoreinheit kann Schwingungssensoren, Lenkwinkelsensoren, Traktionssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Querbeschleunigungssensoren, Abstandsmesssensoren, Unfallvorwarnsensoren (Pre-Crash-Sensoren), Radarsensoren, Federungssensoren, Regensensoren, ABS-Sensoren, ASR-Sensoren, ESP-Sensoren, MSR-Sensoren, Kamerasensoren, Neigungssensoren, oder Kombinationen der vorgenannten Sensoren aufweisen. Die verwendeten Abkürzungen stehen für: ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung), ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) und MSR (Motorschleppmomentenregelung).
Die 2 zeigt einen Reifen mit variablen Rollwiderstand für ein Fahrzeug, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3. Der Gürtelbereich 2 ist in einen ersten Teilbereich 4 und in einen zweiten Teilbereich 5 derart unterteilt, dass bei einer Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 außer Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar ist. Der erste Teilbereich 4 ist gegenüber den zweiten Teilbereichen 5 zurückstehend kontrahierbar. Der Gürtelbereich 2 bildet einen Wandungsabschnitt der Druckkammer 3. Die weiteren Wandungsabschnitte 10 sind durch die Seitenwandabschnitte 10 gebildet. Die 2a zeigt den erfindungsgemäßen Reifen mit einem Druckwert des Fluids innerhalb der Druckkammer 3, dem eine maximale Aufstandsfläche des Reifens entspricht. Durch eine Verringerung des Druckwertes des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 ist der erste Teilbereich 4 gegenüber dem zweiten Teilbereich 5 zurückstehend kontrahierbar. Durch die Verringerung des Drucks des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 ist demgemäß die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 außer Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar. Hierdurch verringert sich der Rollwiderstand des Reifens dahingehend, dass nunmehr allein die beiden zweiten Teilbereiche 5 in Wirkung zur Bodenoberfläche stehen (vgl. 2b). Das Elastizitätsverhalten gegenüber Druckänderung des ersten Teilbereichs 4 unterscheidet sich von dem Elastizitätsverhalten gegenüber Druckänderungen der zweiten Teilbereiche 5 dahingehend, dass bei einer Druckverringerung der erste Teilbereich 4 eine größere Kontraktion zeigt als die zweiten Teilbereiche 5. Der erste Teilbereich 4 weist einen ersten Verstärkungsgürtel 6 und die zweiten Teilbereiche 5 zwei zweite Verstärkungsgürtel 7 auf, wobei die Verstärkungsgürtel 6, 7 relativ zueinander beweglich bzw. verschiebbar sind. Der Reifen weist zwei zweite Teilbereiche 5 und einen ersten Teilbereich 4 auf, wobei der erste Teilbereich 4 zwischen den beiden zweiten Teilbereichen 5 angeordnet ist. Die Druckkammer 3 des Reifens weist ferner ein Leitungselement 8 zur Verbindung mit einer externen Druckfluidquelle auf. Das Leitungselement 8 weist zusätzlich ein Druckablasselement, insbesondere ein Druckablassventil auf. Der Reifen weist ferner ein Innendruck-Sensorelement 9 auf, welches innerhalb der Druckkammer 3 angeordnet ist. Ein Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens umfasst einen erfindungsgemäßen Reifen, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3, wobei der Gürtelbereich 2 in mindestens einen ersten Teilbereich 4 und in mindestens einen zweiten Teilbereich 5 unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird. Als Fahrzeugzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird, werden insbesondere eine im Wesentlichen Geradeausfahrt des Fahrzeugs erfassende Fahrzeugzustandsparameter verstanden. Ein weiteres Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens umfasst einen erfindungsgemäßen Reifen, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3, wobei der Gürtelbereich 2 in mindestens einen ersten Teilbereich 4 und in mindestens einen zweiten Teilbereich 5 unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 der erste Teilbereich 4 und der zweite Teilbereich 5 dieser Belagsschicht 1 in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden. Als Fahrzeugzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Druckfluids innerhalb der Druckkammer 3 der erste Teilbereich 4 und der zweite Teilbereich 5 dieser Belagsschicht 1 in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden, werden insbesondere eine enge Kurvenfahrt und/oder eine Bremsung des Fahrzeuges und/oder ein Systemausfall und/oder eine verstärkte Dämpferaktivität und/oder jedwede eine Gefahrensituation erfassende Fahrzeugzustandsparameter verstanden. Die Steuer- und/oder Sensoreinheit kann Schwingungssensoren, Lenkwinkelsensoren, Traktionssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Querbeschleunigungssensoren, Abstandsmesssensoren, Unfallvorwarnsensoren (Pre-Crash-Sensoren), Radarsensoren, Federungssensoren, Regensensoren, ABS-Sensoren, ASR-Sensoren, ESP-Sensoren, MSR-Sensoren, Kamerasensoren, Neigungssensoren, oder Kombinationen der vorgenannten Sensoren aufweisen. Die verwendeten Abkürzungen stehen für: ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung), ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) und MSR (Motorschleppmomentenregelung).
Die 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Variation des Reifenrollwiderstands, aufweisend einen erfindungsgemäßen Reifen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und einen ersten Fluidspeicher 11 und einen zweiten Fluidspeicher 12, wobei zur Verbindung der Druckkammer 3 des Reifens mit den beiden Fluidspeichern 11, 12 ein Leitungselement 22, Verbindungsleitungen 22a, 22b und Schaltelemente 18a, 18b vorgesehen sind, die eine wechselseitige fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer 3 und den Fluidspeichern 11, 12 ermöglichen. Die Schaltelemente 18a, und 18b sind als elektrisch betätigbare Stellventile ausgebildet. Der erste Fluidspeicher 11 ist dafür vorgesehen einen höheren Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 bereitzustellen als der zweite Fluidspeicher 12, wobei der zweite Fluidspeicher 12 insbesondere dafür vorgesehen ist ein Vakuum bereitzustellen. Ein Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens umfasst einen erfindungsgemäßen Reifen, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3, wobei der Gürtelbereich 2 in mindestens einen ersten Teilbereich 4 und in mindestens einen zweiten Teilbereich 5 unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit 19, 20 eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 in alleinige Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird. Als Fahrzeugzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 in alleinige Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird, werden insbesondere eine im Wesentlichen Geradeausfahrt des Fahrzeugs erfassende Fahrzeugzustandsparameter verstanden. Die Variation des Drucks des Fluids erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch das Öffnen des Schaltelements 18a, welches eine fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer 3 und dem Fluidspeicher 11 herstellt. Das Schaltelement 18b bleibt geschlossen. Das Fluid strömt unter einem gegenüber der Atmosphäre bzw. gegenüber dem Druck innerhalb der Druckkammer 3 erhöhten Druck in die Druckkammer 3 des erfindungsgemäßen Reifens und bewirkt, dass die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 in alleinige Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird. Hierzu wird der Druckwert innerhalb der Druckkammer 3 mittels eines Innendruck-Sensorelements 9 erfasst und an die Steuereinheit 19 übertragen. Die Steuereinheit 19 erhöht den Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 durch Öffnen des Schaltelements 18a so lange, bis ein vordefinierter Druckwert des Fluids erreicht ist, dem eine minimale Aufstandsfläche der Belagschicht 1 entspricht. Die minimale Aufstandfläche ist hierbei erreicht, wenn die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 in alleiniger Wirkung zur Bodenoberfläche gebracht ist. Die Strömungsrichtung des Fluids ist durch Pfeile in der 3 angedeutet. Der erhöhte Druck des Fluids innerhalb des ersten Fluidspeichers 11 wird mittels einer als Kompressor fungierenden Pumpe 15a oder 15c bereitgestellt. Die Verbindungsleitungen 22a und 22b werden über dem Fachmann bekannte Drehdurchführungen 22 in den Reifen geführt. Alternativ können die Verbindungsleitungen 22a und 22b über eine einzelne Verbindungsleitung und eine einzelne Drehdurchführung 22 in den Reifen geführt sein, da die Verbindungsleitungen 22a und 22b nur wechselseitig eine fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer 3 und den Fluidspeichern 11 und 12 herstellen. Die Fluidspeicher 11 und 12 werden dann alternativ mittels separater Zuleitungen und eines T-Stücks oder Y-Verbinders mit der zentralen Verbindungsleitung verbunden. Die Sensoreinheit 20 kann Schwingungssensoren, Lenkwinkelsensoren, Traktionssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Querbeschleunigungssensoren, Abstandsmesssensoren, Unfallvorwarnsensoren (Pre-Crash-Sensoren), Radarsensoren, Federungssensoren, Regensensoren, ABS-Sensoren, ASR-Sensoren, ESP-Sensoren, MSR-Sensoren, Kamerasensoren, Neigungssensoren oder Kombinationen der vorgenannten Sensoren aufweisen.
Die 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Variation des Reifenrollwiderstands, aufweisend einen erfindungsgemäßen Reifen, insbesondere nach einem Ansprüche 1 bis 8, und einen ersten Fluidspeicher 11 und einen zweiten Fluidspeicher 12, wobei zur Verbindung der Druckkammer 3 des Reifens mit den beiden Fluidspeichern 11, 12 ein Leitungselement 22, Verbindungsleitungen 22a, 22b und Schaltelemente 18a, 18b vorgesehen sind, die eine wechselseitige fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer 3 und den Fluidspeichern 11, 12 ermöglichen. Die Schaltelemente 18a, und 18b sind als elektrisch betätigbare Stellventile ausgebildet. Der erste Fluidspeicher 11 ist dafür vorgesehen einen höheren Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 bereitzustellen als der zweite Fluidspeicher 12, wobei der zweite Fluidspeicher 12 insbesondere dafür vorgesehen ist ein Vakuum bereitzustellen. Ein Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens umfasst einen erfindungsgemäßen Reifen, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3, wobei der Gürtelbereich 2 in mindestens einen ersten Teilbereich 4 und in mindestens einen zweiten Teilbereich 5 unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit 19, 20 eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird. Als Fahrzeugzustandsparameter in dessen Abhängigkeit durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 die Belagsschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird, werden insbesondere eine im Wesentlichen Geradeausfahrt des Fahrzeugs erfassende Fahrzeugzustandsparameter verstanden. Ein weiteres Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens umfasst einen erfindungsgemäßen Reifen, aufweisend eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht 1, wobei die Belagsschicht 1 für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht 1 tragenden Gürtelbereich 2 und eine von außen befüllbare Druckkammer 3, wobei der Gürtelbereich 2 in mindestens einen ersten Teilbereich 4 und in mindestens einen zweiten Teilbereich 5 unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit 19, 20 eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer 3 der erste Teilbereich 4 und der zweite Teilbereich 5 dieser Belagsschicht 1 in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden. Als Fahrzustandsparameter werden hierbei insbesondere eine enge Kurvenfahrt und/oder eine Bremsung des Fahrzeuges und/oder ein Systemausfall und/oder eine verstärkte Dämpferaktivität und/oder jedwede eine Gefahrensituation erfassende Fahrzustandsparameter verstanden. Die Variation des Drucks erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch das Öffnen des Schaltelements 18b, welches eine fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer 3 und dem Fluidspeicher 12 herstellt. Das Schaltelement 18a bleibt geschlossen. Das Fluid strömt aufgrund eines gegenüber dem Druck innerhalb der Druckkammer 3 geringeren Drucks in dem Fluidspeicher 12 von der Druckkammer 3 des erfindungsgemäßen Reifens in den Fluidspeicher 12 und bewirkt, dass der die Belagschicht im Bereich des erste Teilbereichs 4 außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird. Hierzu wird der Druckwert innerhalb der Druckkammer 3 mittels eines Innendruck-Sensorelements 9 erfasst und an die Steuereinheit 19 übertragen. Die Steuereinheit 19 reduziert den Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 3 durch Öffnen des Schaltelements 18a so lange, bis ein vordefinierter Druckwert erreicht ist, dem eine kontrahierte Belagschicht 1 im Bereich des ersten Teilbereichs 4 entspricht. Die Strömungsrichtung des Fluids ist durch Pfeile in der 4 angedeutet. Der geringere Druck des Fluids bzw. das Vakuum innerhalb des zweiten Fluidspeichers 12 wird mittels einer als Saugpumpe fungierenden Pumpe 15b oder 15c bereitgestellt. Alternativ besteht die Möglichkeit den Druck, zumindest teilweise, über ein Entlastungsventil 23 direkt an die Atmosphäre abzulassen. Die Sensoreinheit 20 kann Schwingungssensoren, Lenkwinkelsensoren, Traktionssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Querbeschleunigungssensoren, Abstandsmesssensoren, Unfallvorwarnsensoren (Pre-Crash-Sensoren), Radarsensoren, Federungssensoren, Regensensoren, ABS-Sensoren, ASR-Sensoren, ESP-Sensoren, MSR-Sensoren, Kamerasensoren, Neigungssensoren oder Kombinationen der vorgenannten Sensoren aufweisen. Die verwendeten Abkürzungen stehen für: ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung), ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) und MSR (Motorschleppmomentenregelung).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10044074 A1 [0003]
DE 102006053725 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 53 513 [0014]
DIN 53 535 [0014]
DIN 53 513 [0014]

Claims

Reifen mit variablem Rollwiderstand für ein Fahrzeug, aufweisend – eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht (1), wobei die Belagsschicht (1) für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, – einen die Belagsschicht (1) tragenden Gürtelbereich (2) und – eine von außen befüllbare Druckkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Gürtelbereich (2) in mindestens einen ersten Teilbereich (4) und in mindestens einen zweiten Teilbereich (5) derart unterteilt ist, dass bei einer Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer (3) die Belagsschicht (1) im Bereich des ersten Teilbereichs (4) in alleinige oder außer Wirkung mit der Bodenoberfläche bringbar ist.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (4) gegenüber dem zweiten Teilbereich (5) hervorstehend expandierbar oder gegenüber dem zweiten Teilbereich (5) zurückstehend kontrahierbar ist.
Reifen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Elastizitätsverhalten des ersten Teilbereiches (4) von dem Elastizitätsverhalten des zweiten Teilbereiches (5) unterscheidet, insbesondere größer ist.
Reifen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (4) einen ersten Verstärkungsgürtel (6) und der zweite Teilbereich (5) einen zweiten Verstärkungsgürtel (7) aufweist und die beiden Verstärkungsgürtel (6, 7) relativ zueinander verschiebbar bzw. beweglich sind.
Reifen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweite Teilbereiche (5) und ein erster Teilbereich (4) vorgesehen sind, wobei der erste Teilbereich (4) zwischen den beiden zweiten Teilbereichen (5) angeordnet ist.
Reifen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (3) ein Leitungselement (8) zur Verbindung mit einer externen Druckfluidquelle aufweist.
Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (8) zusätzlich ein Druckablasselement, insbesondere ein Druckablassventil aufweist.
Reifen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen ein Innendruck-Sensorelement (9), vorzugsweise innerhalb der Druckkammer (3) angeordnet, aufweist.
Vorrichtung zur Variation des Reifenrollwiderstands, aufweisend einen Reifen nach einem der vorstehenden Ansprüche, einen ersten Fluidspeicher (11) und einen zweiten Fluidspeicher (12), wobei zur Verbindung der Druckkammer (3) mit den beiden Fluidspeichern (11, 12) mindestens eine Verbindungsleitung (22, 22a, 22b) und Schaltelemente (18a, 18b) vorgesehen sind, die vorzugsweise eine wechselseitige fluidleitende Verbindung zwischen der Druckkammer (3) und den Fluidspeichern (11, 12) ermöglichen.
Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens, aufweisen eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht (1), wobei die Belagsschicht (1) für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht (1) tragenden Gürtelbereich (2) und eine von außen befüllbare Druckkammer (3), wobei der Gürtelbereich (2) in mindestens einen ersten Teilbereich (4) und in mindestens einen zweiten Teilbereich (5) unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit (19, 29) eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer (3) die Belagsschicht (1) im Bereich des ersten Teilbereichs (4) in alleinige oder außer Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht wird.
Verfahren zur Variation des Rollwiderstands eines Reifens, aufweisen eine die Reifenlauffläche des Reifens bildende Belagsschicht (1), wobei die Belagsschicht (1) für ein in Kontakt kommen mit einer Bodenoberfläche ausgelegt ist, einen die Belagsschicht (1) tragenden Gürtelbereich (2) und eine von außen befüllbare Druckkammer (3), wobei der Gürtelbereich (2) in mindestens einen ersten Teilbereich (4) und in mindestens einen zweiten Teilbereich (5) unterteilt ist, und wobei von einer Steuer- und/oder Sensoreinheit (19, 20) eines mit dem Reifen versehenen Fahrzeuges in Abhängigkeit zu einem ermittelten Fahrzustandsparameter durch eine Variation des Drucks eines Fluids innerhalb der Druckkammer (3) der erste Teilbereich (4) und der zweite Teilbereich (5) dieser Belagsschicht (1) in gemeinsame Wirkung mit der Bodenoberfläche gebracht werden.