DE102012102418A1

DE102012102418A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102012102418A1
Application number: DE201210102418
Authority: DE
Inventors: Jens Kleffmann; Tomas Fernandez
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen. Um einen Fahrzeugluftreifen mit einem geringen Rollwiderstand bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass auf der Felgeninnenseite (7) eine Wärmeisolationsschicht (1) in Form eines geschäumten und offenzelligen Materials mit Luftporen angeordnet ist, wobei das geschäumte und offenzellige Material bei einem Reifeninnendruck von mindestens 6 bar im Wesentlichen formstabil ist, wobei komprimierte Luft ungehindert in das offenzellige Material eindringen kann und dadurch die wärmeisolierenden Eigenschaften des offenzelligen Materials erhalten bleiben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen.
Reifen-Felgen werden i.a. aus metallischen Werkstoffen gefertigt. Für PKW Reifen sind auch Felgen aus Faserverbundkunstfoffen bekannt. Alle Felgen, insbesondere die auf Basis metallischer Werkstoffe, zeichnen sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit des eingesetzten Werkstoffes aus.
Da sich der Fahrzeugreifen während seines Einsatzes aufgrund von Hysterseverlsuten erwärmt, stellt sich auch eine Erwärmung des mit komprimierter Luft gefüllten Reifen-Felgeninnenraumes und damit der Reifenfelge ein. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des üblicherweise verwendeten Felgenmaterials kommt es über die Felgenoberfläche zu einem signifikaten Wärmetransport aus dem Rad in die Umgebung.
Aus der US 2011/0057504 A1 ist bekannt eine isolierdende Schicht an der Felge anzuorden, um den Rollwiderstand zu reduzieren. In diesem Dokument wird als Isolierung ein Schaummaterial auf Basis eines Elastomers mit isolierten und geschlossenen Luftporen vorgeschlagen. Ein Problem bei geschlossenzelligen Elastomerschäumen ist, daß bei einem hohem Reifeninnendruck die wärmeisolierenden Eigenschaften stark beeinträchtigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugluftreifen mit einer Wärmeisolierung zur Felge hin zu schaffen, der einen verbesserten Rollwiderstand aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch, dass auf der Felgeninnenseite eine Wärmeisolationsschicht in Form eines geschäumten und offenzelligen Materials mit Luftporen angeordnet ist,
wobei das geschäumte und offenzellige Material bei einem Reifeninnendruck von mindestens 6 bar im Wesentlichen formstabil ist,
wobei komprimierte Luft ungehindert in das offenzellige Material eindringen kann und dadurch die wärmeisolierenden Eigenschaften des offenzelligen Materials erhalten bleiben.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Reifenfelge ist insbesondere darin zu sehen, dass der Fahrzeugluftreifen mit der erfindungsgemäßen Wärmeisolationsschicht auf der Reifenfelge einen geringeren Rollwiderstand aufweist gegenüber herkömmlichen Fahrzeugreifen.
Das geschäumte und offenzellige Material hat den entscheidenen Vorteil, dass dieses Material auch bei einem hohen Reifeninnendruck nicht komprimiert wird, da die komprimierte Luft in die zum Reifenhohlraum offenen Luftporen des Materials eindringen kann. Es besteht dadurch keine Druckdifferenz zwischen den Luftporen und dem Reifenhohlraum. In den Luftporen des geschäumten Materials liegt aber dennoch eine stehende Luft vor, die eine hohe Wärmeisolierung zur Reifenfelge hin bewirkt. Durch die gute Wärmeisolierung wird der Rollwiderstand signifikant verbessert. Insbesondere bei LKW-Reifen, bei denen ein hoher Reifeninnendruck üblich ist, kann mit den Maßnahmen eine Rollwiderstandsverbesserung von ca. 3 % erzielt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Materialdicke des geschäumten und offenzelligen Materials zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise 5 mm, beträgt.
Dadurch wird der Wärmeverlust über die Felge optimal reduziert und der Rollwiderstand signifikant verbessert.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das geschäumte und offenzellige Material in Form von offenzelligen Moosgummiplatten ausgebildet ist.
Ein derartiges Material lässt sich auf einfache Weise auf der Felgeninnenseite anordnen, z.B. über eine entsprechende Klebeverbindung.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das geschäumte und offenzellige Material aus Naturkautschuk, Styrolbutadien-Kautschuk, Silikon, Polyurethan, Phenolharz, Melaminharz, Polytehylentherephthalat, Polyethersulfon oder/und PVC besteht.
Diese Materialien sind sehr gut geeignet, um ein geschäumtes Material mit offenzelligen Luftporen bereit zu stellen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmeisolationsschicht die Felgeninnenseite zwischen den beiden Wulstzehen der Reifenwülste überdeckt.
Dadurch wird die Reifenmontage auf die Reifenfelge nicht wesentlich beeinträchtigt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reifenfelge eine Tiefbettfelge ist, die üblicherweise bei der Verwendung schlauchloser Reifen eingesetzt werden
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fahrzeugluftreifen ein LKW- oder ein Bus-Luftreifen ist.
Bei diesen Reifentypen ist i.a. ein hoher Reifendruck vorgesehen, der i.a. über 9 Bar liegen kann. Auch bei diesen hohen Reifendrücken wird das offenzellige Material nicht komprimiert.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
1: den Fahrzeugluftreifen mit der Wärmeisolationsschicht.
1 zeigt den den Fahrzeugluftreifen 1 mit der Reifenfelge 3 und der Wärmeisolationsschicht 4. Der Reifen 1 sitzt mit den beiden Reifenwülsten 2 auf der Felgeninnenseite 7 auf. Die Wärmeisolationsschicht 4 in Form eines geschäumten und offenzelligen Materials ist auf der Felgeninnenseite 7 zwischen den beiden Wulstzehen 6 angeordnet. Durch diese Isolierung wird der Wärmetransport vom Reifehohlraum 5 zur Reifenfelge 3 wesentlich reduziert.
Durch das offenzellige Material mit den Luftporen wird das Material auch bei hohen Reifeninnendrücken nicht komprimiert und behält dadurch seine wärmeisolierenden Eigenschaften bei.
Die Wärmessolationsschicht 4, die auf die Felge aufgebracht wird, sollte aus einem Material bestehen, welches eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit als das Felgematerial aufweist. Dies kann z.B. ein Material auf Basis eines polymeren Werkstoffs sein (z.B. Elastomer, Duroplast oder Themoplast) oder auch ein glasartiges Material sein. Die Wärmeleitfähigkeit der Wärmessolationsschicht 4 sollte maximal 1W/(m·K) betragen.
Die Tabelle 1 zeigt einen Reifentest mit einem LKW-Reifen. Die wärmeisolierte Reifenfelge führt überraschenderweise zu einer erheblichen Verbesserung des Rollwiderstandes von ca. 3% gegenüber einem herkömmlichen Fahrzeugreifen. Dies führt für Lastkraft-Fahrzeuge oder Busse zu einer erheblichen Kraftstoffersparnis von ca. 1%.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugluftreifen
2: Reifenwulst
3: Reifenfelge
4: Wärmeisolationsschicht
5: Reifenhohlraum
6: Wulstzehe
7: Felgeninnenseite

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

US 2011/0057504 A1 [0004]

Claims

Fahrzeugluftreifen (1) mit einem Laufstreifen, einer Reifenseitenwand, einem Reifenwulst (2) mit einem Kern und einem Kernprofil sowie einer Reifenfelge (3), wobei die Reifenwülste (3) auf der Felgeninnenseite (7) anliegen und der Fahrzeugluftreifen (1) sowie der Reifenhohlraum (5) sich im Betriebszustand aufgrund von Hystereseverlusten erwärmen, wobei der Fahrzeugluftreifen (1) eine Wärmeisolationsschicht (4) im Reifenhohlraum (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Felgeninnenseite (7) eine Wärmeisolationsschicht (1) in Form eines geschäumten und offenzelligen Materials mit Luftporen angeordnet ist, wobei das geschäumte und offenzellige Material bei einem Reifeninnendruck von mindestens 6 bar im Wesentlichen formstabil ist, wobei komprimierte Luft ungehindert in das offenzellige Material eindringen kann und dadurch die wärmeisolierenden Eigenschaften des offenzelligen Materials erhalten bleiben.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke des geschäumten und offenzelligen Materials (1) zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise 5 mm, beträgt.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das geschäumte und offenzellige Material (1) in Form von offenzelligen Moosgummiplatten ausgebildet ist.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das geschäumte und offenzellige Material (1) aus Naturkautschuk, Styrolbutadien-Kautschuk, Silikon, Polyurethan, Phenolharz, Melaminharz, Polytehylentherephthalat, Polyethersulfon oder/und PVC besteht.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolationsschicht (1) die Felgeninnenseite (7) zwischen den beiden Wulstzehen (6) der Reifenwülste (2) überdeckt.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenfelge (3) eine Tiefbettfelge ist.
Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugluftreifen (1) ein LKW- oder ein Bus-Luftreifen ist.