CN109747339A - 提高充气轮胎的振动特性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种设计充气轮胎的方法，该充气轮胎具有改善的振动特性。轮胎的动态测试检测a)轮胎的多个径向振动模式的相应频率，和b)轮胎的多个扭转振动模式的相应频率。测试可以确定偶数径向振动模式的频率与偶数扭转振动模式的频率之间的第一间隔小于第一阈值，和/或可以确定奇数径向振动模式的频率与奇数扭转振动模式的频率之间的第二间隔小于第二阈值。轮胎的一个或多个设计参数被改变，以将第一间隔和第二间隔中的至少一个提高到相应的第一或第二阈值。

Description

提高充气轮胎的振动特性的方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的充气轮胎，并且涉及一种用于改善轮胎振动特性以减少由于轮胎振动而由车辆乘员感知的噪声、振动和粗糙性(NVH)的方法。
背景技术
用于车辆的此类充气轮胎在大量实施例中是已知的，并且总的来说具有包括至少一个胎面带的结构单元，该胎面带环绕轮胎圆周、在其宽度上扭转地于轮胎主平面伸展，胎面带在轮胎主平面的两侧转入侧壁，该侧壁的端部分别由圆形/圆周的轮胎胎圈形成。胎面带在车辆行驶期间与路面建立接触并且基本上通过轮胎的侧壁向相应的轮胎胎圈传递驱动力、制动力和横向引导力，该轮胎胎圈又具有确保将轮胎稳定固定在连接到车辆悬架的轮辋上的任务。在组装之后，充气轮胎和轮辋组成轮胎-轮辋布置，如在US 2009/0025848A1(也是EP 1776248 B1)中的示例所描述，特别公开了一种用于充气轮胎的轮胎胎圈的设计，其特别适用于重型载货车。
在最近的车辆发展中，期望降低在车辆的驾驶操作期间发生的并且在车辆内部由车辆用户感受的驾驶噪音越来越成为质量特征和竞争优势。
在车辆内部的驾驶噪声传播中，特别是在驾驶操作期间引发振动的充气轮胎与其上安装有充气轮胎的轮辋之间的结构传递噪声传播起着重要作用。结构传递噪声从车轮轮辋通过车轮悬架(轮辋连接到车轮悬架)传递到车辆结构，在该车辆结构处，车辆乘员可以感觉到结构传递噪声(振动)和/或辐射到车辆内部的空气噪声。
在此，相关的结构传递噪声在这种情况下应理解为特别是那些可以在车辆内部在车辆行驶期间由车辆乘员感知并且在约60Hz到约300Hz的频率范围内发生的振动。该频率范围可以分成三个子范围，其中由乘客感知的频率在约60Hz和约125Hz之间的作为低频噪声，频率在约在125Hz到约200Hz之间作为高频噪声，频率在约200Hz和约300Hz之间作为所谓的空腔噪声。以下描述基本上总是涉及这种类型的车辆噪声的产生和感知，并且为了简单起见，将其称为驾驶噪声，其中应理解为不仅是车辆内部由车辆乘员所感知的结构噪声(振动)而且是由此辐射到车辆内部中的声学空气噪声。
通常进一步已知，在驾驶操作期间引发振动的充气轮胎可以形成特定振动频率的所谓振动模式。振动模式在这里基本上理解为驻波在不同方向上的能量分布的静态特征。不同的振动模式在此可以例如基于它们在振动模式的(可以是偶数或奇数)数量来表征。而且，振动模式对上述驾驶噪声的形成具有显著影响。
US 7073382 B2(也是DE 60022792T2)描述了一种用于构造具有减小的空腔声音(Cavity sound)或空腔噪声的轮胎的方法以及一种轮胎，其中轮胎的各个组件，如胎体结构、轮胎胎圈、侧壁和具有增强帘线的增强的轮胎胎冠，被布置成轮胎胎冠达到一定的柔韧度水平，使得它可以在与空腔模式对应的频率振动。为此，轮胎的周向刚度减小，使得轮胎模式的频率与空腔模式的频率之间的频率间隔减小。
然而，轮胎刚度的减小，尤其是在径向和/或周向方向(径向或切向刚度)上，通常会导致行驶性能的恶化，例如转向反应的恶化。
从US 2008/0110539 A1中进一步已知一种具有降低的噪声生成的轮胎，其中具有随机分布的周向有效长度的花纹块布置在轮胎胎面上，从而避免花纹块引起的轮胎在特定行驶速度的径向和切向固有振动。
US 7213451 B2描述了一种用于分析轮胎的同心变形的方法，尤其是分析作用在轮轴上的非均匀力，如径向和切向的力波动。所得分析结果用于在轮胎制造过程中改善轮胎的同心性。
此外，从US 9329103 B2(也是DE102013222758 A1和DE 102012201032 A1)已知一种方法和测试布置，用于分析由于振动激励引起的轮胎的振动行为，其中可以确定轮胎的径向振动模式，这些振动模式可以有助于产生特定的驾驶响应，这可以理解为例如结构噪声的产生。为了能够满足结构噪声形成的某些上限，通常建议通过改变其几何形状，以及通过增强材料(例如橡胶、钢和聚酯)的分布、量和类型，来影响轮胎的刚度和阻尼参数。
US 6327904 B1(也是EP 0873886 A2)描述了一种确定在行驶中的车辆上的车辆轮胎的花纹深度的方法，该方法基于传感器引导的轮胎固有频率的确定，此频率对应于围绕其上安装轮胎的轮辋的轮胎带的扭转振动部分。
发明内容
在此背景下，本公开提供一种用于车辆(特别是机动车辆)的充气轮胎，其中与现有技术的充气轮胎(以下称为“现有技术的充气轮胎”)相比，由于在车辆的驾驶期间引起的振动激励产生的结构噪声显著减小，并且因此车辆内部的车辆乘员感知到的、轮胎引起的振动和/或车辆噪声显著减小。此外，充气轮胎可以使用结构简单的装置实现，并且克服了现有技术的上述缺点。本公开的目的还在于提供一种制造这种充气轮胎的方法。
应当注意，在以下描述中单独列出的特征可以以任何技术上有意义的方式彼此组合，并且示出了本发明的其他实施例。说明书另外表征和指定了本发明，特别是接合附图。
根据本公开，用于车辆(尤其是机动车辆)的充气轮胎具有轮胎组件，其包括至少一个胎面带，该胎面带沿轮胎圆周延伸并且在其宽度上扭转地于轮胎主平面延伸，该胎面带在轮胎主平面的两侧经由各轮胎胎肩转入各侧壁，该侧壁的端部分别由轮胎胎圈形成。轮胎主平面在这里理解为对应于通常使用的根据通过轮胎中心或轮胎重心垂直于轮胎旋转轴线延伸的轮胎对称平面的规定。胎面带在车辆行驶期间以通常已知的方式与路面接触，并且基本上将驱动力、制动力和横向引导力传递到相应的轮胎胎圈上，该轮胎胎圈又确保将充气轮胎稳定固定在连接到车辆的车轮悬架的轮辋上，在该轮辋上装有充气轮胎。
此外，充气轮胎的至少部分轮胎组件在预设的振动激励下形成具有平行于轮胎主平面的变形的特定径向振动频率的径向振动模式和具有相对于轮胎主平面扭转的变形的特定扭转振动频率的扭转振动模式。不同的径向振动模式和不同的扭转振动模式分别具有不同的偶数个和/或不同的奇数个振动模式。如开头已经提及的，振动模式基本上被理解为由于振动激励在充气轮胎上形成的驻波在不同方向上的能量分布的静态特征，这里尤其指径向方向上和扭转方向上。
应该注意的是，处于两个特征之间并将它们相互连接的连词“和/或”始终表示，在根据本发明的对象的第一实施例仅可以存在第一个特征，在第二实施例中仅可以存在第二个特征并且在第三实施例中可以不仅存在第一个特征而且可以存在第二个特征。
进一步提供，与具有同类轮胎组件的现有技术的充气轮胎相比，所公开的充气轮胎的至少一个轮胎组件以这样的方式设计和/或设置，即对于具有各个优选小于350Hz的振动频率(即径向振动频率或扭转振动频率)的径向振动模式和扭转振动模式，可确定的频率间隔的至少一个特定的频率间隔至少在两者之间扩大，a)具有奇数振动模式的径向振动模式频率和扭转振动模式频率之间，和/或b)具有偶数振动模式的径向模式振动频率和扭转模式振动频率之间。
换句话说，根据本发明，应考虑，至少在相应振动模式(即，径向振动模式或扭转振动模式)的径向振动频率和扭转振动频率之间的频率间隔分别具有奇数振动模式数和/或在相应振动模式(即，径向振动模式或扭转振动模式)的径向振动频率和扭转振动频率之间的频率间隔分别具有偶数振动模式数。因此，例如，考虑到a)具有奇数振动模式的第一(第二，第三等)径向振动模式的径向振动频率和具有奇数振动模式的第一(第二，第三等)扭转振动模式的扭转振动频率之间的频率间隔，或考虑b)具有偶数振动模式的第一(第二，第三等)径向振动模式的径向振动频率和具有偶数振动模式的第一(第二，第三等)扭转振动模式的扭转振动频率之间的频率间隔，或者考虑第一次提到的频率间隔和第二次提到的频率间隔。
根据上述规定，也可以想到，在奇数振动模式和偶数振动模式的相应振动模式(即径向振动模式或扭转振动模式)的径向振动频率和扭转振动频率之间的频率间隔另外包括在考虑范围内，也就是说，例如考虑具有奇数振动模式的第一(第二、第三等)径向振动模式的径向振动频率和偶数振动模式的第一(第二、第三等)扭转振动模式的扭转振动频率之间的频率间隔，或考虑具有偶数振动模式的第一(第二、第三等)径向振动模式的径向振动频率和奇数振动模式的第一(第二、第三等)扭转振动模式的扭转振动频率之间的频率间隔。然而，这对于本发明并不是强制必须的，因为在考虑在分别奇数振动模式的相应径向或扭转振动模式的径向和扭转振动频率之间频率间隔和/或考虑分别具有偶数振动模式的相应径向或扭转振动模式的径向和扭转振动频率之间频率间隔的情况下，在本发明的意义中，如下述更详细地解释实现充气轮胎的振动行为的显著改善。
在根据本发明的上述规定中使用的陈述，现有技术的充气轮胎具有轮胎组件，例如胎面带、轮胎胎肩、侧壁和轮胎胎圈，在此应理解为这些轮胎组件仅以类似方式出现在现有技术的充气轮胎上，但并不是强制地必须具有相同的特性或布置(外形、结构等)，如根据本发明的充气轮胎的轮胎组件。特别地，这适用于至少一个轮胎组件，其根据本发明的规定在任何情况下与对比充气轮胎的相应轮胎组件相比不同地设计和/或不同地布置。其余的轮胎组件可以不仅在对比充气轮胎而且在根据本发明的充气轮胎中相同地(就其特性以及其布置)设计。此外，应当理解，对比充气轮胎和根据本发明的充气轮胎也可以分别具有其它的轮胎组件，这些轮胎组件与在另外的充气轮胎中的无关。
特别地，在本文中，轮胎组件的特性应理解为其材料特性，例如弹性、刚度、质量(重量)、其形状或几何形状等。轮胎组件的“布置”总是指其相对于充气轮胎的其它现有轮胎组件的相对位置。
根据一般规定，在本文中轮胎组件的弹性被理解为其特性或其材料的特性，以在力作用下改变其形状和在作用力停止时恢复其形状。而轮胎组件的刚度描述了由于施加的力或力矩(弯曲力矩或扭转力矩，取决于负载)对弹性形变的阻力。因此，存在各种类型的刚度，如拉伸刚度、弯曲刚度和扭转刚度。
在上述发明的意义中，本文中所使用的关于特征的相对术语，例如上述所使用的相对术语“较大”，以及本文进一步使用的相对术语如“较小”、“较宽”、“较窄”、“较高”、“较低”、“较重”、“较轻”、“较软”、“较硬”等，总是解释为，所涉及的特征的处于各种生产方法所规定的制造公差范围内的、由于制造而产生的尺寸偏差不包括在相应的技术相对术语中。换句话说，如果两个对比尺寸在数值上彼此相差太大，使得这种尺寸差异不再处于由于制造而产生的相应公差范围内，而是此结果是为达成目的的行为，则根据适用于上述本文的规定，在本发明的意义内特征的尺寸才被认为与对比特征的尺寸相比“较大”、“较小”、“较宽”、“较窄”、“较高”、“较低”、“较重”、“较轻”、“较软”、“较硬”等。
发明人认识到，通过构造轮胎使得：在各个振动模式的径向振动频率和扭转振动频率之间的至少一个频率间隔(或多个甚至所有频率间隔)在上述情况下增大，则充气轮胎的振动行为在相当大的程度上实现由于在车辆行驶期间在充气轮胎上引发的振动激励而产生的结构噪声的减小，并且因此实现在车辆内部由车辆乘员感知的轮胎产生的振动和/或驾驶噪音的显著减小。如发明人进一步发现，这以决定性的方式适用于尤其是某些频率间隔，其在对比充气轮胎中是相对较小的，例如处于几赫兹范围内，例如在约0Hz到小于10Hz之间的或者在约0Hz到小于5Hz之间的频率范围之内。这种情况归因于在相应的径向振动频率和扭转振动频率仅具有彼此较小的间距的情况下，分别具有奇数振动模式的径向振动模式和扭转振动模式和/或分别具有偶数振动模式的径向振动模式和扭转振动模式，通过相互间的能量传递，彼此增大。
根据本发明，通过至少一个根据本发明的(原本在该充气轮胎上就提供的轮胎组件的)充气轮胎的轮胎组件的另一种布置和/或另一种结构，例如材料特性和/或形状和/或几何结构，在根据本发明的意义中振动行为得到显著改善，换句话说仅通过轮胎结构的修改。因此有益地对于实现相同的作用，充气轮胎上的额外的噪声或振动阻尼的装置并不是必需的。
根据本发明的一个有利实施例，至少一个特定的频率间隔在对比充气轮胎上小于5Hz，并在根据本发明的充气轮胎上根据匹配至少一个轮胎组件增大到5Hz或更大。由此，各个径向振动模式和扭转振动模式的相互影响已经在显著的程度上减小或禁止，从而实现前文所述及期望的有利的充气轮胎的振动特性。
本发明的另一个有利实施例提供，轮胎组件更详细地包括在轮胎主平面的每一侧分别固定在轮胎胎圈上、具有至少一个胎体帘布层的胎体结构和具有至少一个带束层的带束结构，该带束结构嵌入胎面带和胎体结构之间与后者同轴并环绕其四周围。至少一个带束层具有带束帘线，该带束帘线的延伸方向与轮胎主平面形成可预设的延伸角度。这里可以确定，例如在带束帘线和轮胎主平面之间的锐角(即小于90°)作为在此考虑的延伸角度。在根据本发明的充气轮胎的实施例中，该延伸角度与对比充气轮胎的对比带束结构的对比带束层的对比带束帘线的对比延伸角度相比较小或较大地选定。
与对比充气轮胎相比延伸角度的减小允许相对于径向振动频率和扭转振动频率之间的频率间隔的增大，相应的径向振动模式的径向振动频率的特别有利的影响。延伸角度的增大实现了尤其是相对于径向振动模式频率的扭转振动模式频率的有利影响(在本公开的含义中)。
本发明的又一有利实施例提供了轮胎组件更详细地包括胎圈芯和胎圈楔，该胎圈芯组成轮胎胎圈并具有多个钢帘线，该胎圈楔具有可预设的胎圈楔宽度和胎圈楔高度并沿着其外圆周旋转对称地包围胎圈芯。在本发明的意义中充气轮胎的振动行为的特别有利的影响出现于，与对比充气轮胎的对比轮胎胎圈的对比胎圈楔宽度和对比胎圈楔高度相比，或者胎圈楔宽度较小和胎圈楔高度较大选定的时候，或者胎圈楔宽度以及胎圈楔高度较大设定的时候。胎圈楔(也称为胎圈填充部、芯部样式或顶点)的宽度对应于其在充气轮胎轴向方向上的最广泛(最大)范围或伸展，也就是说，基本上垂直于轮胎主平面，而胎圈楔的高度对应于基本上平行于轮胎主平面的其最高(最大)范围或伸展，即充气轮胎的径向方向。
本发明的又一有利实施例提供了轮胎组件更详细地包括胎体结构、带束结构和带束覆盖层结构，该胎体结构在轮胎主平面的每一侧分别固定在轮胎胎圈上、具有至少一个胎体帘布层，该带束结构具有至少一个带束层并且嵌入胎面带和胎体结构之间与后者同轴并环绕其四周围，该带束覆盖层结构具有至少一个带束覆盖层并且嵌入胎面带和带束结构之间与后者同轴并环绕其四周围，其中带束覆盖层在其宽度上相对于轮胎主平面基本上在轮胎胎肩之间扭转地伸展。在本发明的意义中充气轮胎的振动行为的特别有利的影响出现于，当与在轮胎胎肩区域比在靠近轮胎主平面的中心部分区域具有更大厚度的对比充气轮胎的对比带束覆盖层结构相比，带束覆盖层结构在其整个宽度上具有恒定的厚度的时候。在这里，带束覆盖层或带束覆盖层结构的厚度对应于其在充气轮胎的径向方向上的范围或伸展。
在这一点上应该注意，根据本发明的实施例的充气轮胎所提及的胎体结构和/或提及的带束结构可以与以上已经描述的根据本发明描述的具有改变了的带束帘线延伸角度的充气轮胎的其它实施例的胎体结构和/或带束结构是相同的。
具有带束覆盖层结构的变化的厚度的轮胎结构通过其基本上在轮胎胎肩之间伸展的宽度以通常已知的方式实现，例如通过带束覆盖层结构在轮胎胎肩区域比在其中部的、邻近轮胎主平面的区域更多地具有带束覆盖层。当带束覆盖层结构例如在其中部区域具有一个带束覆盖层时，它因此在其邻近轮胎胎肩的边缘区域具有至少两个带束覆盖层。在这种情况下，通常讨论带束覆盖层结构的2-1-2结构。因此，与在其中部部分相比，具有带束覆盖层结构的变化的厚度的对比充气轮胎在轮胎胎肩区域具有至少一个带束覆盖层。
根据本发明轮胎组件的另一个有利实施例，轮胎组件更详细地包括胎体结构和带束结构，该胎体结构在轮胎主平面的每一侧分别固定在轮胎胎圈上并且具有至少一个胎体帘布层，该带束结构具有至少一个带束层并且嵌入胎面带和胎体结构之间与后者同轴并环绕其四周围。带束层具有相对于轮胎主平面扭转地伸展的、预设的带束宽度。在本发明的意义中充气轮胎的振动行为的特别有利的影响出现于，与对比充气轮胎的对比带束结构的对比带束层的对比带束宽度相比，该带束宽度较小选定的时候。
这里应再次注意，根据本实施例的根据本发明的充气轮胎的所提到的胎体结构和/或带束结构与具有改变了的带束帘线延伸角度和/或具有恒定的带束覆盖层厚度的根据本发明的充气轮胎的上述的其它实施例的所提到的胎体结构和/或带束结构可以是相同的。
根据本发明的又一有利实施例，至少一个侧壁具有与对比充气轮胎的对比侧壁相比较小的刚度，和/或胎面带具有与对比充气轮胎的对比胎面带相比较小的刚度。同样通过这两个实施例，或者单独或者组合的，充气轮胎的振动行为在本发明的意义中可以受到尤其有利的影响。
这里应该再次注意，根据本发明的充气轮胎的上述不同实施例也可以根据需要彼此组合，从而在本发明的意义上如本文所述有利地影响充气轮胎的振动行为。因为借助上述一些实施例，各径向振动频率和扭转振动频率之间的频率间隔的增大在根据本发明建议的频率范围的特定频率范围部分内仅实现小于350Hz，优选地小于300Hz，所以通过前述各种实施例的不同组合可以根据要求实现频率间隔在多个频率范围部分的增大，例如在相邻频率范围部分中，从而与例如通过根据上述实施例之一的根据本发明的充气轮胎的仅单个轮胎组件的调整相比，通过本方式可以在更大的频率范围内提供根据本发明的充气轮胎的有利的振动行为。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆(尤其是机动车辆)的充气轮胎的制造方法。该充气轮胎具有轮胎组件，其包括至少一个胎面带，该胎面带沿轮胎圆周延伸并且在其宽度上相对于轮胎主平面扭转地延伸，该胎面带在轮胎主平面的两侧经由各轮胎胎肩转入各侧壁，该侧壁的端部分别由轮胎胎圈形成。在根据本发明的方法中，具有同类轮胎组件的对比充气轮胎借助预设的振动激励引发振动，这些振动在至少部分轮胎组件中导致具有平行于轮胎主平面的变形的特定径向振动频率的径向振动模式的形成和具有相对于轮胎主平面扭转的变形的特定扭转振动频率的扭转振动模式的形成。不同的径向振动模式以及不同的扭转振动模式分别具有不同的偶数和/或奇数振动模式。更详细地，各个径向振动模式的径向振动频率和各个扭转振动模式的扭转振动频率被测量。而后，对于具有小于350Hz的各个振动频率(即径向振动频率或扭转振动频率)的径向振动模式和扭转振动模式，确定至少在分别具有奇数振动模式的径向振动模式的径向振动频率和扭转振动模式的扭转振动频率之间的频率间隔，和/或具有偶数振动模式的径向振动模式的径向振动频率和扭转振动模式的扭转振动频率之间的频率间隔。随后，根据至少一个由所确定的频率间隔而特定的频率间隔，至少一个轮胎组件改变设计和/或改变布置，使得在待制造的充气轮胎中提高特定的频率间隔。
关于方法相关的术语规定以及根据本方法的特征的效果和优点，在上述关于根据本发明的充气轮胎的类似规定、效果和优点的说明中被提及。这里关于根据本发明的充气轮胎的公开内容应该可以以类似的方式用于规定根据本发明的制造方法，除非在此明确排除。同样地，这里关于根据本发明的制造方法的公开内容应该可以以类似的方式用于规定根据本发明的充气轮胎，除非在此明确排除。在此省略了这样的类似相同的解释的重复使得描述更紧凑。
用于研究对比充气轮胎的振动行为的振动激励可以借助本身已知的试验装置或测试装置进行，其中优选通过振动板(在该振动板上放置待研究的对比充气轮胎的胎面带)，优选地仅在一个空间方向上(优选仅在充气轮胎的径向方向上)执行充气轮胎的力激励。这里出现的径向振动模式的径向振动频率以及这里也出现的扭转振动模式的扭转振动频率以及各径向和扭转振动模式的振动模式的数可以以传统的方式通过相应的测量传感器来确定。
在确定频率间隔之后，如上所述，用于确定根据本发明的充气轮胎的至少一个轮胎组件的变化(如材料特性和/或布置)的频率间隔特别优选地被特定，其具有特别低的值，特别是小于10Hz，优选小于5Hz，因为在径向和扭转振动模式中特别强的相互能量影响是可以期待的。
根据本发明的有利实施例，至少一个特定的频率间隔在对比充气轮胎中小于5Hz并且通过至少一个轮胎组件的改变增大到5Hz或更多。
根据本发明的其它特征和优点从以下对本发明的非限制性实施例的描述中体现，以下参考附图更详尽地解释。在附图中示意性示出：
附图说明
图1是根据本发明的充气轮胎的实施例的局部剖视图；
图2是用于执行根据本发明的方法的实施例的、用于充气轮胎的振动激励的测试装置的透视图；
图3在视图(a)中示出具有奇数振动模式的前3个可能的径向振动模式，在视图(b)中示出具有偶数振动模式的前3个可能的径向振动模式，在视图(c)中示出具有奇数振动模式的前3个可能的扭转振动模式和在视图(d)中示出具有偶数振动模式的前3个可能的扭转振动模式；
图4在视图(a)中示出了曲线图，该曲线图示出了根据现有技术的对比充气轮胎由于图2中所示的振动激励的径向和扭转力响应的相应曲线，并且在视图(b)中示出了曲线图，该曲线图示出了根据本发明的充气轮胎的示例性实施例的相应图由于图2中所示的振动激励的径向和扭转力响应的相应曲线；
图5在视图(a)中示出具有待改变的轮胎组件的对比充气轮胎，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了的轮胎组件的根据本发明的充气轮胎的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件产生的频移；
图6在视图(a)中示出具有待改变的轮胎组件的图5a中的对比充气轮胎，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了的轮胎组件的根据本发明的充气轮胎的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件产生的频移；
图7在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件的对比充气轮胎的轮胎胎圈(以剖视图)，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了的轮胎组件的根据本发明的充气轮胎的实施例的轮胎胎圈(以剖视图)，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件产生的频移；
图8在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件的图7a中的对比充气轮胎的轮胎胎圈，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了的轮胎组件的根据本发明的充气轮胎的实施例的轮胎胎圈(以剖视图)，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件产生的频移；
图9在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件的对比充气轮胎，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了的轮胎组件的根据本发明的充气轮胎的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件产生的频移；
图10在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件的对比充气轮胎，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了的轮胎组件的根据本发明的充气轮胎的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件产生的频移；
图11是两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于根据本发明的充气轮胎的又一实施例的进一步改变了的轮胎组件产生的频移；
图12是两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于根据本发明的充气轮胎的又一实施例的进一步改变了的轮胎组件产生的频移；
图13是两个曲线来表示与具有第一硬度的第一橡胶材料相比较软的第二橡胶材料的区别；和
图14在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件的对比充气轮胎，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了的轮胎组件的根据本发明的充气轮胎的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向振动频率和扭转振动频率由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件产生的频移。
具体实施方式
根据需要，这里公开了本发明的详细实施例；然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以变化和替代的形式实施。这些附图不一定按比例；某些特征可能被夸大或最小化以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。
在不同的附图中，在功能方面等效的部件总是具有相同的附图标记，因此这些部件通常仅描述一次。
图1示意性地示出根据本发明的充气轮胎1的实施例的局部剖视图来说明充气轮胎1的一般结构。所示的截面平行于充气轮胎1的(在图1中不可见的)轴向轴线或旋转轴线延伸，其中在图1中仅横截的充气轮胎1的上半部分可见。充气轮胎1的轴向轴线的延伸方向在图1中通过标有A的箭头标记，充气轮胎1的径向方向由标记R标记。
如图1中可见，充气轮胎1安装在轮辋2上。以这种方式形成的轮胎-轮辋布置1、2以本身已知的方式组成用于未详细示出的机动车辆(例如乘用车)的车轮。然而根据本发明的充气轮胎1通常不限于用在乘用车上。其它单辙或多辙车辆类型，例如摩托车、载货车等都是可想到的。图1中所示的轮辋2对本发明没有意义(因为不考虑改变或修改轮辋)这里仅示出用于描述完整的轮胎-轮辋布置1、2。
如图1可看出，充气轮胎1具有不同的轮胎组件。尤其地，图1中所示的充气轮胎1中的轮胎组件具有至少一个胎面带4，该胎面带沿轮胎圆周延伸并且在其宽度B上横向于于轮胎主平面3延伸。轮胎主平面3是通过轮胎中心或轮胎重心(不可见，在所示轮胎部分下方)垂直于延伸轮胎旋转轴线(也不可见)的轮胎对称平面。
在图1所示的充气轮胎1中，胎面带4在其径向外侧成型或构造。然而，这对于本发明并不是强制必须的。如在图1中进一步可以看出，胎面带4在轮胎主平面3的两侧通过各轮胎胎肩5转入各侧壁6。侧壁6的各径向内侧端部分别由轮胎胎圈7形成，该轮胎胎圈分别气密地***轮辋2的胎圈座10中，该胎圈座在轴向方向A上由轮辋凸缘8和穹形(hump)9限定，使得在充气轮胎1组装在轮辋2上之后，在充气轮胎1和轮辋2之间形成以压缩空气填充的空气腔11。
图1还进一步示出了充气轮胎1的轮胎组件更详细地包括胎体结构，该胎体结构在轮胎主平面3的每一侧固定在轮胎胎圈7上并且具有至少一个胎体帘布层12。在胎体帘布层12面向空气腔11侧的一侧是气密层13(也称为内罩)，其通常形成用于密封充气轮胎1或空气腔11的橡胶层。
进一步在图1中可看出，充气轮胎1的轮胎组件进一步包括胎圈芯15和胎圈楔16(也称为胎圈填充部、芯部样式或顶点)，该胎圈芯用于形成轮胎胎圈7并具有多个钢帘线14，该胎圈楔沿着其外圆周旋转对称地包围胎圈芯15。
图2示意性地示出了用于执行根据本发明的方法的实施例的用于充气轮胎18的振动激励的测试装置17的透视图。应当理解，在图2中所示的充气轮胎18不仅是根据上述本发明设计的根据本发明的充气轮胎(例如在图1中所示的充气轮胎1)而且是根据现有技术的对比充气轮胎，除了至少一个轮胎组件之外，其也可以具有根据本发明的充气轮胎的所有其它轮胎组件，但不是必须的。
如图2可看出，测试装置17具有振动板19，充气轮胎18的胎面带4靠在该振动板上。借助振动板19，充气轮胎18被激励而振动。特别地，在根据本发明的方法中，充气轮胎18或至少部分其轮胎组件(例如胎面带4和/或侧壁6)的振动激励由于振动板19优选地在仅一个空间方向x、y、z上执行充气轮胎18力激励20而产生。在图2所示的测试装置17中，为了覆盖从优选25Hz到350Hz的频带中的振动激励，具有已知的白噪声的振动激励或力激励20仅发生在图2所示的z空间方向上，即在充气轮胎18的径向方向R上。这种通过振动激励引发的力响应，例如在胎面带4上的远离振动板19的测量点21，可以以传统的方式通过相应的、在此未示出的测量传感器确定。在x或z方向上的力响应在此规定作为关于充气轮胎18的径向力响应，y方向上的力响应作为扭转力响应。
充气轮胎18或至少部分其轮胎组件(例如胎面带4和/或侧壁6)的振动激励，在至少该部分轮胎组件上导致具有平行于轮胎主平面3(见图1)的变形的径向振动模式Rui、Rei(i＝1，2，3，…；u＝奇数；e＝偶数)确定的径向振动频率fRui或fRei的形成，以及具有相对于轮胎主平面3扭转的变形的扭转振动模式Tuj、Tej(j＝1，2，3，…；u＝奇数；e＝偶数)确定的扭转振动频率fTuj或fTej的形成，其中不同的径向振动模式以及不同的扭转振动模式各自具有不同的偶数(“even”)和/或不同的奇数(“uneven”)振动模式。
在图3中示意性地示出了在奇数和偶数振动模式的相应前三个可能的径向振动模式Ru1、Ru2、Ru3、Re1、Re2、Re3和扭转振动模式Tu1、Tu2、Tu3、Te1、Te2、Te3。在图3中，视图a)示出了具有奇数振动模式的前三种可能的径向振动模式Ru1(图3中列(1))、Ru2(图3中列(2))、Ru3(图3中列(3))，视图b)示出了具有偶数振动模式的前三种可能的径向振动模式Re1、Re2、Re3，视图c)示出了具有奇数振动模式的前三种可能的扭转振动模式Tu1、Tu2、Tu3，以及视图d)出了具有偶数振动模式的前三种可能的扭转振动模式Te1、Te2、Te3。
在图3的视图(a)和(b)中轮胎主平面3对应附图平面。因此可以看出，径向振动模式Rui、Rei形成平行于轮胎主平面3(径向或z或x空间方向)的变形并且扭转振动模式Tuj、Tej形成相对于轮胎主平面3(扭转或y空间方向)扭转的变形。为了清楚起见，仅在径向振动模式Ru1和扭转振动模式Tu1的表示中明确地陈述了图3中的各个视图的附图标记，因为其余表示的附图标记由此直接清楚的产生。径向振动模式Ru1…3和Re1…3以及扭转振动模式Tu1…3和Te1…3的每个表示分别示出了驻波的两个极端振动位置，该驻波在充气轮胎18上由于其振动激励相应形成。
下列表1中提供了用于所有图3所示的各个径向或扭转振动模式的振动模式的数：
表1
借助图2中示意性示出的测试装置17通常可以确定与径向振动模式Rui和Rei以及扭转振动模式Tuj和Tej分别相关的径向和扭转振动频率fRui和fRei以及fTuj、fTej。所研究的径向振动模式和扭转振动模式的数量当然不仅限于这三个(i＝1…3；j＝1…3)。根据测试装置17可实现的测量分辨率，还可以确定多于三个振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej和与其相关的径向和/或扭转振荡频率fRui、fRei、fTuj、fTej。
在图4的两个视图(a)和(b)中所示的是对两个不同充气轮胎18(图2)受到的在z(径向)方向和y(扭转)方向的力响应。在此，视图(a)指出借助图2所示测试装置17所测量的根据现有技术的对比充气轮胎的径向力响应22(z空间方向)以及扭转力响应23(y空间方向)，并且视图(b)指出借助图2所示测试装置17所测量的根据本发明的充气轮胎的实施例的径向力响应24(z空间方向)以及扭转力响应25(y空间方向)，其中至少一个轮胎组件相对于对比充气轮胎(其可以具有与根据本发明的充气轮胎相同的轮胎组件)改变地设计和/或相对于其它轮胎组件改变地布置。
在图4中，视图(a)和(b)的横坐标表示以Hz为单位的振动频率，纵坐标表示以N为单位的力。
在视图(a)的框架频率范围26中可以看出，所测量的对比充气轮胎的扭转力响应23具有明显的提高，而在根据本发明的充气轮胎的实施例的力响应25的相同频率范围27中并不能识别出扭转力响应25的这种提高，而是甚至可以检测到在该范围27中的扭转力响应25明显的减小。
借助图2的测试装置17所测量的对比充气轮胎和借助相同测试装置17所测量的根据本发明的充气轮胎之间的差别存在于，如上所述，根据本发明的充气轮胎中的至少一个轮胎组件相对于对比充气轮胎的相同轮胎组件改变地设计和/或相对其它轮胎组件改变地布置，以此实现了，在根据本发明的充气轮胎中对于具有小于350Hz的相应振动频率fRui、fRei、fTuj、fTej的径向振动模式Rui、Rei和扭转振动模式Tuj、Tej，至少具有奇数振动模式的径向振动模式Rui的径向振动频率fRui和扭转振动模式Tuj的扭转振动频率fTuj之间和/或具有偶数振动模式的径向振动模式Rei的径向振动频率fRei和扭转振动模式Tej的扭转振动频率fTej之间，至少一个特定的频率间隔Δfuab和/或Δfeab(其中，a：特定的i；b：特定的j；u：“奇数”；e：“偶数”)由可确定的频率间隔Δfuij、Δfeij相对于对比充气轮胎被增大。
这里应该再次注意，对频率间隔Δfuab和/或Δfeab的考虑是可能的，并且包括在本发明中，也就是说，考虑在Rui和Tej之间和/或在Rei和Tuj之间的频率间隔。然而发明人发现，在单独考虑到频率间隔Δfuab和/或Δfeab的情况下，已经可以实现具有在本发明意义中期望的效果的充气轮胎的振动行为的明显改善。
至少一个特定频率间隔Δfuab和/或Δfeab通常优选地由所确定的频率间隔Δfuij、Δfeij选定，其在对比充气轮胎中仅相对较小，例如处于几Hz的范围内，例如在从约0Hz到小于约10Hz(尤其是小于约5Hz)之间的频率范围。通过根据本发明的充气轮胎的至少一个轮胎组件的改变了的设计和/或布置，这些特定频率间隔Δfuab和/或Δfeab尤其优选地扩大到大于5Hz的值。这种情况在图4的视图(b)中举例示出。以这种方式，在很大程度上防止了分别在具有奇数振动模式的径向振动模式和扭转振动模式之间的和/或分别在具有偶数振动模式的径向振动模式和扭转振动模式之间的相互间的能量传递，这以令人惊喜的方式带来了本文所述的根据本发明的充气轮胎的振动行为的有利效果。
参照图5至12提出在根据本发明的充气轮胎上实现根据本发明的效果的轮胎组件的具体改变。所有与图5至图12所示的描述相关的本发明的不同实施例可以任意地相互组合，并且当以下根据本发明的充气轮胎的每个后续实施例的描述仅有单个轮胎组件的改变作为对象时，示出了根据本发明的充气轮胎的更进一步的包括在本发明中的实施例。
图5示意性地在视图(a)中示出具有待改变的轮胎组件29的对比充气轮胎28，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎改变了轮胎组件31的根据本发明的充气轮胎30的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的相应径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件31产生的频移Δf。
应当理解的是，不仅对比充气轮胎28而且根据本发明的充气轮胎30都可以具有结合图1所描述的轮胎组件4-7和12-16。另外，在图5中，可以在对比充气轮胎28中看到具有至少一个对比带束层29的对比带束结构，在根据本发明的充气轮胎30中看到具有至少一个带束层31的带束结构。不仅对比充气轮胎28的对比带束结构而且根据本发明的充气轮胎30的带束结构嵌入胎面带4和胎体结构(见图1)之间与后者同轴并环绕其四周围。进一步在图5中示出至少一个对比带束层29的对比带束帘线32和至少一个带束层31的带束帘线33。对比带束层29的对比带束帘线32具有对于轮胎主平面3的第一延伸角α1，并且带束层31的带束帘线33具有对于轮胎主平面3的第二延伸角α2。这两个延伸角α1和α2分别对应于由带束帘线32或33与轮胎主平面3分别构成的锐角，如在图5的视图(a)和(b)分别所示。
此外，图5(a)和5(b)还示出了在这两种充气轮胎28和30中具有至少一个带束覆盖层34的带束覆盖层结构，其分别嵌入胎面带4和具有至少一个对比带束层29或带束层31的对比带束结构或带束结构分别与后者同轴并环绕在其四周围。带束覆盖层34基本上在其宽度上相对于轮胎主平面3在对比充气轮胎28或充气轮胎30的轮胎胎肩5之间扭转地伸展。
在图5所示的实施例中，对比充气轮胎28和根据本发明的充气轮胎30的轮胎组件29和31之间的差别是，充气轮胎30的带束层31的带束帘线33的延伸角α2与对比充气轮胎28的对比带束层29的对比带束帘线32的延伸角α1相比较小。特别地，在图5(a)所示的对比充气轮胎28中延伸角α1为约27°，并且在图5(b)所示的根据本发明的充气轮胎30中延伸角α2为约25°。
在图5的视图(c)中，与对比充气轮胎28相比根据本发明的充气轮胎胎30中由于改变的带束层30而产生的频移Δf不仅绘制各径向振动模式Rui、Rei的径向振动频率fRui、fRei(Hz)而且绘制各扭转振动模式Tuj、Tej的扭转振动频率fTuj、fTej(Hz)。径向振动模式Rui、Rei在视图(c)中以圆形的点表示，扭转振动模式Tuj、Tej以方形的点表示。从左到右，即从低频f到高频f，根据顺序在径向振动模式Rui、Rei中绘制第一个奇数振动模式的Ru1、第一个偶数振动模式的Re1、第二个奇数振动模式的Ru2、第二个偶数振动模式的Re2等。对于扭转振动模式Tuj、Tej存在类似的序列，即从左到右，首先Tu1，然后Te1、Tu2、Te2等。为了清楚起见，在图5的视图(c)中，仅明确标记相应的前两个奇数和偶数的径向或扭转振动模式。
顺便提及，径向和扭转振动模式Rui、Rei和Tuj、Tej的这种布置和顺序分别类似地应用于随后图6-10的视图(c)，以及图11和12和图14的视图(c)，即使在这些图中为了清楚起见没有完全或没有明确标记。
图5(c)可以清楚的看到，仅通过在至少一个带束层31中的带束帘线33的改变的布置(α2<α1)，尤其是在约175Hz到约200Hz之间的频率范围内，就可以实现与扭转振动频率fTuj、fTej相比径向振动频率fRui、fRei的增加，并且因此以上述具有本文公开的有益效果的方式实现频率间隔Δfuij和Δfeij的至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy的增大，其中至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy在对比充气轮胎28中优选地小于5Hz，并且在根据本发明的充气轮胎30中增大到至少5Hz。
图6在视图(a)中示出具有待改变的轮胎组件29的图5(a)中的对比充气轮胎28，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎28改变了的轮胎组件36的根据本发明的充气轮胎35的实施例，并且在视图(c)中示出了两个曲线来表示径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的相应径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件36产生的频移Δf，其中待改变的轮胎组件36对应于充气轮胎35的带束结构的带束层36。
图6(b)所示的充气轮胎35的带束层36基本上对应于图5(b)所示的充气轮胎30的带束层31，具有一个例外，即带束层36的带束帘线37对于轮胎主平面3的延伸角α3与视图(a)所示的对比充气轮胎28的对比带束层29的对比带束帘线32的延伸角α1相比较大。特别地，在视图(a)所示的对比充气轮胎28中的延伸角α1为约27°，并且在图6的视图(b)所示根据本发明的充气轮胎35中为约29°。
如图6的视图(c)可见，以此方式改变的延伸角α3(α3>α1)导致在从约50Hz到约200Hz的频率范围内相对于径向振动频率fRui、fRei明显较小的扭转振动频率fTuj、fTej并且因此以上述具有本文公开的有益效果的方式导致频率间隔Δfuij和Δfeij的至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy的增大，其中至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy在对比充气轮胎28中优选地小于5Hz，并且在根据本发明的充气轮胎35中增大到至少5Hz。
图7在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件39的未示出的对比充气轮胎的轮胎胎圈38(以剖视图)，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎的轮胎组件39的改变了的轮胎组件41的根据本发明的未详细示出的充气轮胎的实施例的轮胎胎圈40(以剖视图)，并且在视图(c)中示出了两个曲线来表示径向和扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的相应径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件41产生的频移Δf。两个轮胎组件39和41对应于胎圈楔，例如图1所示充气轮胎1的胎圈楔16。
如图7(a)和7(b)可见，对比充气轮胎的对比轮胎胎圈38的对比胎圈楔39具有宽度b1(轴向或y空间方向)和高度h1(径向或z空间方向)。根据本发明的充气轮胎的轮胎胎圈40的胎圈楔41具有宽度b2(轴向或y空间方向)和高度h2(径向或z空间方向)。
在图7(a)和(b)中可以清楚地看出，在根据本发明的充气轮胎的所示实施例中，其胎圈楔41具有比对比轮胎胎圈38的对比胎圈楔39的宽度b1较小的宽度b2，并且具有比对比轮胎胎圈38的对比胎圈楔39的高度h1较大的宽度h2。
如图7的视图(c)可很好地看出，通过胎圈楔41的这种改变可以实现径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的相应径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej的显著扩展，也就是更大的频率间隔，尤其在具有本文公开的有益效果的从约50Hz到约180Hz的频率范围。如果至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy，在具有对比轮胎胎圈38的对比充气轮胎中优选地小于5Hz，则其在具有轮胎胎圈40的根据本发明的充气轮胎可以增大，优选地增大到至少5Hz。
图8在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件39的未示出的对比充气轮胎的轮胎胎圈38(以剖视图)，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎的改变了的轮胎组件43的根据本发明的未详细示出的充气轮胎的实施例的轮胎胎圈42(以剖视图)，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示径向和扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的相应径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件43产生的频移Δf。两个轮胎组件39和43各自对应于胎圈楔。
如图8的视图(a)和(b)的对比可以看出，根据本发明的充气轮胎的轮胎胎圈42的不仅胎圈楔43的宽度b3而且胎圈楔43的高度h3与对比充气轮胎的对比轮胎胎圈38的对比胎圈楔39的宽度b1和高度h1相比较大地选定。
如在图8(c)中所示的，通过这种改变，可以在具有本文公开的有益效果的从约80Hz到约200Hz的频率范围内实现径向振动模式Rui、Rei的相应径向振动频率fRui、fRei与扭转振动模式Tuj、Tej的扭转振动频率fTuj、fTej相比的明显的减小。相对地，具有奇数振动模式的第一径向振动模式Ru1指出其振动频率fRui相对扭转振动模式Tuj、Tej的扭转振动频率fTuj、fTej在约75Hz以下的频率范围中明显的增大，其也导致具有本文所述优点的、显著增大的径向振动频率fRu1和扭转振动频率fTu1之间的频率间隔Δfu11。以这种方式，至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy优选地在具有对比轮胎胎圈38的对比充气轮胎中小于5Hz，其在具有轮胎胎圈42的根据本发明的充气轮胎中可以增大，优选地增大到至少5Hz。
图9在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件45的对比充气轮胎44，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎44的改变了的轮胎组件47的根据本发明的充气轮胎46的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示相应径向和扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件47产生的频移Δf。轮胎组件45和47对应于具有至少一个带束覆盖层(对比充气轮胎44的对比带束覆盖层45和充气轮胎46的带束覆盖层47)的带束覆盖层结构(对比充气轮胎44的对比带束覆盖层结构和充气轮胎46的带束覆盖层结构)，其不仅在对比充气轮胎44中而且在根据本发明的充气轮胎46分别嵌入胎面带4和具有带束结构(具有带束帘线32)的至少一个带束层29之间与后者同轴并围绕其四周围。如图9的视图(a)和(b)可以看出，对比带束覆盖层45以及带束覆盖层47在其宽度上相对于轮胎主平面3分别在对比充气轮胎44或根据本发明的充气轮胎46的轮胎胎肩5之间扭转地伸展。
与对比充气轮胎的具有对比带束覆盖层45的对比带束覆盖结构相比，根据本发明的充气轮胎46的具有带束覆盖层47的带束覆盖层结构在其整个宽度上具有恒定的厚度，相对地，对比充气轮胎44的对比带束覆盖层结构，这里尤其是对比带束覆盖层45在对比充气轮胎44的轮胎胎肩5区域，与在其与轮胎主平面3邻近的中心部分区域相比，具有更大的厚度，如在图9(a)中通过对比充气轮胎44的对比带束覆盖层结构的两个额外的在轮胎胎肩5区域内布置的带束覆盖层48来表示。当然，对比充气轮胎44的对比带束覆盖层结构的厚度差别也可以通过在仅以单个带束覆盖层45的带束覆盖层宽度上的相应的厚度变化来实现。然而，在图9(a)中所示的对比带束覆盖层结构具有2-1-2结构，即，在轮胎胎肩区域中的两个带束覆盖层45、48和在对比充气轮胎44的对比带束覆盖层结构的中间区域中的仅一个带束覆盖层45。
如图9(c)可以看出，带束覆盖层47的这种改变可用于，尤其地使扭转振动频率fTu2、fTu3和fTu4相对径向振动频率fRu3、fRu4或fRu5在约140Hz和约200Hz之间的频率区域明显地彼此远离，从而以这种方式，使得至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy优选地在对比充气轮胎44中小于5Hz，其在根据本发明的充气轮胎46中可以增大，优选地增大到至少5Hz，并具有本文公开的有益效果。
图10在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件50的对比充气轮胎49，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎49的改变了的轮胎组件52的根据本发明的充气轮胎51的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示相应径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件52产生的频移Δf。轮胎组件50和52对应于带束结构的带束层(对比充气轮胎49的对比带束层50或充气轮胎51的带束层52)，其嵌入胎面带4和在图10中未示出的胎体结构(见如图1)与后者同轴并环绕其四周围。
如图10的视图(a)和(b)可见，对比带束层50具有相对于对比充气轮胎40的轮胎主平面3扭转地伸展的带束宽度g1，以及带束层52具有相对于充气轮胎51的轮胎主平面3扭转地伸展的带束宽度g2。可以看出，与对比充气轮胎49的对比带束层50的带束宽度g1相比，根据本发明的充气轮胎51的带束层52的带束宽度g2较小地选定。
如图10(c)可以看出，相对对比带束层50的带束宽度g1，带束层52的带束宽度g2的这种改变可用于，使相应扭转振动模式Tuj、Tej的扭转振动频率fTuj、fTej尤其在约130Hz到约180Hz之间的频率范围中以显著的方式远离相应径向振动模式Rui、Rei的径向振动频率fRui、fRei，从而以这种方式，使得至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy优选地在对比充气轮胎49中小于5Hz，其在根据本发明的充气轮胎46中可以增大，优选地增大到至少5Hz，并具有本文公开的有益效果。在约100Hz的频率以下，径向振动频率fRui、fRei与扭转振动频率fTuj、fTej的可实现的分离是较小的。
优选地，与带束宽度g1相比，带束宽度g2减小约4毫米。
图11示出两个曲线来表示相应径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于相对现有技术的对比充气轮胎(未示出)的根据本发明的(未示出的)充气轮胎的进一步改变了的轮胎组件(未示出)产生的频移。这种改变涉及根据本发明的这种充气轮胎的至少一个侧壁，例如图1中的侧壁6，其与对比充气轮胎的对比侧壁相比具有较小的刚度，即更软地设计。如图11指出，以此尤其对于大于约120Hz的频率，实现相对相应径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的扭转振动频率fTuj、fTej的径向振动频率fRui、fRei的明显分离，使得至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy优选地在对比充气轮胎中小于5Hz，其在根据本发明的充气轮胎中可以增大，优选地增大到至少5Hz，并具有本文公开的有益效果。
图12示出两个曲线来表示相应径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于相对现有技术的对比充气轮胎(未示出)的根据本发明的(未示出的)充气轮胎的进一步改变了的轮胎组件(未示出)产生的频移。这种改变涉及根据本发明的充气轮胎的胎面带，例如图1中的胎面带4，其与对比充气轮胎的对比胎面带相比具有较小的刚度，即更软地设计。如图12指出，以此尤其对于大于约100Hz的频率，实现相对相应径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的径向振动频率fRui、fRei的扭转振动频率fTuj、fTej的明显分离，使得至少一个特定的频率间隔Δfuxy和/或Δfexy优选地在对比充气轮胎中小于5Hz，其在根据本发明的充气轮胎中可以增大，优选地增大到至少5Hz，并具有本文公开的有益效果。
图13示出两个曲线来表示与具有第一硬度的第一橡胶材料53(图13中具有较宽的线宽的曲线)相比较软的第二橡胶材料54(图13中具有较细的线宽的曲线)的区别。横坐标以℃为单位表示温度T，纵坐标表示损耗系数tanδ，其以通常已知的方式规定作为损耗模量E″和储能模量E′的商。在此，在粘弹性材料的变形的情况下可再次恢复的能量部分(弹性部分)可以由储能模量E′的大小确定，而在此过程中消耗的(耗散的)能量部分由损耗模量E″的大小来描述。在粘弹性材料的材料特定的玻璃化转变温度中，损耗系数tanδ呈现其最大值。
如图13可以看出，较软的橡胶材料54(较小的刚度)在其玻璃化转变温度与较硬的橡胶材料53(较高的刚度)相比具有更大的损耗系数tanδ。因此根据图11和12的描述，即根据本发明的充气轮胎(图11)的实施例的至少一个侧壁或根据本发明的充气轮胎(图12)的实施例的胎面带与对比充气轮胎的相应对比结构特性相比分别具有较小的刚度，上述规定可以由损耗系数tanδ来规定。因此，根据图11的根据本发明的充气轮胎的至少一个侧壁在其玻璃化转变温度具有与对比充气轮胎的相应对比侧壁相比较高的损耗系数tanδ。同样，根据图12的根据本发明的充气轮胎的胎面带在其玻璃化转变温度具有与对比充气轮胎的相应对比胎面带相比较高的损耗系数tanδ。
图14在视图(a)中示出具有进一步待改变的轮胎组件56的现有技术的对比充气轮胎55，在视图(b)中示出具有相对视图(a)的对比充气轮胎55的改变了的轮胎组件58的根据本发明的充气轮胎57的实施例，并且在视图(c)中示出两个曲线来表示相应径向或扭转振动模式Rui、Rei、Tuj、Tej的径向振动频率fRui、fRei和扭转振动频率fTuj、fTej由于在视图(b)中所示的改变了的轮胎组件58产生的频移Δf。轮胎组件56和58对应于低于各个胎面带4的材料(低于对比充气轮胎55的胎面带4的对比材料56或低于充气轮胎57的胎面带4的材料58)。如图14可见，各材料56或58在相应的充气轮胎55或57中嵌入胎面带4和带束覆盖层34之间与其同轴并围绕其四周围。
如图14的视图(a)和(b)中可见，对比充气轮胎55的对比材料56具有在视图(a)中所示的厚度d1，该厚度与视图(b)中所示的根据本发明的充气轮胎57的材料58的厚度d2相比较小。因此，当材料56和58的成分相同时，对比材料56具有与材料58相比较小的质量。
在图14(c)中可以看出，由充气轮胎57的材料58的质量增加造成相应扭转振动模式Tuj、Tej的扭转振动频率fTuj、fTej的频移Δf与相应径向振动模式Rui、Rei的径向振动频率fRui、fRei的情况相比具有大致相同的绝对值。因此，如图14所示的根据本发明的充气轮胎57中的轮胎组件58相对对比充气轮胎55的对比轮胎组件56的变化虽然只造成频率间隔Δfuij、Δfeij的小幅增大，例如从大于约100Hz的频率f起，然而轮胎组件58的这种改变可以特殊地用于，显著地减小或避免根据本发明的充气轮胎57和车辆的装载该充气轮胎的车轮悬架之间的共振，因为所有相应的扭转或径向振动模式Tuj、Tej、Rui、Rei的扭转振动频率fTuj、fTej和径向振动频率fRui、fRei随着增大的频率f而显著减小，如图14的视图(c)中可直接看出。
优选地，相对对比材料56，材料58的厚度的增加为约0.9毫米，其中，厚度的增加优选地在围绕轮胎主平面3伸展的低于胎面带4的中心区域中布置。应该理解的是，材料58不仅可以一体地(例如与胎面带4一起)形成，也可以单独并额外地嵌入胎面带4和例如带束覆盖层34之间。
在此公开的用于车辆(尤其是机动车辆)的根据本发明的充气轮胎，以及在此公开的根据本发明的制造方法不仅限于本发明公开的实施例，而且也包括由以技术上有意义的方式提出的充气轮胎及其制造方法的上述技术特征的其他组合相同作用的其它实施例。
在优选地实施例中，根据本发明的充气轮胎(安装在轮辋上)用于车辆上(尤其是单辙或多辙机动车辆)上的至少一个车轮。
虽然以上描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述而不是限制，并且应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，可以组合各种实现实施例的特征以形成本发明的其他实施例。

Claims (20)

1.一种改善充气轮胎的振动特性的方法，包括：
在所述轮胎上进行动态测试以检测a)所述轮胎的多个径向振动模式的相应频率，和b)所述轮胎的多个扭转振动模式的相应频率；
确定检测到的偶数径向振动模式的频率与检测到的偶数扭转振动模式的频率之间的第一间隔小于第一阀值，和/或确定检测到的奇数径向振动模式的频率与检测到的奇数扭转振动模式的频率之间的第二间隔小于第二阀值；和
改变轮胎组件的设计参数以将所述第一间隔和所述第二间隔中的至少一个提高到相应的所述第一或所述第二阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一阈值和/或所述第二阈值是5Hz。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述轮胎组件是带束结构，所述带束结构具有至少一个带束层，所述至少一个带束层具有带束帘线，并且所述设计参数是所述带束帘线相对于轮胎主平面的延伸角度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述组件是胎圈芯，所述胎圈芯具有胎圈楔，并且所述设计参数是所述胎圈楔的宽度和高度中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述组件是带束结构，所述带束结构具有带束覆盖层结构，所述带束覆盖层结构具有至少一个带束覆盖层，所述带束覆盖层在其宽度上横向于轮胎主平面延伸，并且所述设计参数的改变是将所述带束覆盖层结构构造成在其宽度上上具有恒定的厚度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述组件是带束结构，所述带束结构具有至少一个带束层，并且所述设计参数是所述至少一个带束层横向于轮胎主平面延伸的宽度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述组件是所述轮胎的侧壁，并且所述设计参数的改变是所述侧壁的刚度的减小。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述组件是所述轮胎的胎面带，并且所述设计参数的改变是所述胎面带的刚度的减小。
9.一种制造充气轮胎的方法，包括：
识别所述轮胎的偶数径向振动模式的第一频率；
识别所述轮胎的偶数扭转振动模式的第二频率；
计算所述第一和所述第二频率之间的间隔；和
改变轮胎组件的设计参数以将所述间隔提高到阀值以上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一阀值和第二阀值是5Hz。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述轮胎组件是带束结构，所述带束结构具有至少一个带束层，所述至少一个带束层具有带束帘线，并且所述设计参数是所述带束帘线相对于轮胎主平面的延伸角度。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述组件是胎圈芯，所述胎圈芯具有胎圈楔，并且所述设计参数是所述胎圈楔的宽度和高度中的至少一个。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述组件是带束结构，所述带束结构具有带束覆盖层结构，所述带束覆盖层结构具有至少一个带束覆盖层，所述带束覆盖层在其宽度上横向于轮胎主平面延伸，并且所述设计参数的改变是将所述带束覆盖层结构构造成在其宽度上上具有恒定的厚度。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述组件是带束结构，所述带束结构具有至少一个带束层，并且所述设计参数是所述至少一个带束层横向于轮胎主平面延伸的宽度。
15.一种制造充气轮胎的方法，包括：
识别所述轮胎的径向振动模式的第一频率；
识别所述轮胎的扭转振动模式的第二频率；
计算所述第一和所述第二频率之间的间隔；和
改变轮胎组件的设计参数以将所述间隔提高到阀值以上。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述阀值是5Hz。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述径向振动模式和所述扭转振动模式都是偶数的或都是奇数的。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述轮胎组件是带束结构，所述带束结构具有至少一个带束层，所述至少一个带束层具有带束帘线，并且所述设计参数是所述带束帘线相对于轮胎主平面的延伸角度。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述组件是胎圈芯，所述胎圈芯具有胎圈楔，并且所述设计参数是所述胎圈楔的宽度和高度中的至少一个。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述组件是带束结构，所述带束结构具有带束覆盖层结构，所述带束覆盖层结构具有至少一个带束覆盖层，所述带束覆盖层在其宽度上横向于轮胎主平面延伸，并且所述设计参数的改变是将所述带束覆盖层结构构造成在其宽度上上具有恒定的厚度。
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