DE10051735A1 - Fahrzeugreifen mit Vorrichtung zur Beeinflussung von Resonanzen - Google Patents
Fahrzeugreifen mit Vorrichtung zur Beeinflussung von ResonanzenInfo
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Abstract
Fahrzeugreifen tragen erheblich zum Straßenverkehrslärm bei. Bekannte Maßnahmen zur Verringerung der Lärmabstrahlung und/oder Beeinflussung der Klangcharakteristik von Fahrzeugreifen sind konstruktiv aufwendig oder teuer. Die neue Vorrichtung soll es ermöglichen, auf möglichst praktikable und preiswerte Weise reifentypischen Klangbilder zu beeinflussen. DOLLAR A In das Reifeninnere wird ein Formschlauch eingebracht, dessen wesentliche Merkmale wie Form, Volumen, Innendruck derart ausgeprägt sind, daß erwünschte akustische Wirkungen erzielt werden. DOLLAR A Der Formschlauch eignet sich zum jederzeitigen Einbau, ist leicht und hat keine Auswirkungen auf Form, Konstruktion und Herstellungsverfahren des Reifens. Die Fahreigenschaften des Reifens werden nicht beeinflußt.
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit Vorrichtung zur Beeinflussung von Reso
nanzen.
Es ist allgemein bekannt, daß Fahrzeugreifen in erheblichem Umfang zum Verkehrslärm
beitragen. Eine Faustregel sagt, daß bei Fahrzeugen mit moderner Antriebstechnik bereits ab
einer Geschwindigkeit von ca. 50 km/h die Rollgeräusche zur dominierenden Geräuschquelle
werden können.
Die Reifengeräusche werden durch verschiedene Quellen verursacht unter anderem das
Laufflächenprofil, die Abmessungen des Reifens, das Material, konstruktive Eigenschaften
und die Betriebsbedingungen. Eine ganz wesentliche Rolle spielt auch die Tatsache, daß der
Reifen insgesamt wie ein Resonanzkörper mit Hallraumeigenschaften wirkt und Körperschall
kaum gemindert abstrahlt. Fachleute schätzen, daß die Reifenkarkasse für 60 bis 80% der
Geräuschabstrahlung verantwortlich ist. Dieser Anteil kann künftig mit einer stärkeren Ver
breitung von Hochdruckreifen, die den Rollwiderstand senken sollen, noch wachsen.
Konstruktiv bedingt ergibt sich für jeden Reifentyp eine bestimmte Klangcharakteristik
hinsichtlich absoluter, objektiv meßbarer Lautstärke und relativer, subjektiv empfundener
Lärmwahrnehmung.
Es ist bekannt, die vom Reifen ausgehende Schallabstrahlung zu verringern, sei es durch
Maßnahmen an der Karosserie, wie z. B. Abdecken des Radkastens oder durch Vorrichtungen
am Reifen selbst (vgl. DE 29 34 522).
Es ist auch bekannt, durch konstruktive Maßnahmen am Reifen selbst eine Reduzierung
der Geräusche zu erzielen. So werden die Profile unsymmetrisch gesetzt, um den Ge
räuschpegel insgesamt zu senken und bestimmte als weniger unangenehm empfundene Fre
quenzen zu erzielen. Auch die Wahl des Materials und des Aufbaus können zu einer Ge
räuschminderung des Reifens beitragen.
Schließlich ist auch bekannt, die Reifen mit unterschiedlichen Vorrichtungen zu versehen,
die eine Geräuschminderung oder Dämmung im Innenraum bewirken sollen (vgl. DE: 29 34 523,
30 42 350, 36 40 222, 41 20 878, 40 01 753, 30 16 255, 29 46 273, EP: 0029120, 0038920,
0367556, WO: 98/35843).
Solche und ähnliche Maßnahmen, die am Reifen selbst ansetzen, bergen jedoch das Pro
blem in sich, daß sie eine Reihe von Auswirkungen auf Herstellungsverfahren, Entwicklung
und Konstruktion der Reifen haben. Reifen sind in erster Linie auf die Erzielung optimaler
Fahreigenschaften und hoher Betriebssicherheit ausgelegt und ihre Entwicklung ist weit vor
angeschritten. Maßnahmen zur Erreichung weiterer Ziele wie die Verringerung der Lärment
wicklung müssen die fortgeschrittene Reifentechnik berücksichtigen, ohne diese zu beein
trächtigen. Derartige Maßnahmen sollten daher den Reifen als vorgegeben hinnehmen.
Es ist ebenfalls bekannt, in den Innenraum von Reifen Schläuche einzubringen. Diese sol
len in den meisten Fällen eine zusätzliche Sicherheit für den Fall des Druckverlustes im Rei
fen bieten (vgl. DE: 23 36 766, 26 32 406, 27 37 789, 44 00 912, 36 01 318, 37 11 785, EP: 0364927,
0663306).
Unabhängig vom Reifen eingebrachte Schläuche haben den Vorteil, wesentliche Eigen
schaften des Reifens wie Aufbau, Form, Fahrverhalten nicht oder nur sehr wenig zu beein
trächtigen. Die bekannten Vorschläge sind jedoch hinsichtlich Material und Konstruktion
zum Teil auf spezielle Aspekte wie Pannensicherheit ausgelegt und erfordern einen hohen
Fertigungsaufwand. Sie bedeuten auch ein vergleichsweise hohes zusätzliches Gewicht und
erfordern zum Teil Veränderungen oder zusätzliche Vorkehrungen an den heute standardmä
ßig verwendeten Komponenten eines Fahrzeugreifens.
So wird bei DE 44 00 912 ein flexibler Schlauch vorgeschlagen, der zumindest zum Teil
mit schalldämmendem Material gefüllt ist und mit Helmholtz-Resonatoren ausgestattet sein
kann, als Material wird vorzugsweise Gummi benannt. Diese Lösung dürfte relativ schwer
und vergleichsweise teuer werden. DE 37 11 785 schlägt einen flexiblen Schlauch vor, der
zunächst mit Minderdruck befüllt und durch den Betriebsdruck des Reifens zusammen ge
drückt wird. Somit herrscht im Schlauch und im übrigen Reifeninneren derselbe Druck und
das Reifeninnere wirkt weitgehend wie ein einheitlicher Resonanzraum.
Aufgabe der Erfindung ist es, die von Fahrzeugreifen ausgehende Geräuschentwicklung,
soweit sie sich aus dem wie ein Resonanzkörper wirkenden Reifeninnenraum ergibt, zu be
einflussen, um die Schallabstrahlung insgesamt zu verringern bzw. ein gewünschtes Klang
bild zu erzeugen. Dabei sollen am Reifen selbst keine Veränderungen vorgenommen werden
und das zusätzliche Gewicht soll gering sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Formschlauch in das Rei
feninnere eingebracht ist, der nach den in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmalen so
ausgestaltet ist, daß er die beim Fahrbetrieb im Reifeninneren entstehenden Schallwellen und
damit die Resonanzen des Reifenkörpers beeinflußt, indem er den als einheitlichen Resonanzraum
anzusehenden Reifeninnenraum mit glatten Außenwänden und guten Reflexionseigen
schaften unterteilt und sich daraus veränderte Innenreflexionen und Brechungen ergeben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere auf den nachfolgend ge
nannten Gebieten.
Schallabstrahlung und psycho-akustische Eigenschaften von Reifen lassen sich gezielt
durch die Gestaltung des Formschlauches beeinflussen, ohne daß hiervon Aufbau, Konstruk
tion und Herstellungsverfahren der Reifen betroffen sind. Unterschiedliche Klangcharakteri
stiken verschiedener Reifentypen werden durch eine darauf jeweils abgestimmte Form und
Gestaltung des Formschlauches beeinflußt.
Der Formschlauch läßt sich preiswert als Massenprodukt herstellen, das für unterschiedli
che Reifentypen angepaßt werden kann.
Das zusätzliche Gewicht ist bezogen auf den gesamten Fahrzeugreifen sehr gering.
Die fahrtechnischen Eigenschaften des Reifens werden nicht oder nur in zu vernachlässi
gender Weise betroffen. Selbst ein unwahrscheinlicher, eventueller Defekt des Formschlau
ches wird das Fahrverhalten nicht in kritischer Weise beeinträchtigen sondern nur zum Ver
lust der Resonanzwirkung führen.
Eine nachträgliche Ausrüstung ist jederzeit möglich, die Montage des Formschlauchs ist
einfach, zusätzliche Wartung und Pflege sind nicht notwendig.
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen 1 und 2 dargestellt und werden im folgen
den näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines Reifens sowie eines Formschlauchs,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt eines Reifens sowie eines Formschlauchs.
Unter einem Formschlauch ist ein flexibler Schlauch zu verstehen, der unter Überdruck
einen bestimmten Umfang erreicht und dabei insgesamt eine vorgegebene Form annimmt,
wobei die Oberflächenform bestimmte Ausgestaltungen aufweisen kann, wie z. B. Auswöl
bungen und Einbuchtungen.
Der Formschlauch wird in leerem Zustand über die Felge gezogen. Um ein Verrutschen
und damit eine spätere Unwucht des Reifens zu verhindern, wird er gegebenenfalls an der
Felge fixiert. Der Formschlauch wird mit dem vorgesehenen Druck beaufschlagt. Nach Be
füllen des Reifens bestehen im Reifeninneren zwei getrennte Kammern. Die im Reifeninne
ren entstehenden Schallwellen werden an der Wand des Formschlauchs gebrochen und re
flektiert. Dieser Effekt ist um so größer, je unterschiedlicher die Verhältnisse im
Inneren des Formschlauches und im übrigen Reifeninneren sind, insbesondere hinsichtlich
Volumen, Druck und Füllmedium. Eine wesentliche Rolle spielt auch die Form des Schlau
ches.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Reifens mit dem Reifenkörper (1) und
seinem Reifeninneren (2), der auf der Felge (5) aufsitzt. Der Formschlauch (3) nimmt hierbei
eine beispielhaft gewählte Form ein, die in den Innenraum des Reifens (2) ragt, er kann an
sonsten jede bestimmte, im Hinblick auf akustische Wirkungen berechnete Form besitzen. Im
Beispiel ist der Fuß des Formschlauches (4) so geformt, daß er das Felgenbett bedeckt, um
Schallübertragungen auf dem Wege über das Fahrwerk in das Fahrzeuginnere zu verringern.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Reifens mit dem Reifenkörper (1) und
seinem Reifeninneren (2). Der Formschlauch (3) liegt an der Felge (5) an und nimmt hierbei
wiederum eine beispielhaft gewählte Form ein. Er kann wie beschrieben auch andere für die
akustischen Eigenschaften des Reifens günstige Formen besitzen. Das Innere des Form
schlauches (6) bildet dabei einen vom Reifeninneren (2) getrennten akustischen Raum.
Claims (15)
1. Fahrzeugreifen mit Vorrichtung zur Beeinflussung von Resonanzen, bei dem in den aus der
Innenfläche des Reifenkörpers und der Felge gebildeten Innenraum des Reifens mindestens
ein Formschlauch eingebracht ist, der unter Überdruck mit einem gasförmigen Medium be
füllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenform des Formschlauches im Längs
schnitt und/oder Querschnitt Ausformungen in der Art von Auswölbungen oder Einbuchtun
gen aufweist, deren Kurvenverläufe stetigen, umfangsperiodischen Funktionen folgen, wobei
die Verläufe der Kurven und deren Steigungswinkel eine zur Beeinflussung von im Reifen
entstehenden Resonanzen geeignete Oberflächenform des Formschlauches ergeben.
2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Form des Form
schlauches, insbesondere die Kurvenverläufe der Ausformungen und deren Abstände zuein
ander auf die akustische Charakteristik des jeweiligen Reifentyps und die darin beim Fahrbe
trieb entstehenden Schaltwellen und Resonanzen abgestimmt sind; wobei die Längsschnitte
und Querschnitte des Formschlauches symmetrisch oder unsymmetrisch sein können, die
Ausformungen jeweils gleiche oder unterschiedliche Größe und Form aufweisen können und
regelmäßig oder unregelmäßig an der Oberfläche des Formschlauches verteilt sein können
und vorzugsweise insgesamt bezogen auf den Umfang des Formschlauches derart verteilt
sind, daß beim Fahrbetrieb eine möglichst geringe Unwucht entsteht.
3. Fahrzeugreifen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des
Formschlauchs schallschluckende Strukturen aufweisen kann.
4. Fahrzeugreifen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformungen
des Formschlauchs mit Wülsten oder Rillen längs oder quer des Umfangs überlagert sein
können.
5. Fahrzeugreifen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Felge
anliegende Fuß des Formschlauchs zumindest das Tiefbett der Felge ganz bedeckt.
6. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch nicht insgesamt bündig an der Reifeninnenwand anliegt, insbesondere daß zwi
schen Innenseite der Bodenaufstandsfläche des Reifens und dem Formschlauch ein Abstand
herrscht, der bei normaler Beanspruchung im Fahr- und Standbetrieb einen Kontakt zwischen
Reifen und Formschlauch beziehungsweise schädigende mechanische Beanspruchungen ver
hindert.
7. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch mit einem Druck beaufschlagt wird, der unterschiedlich vom Luftdruck des
übrigen Reifeninnenraums ist, wobei die Druckdifferenz derart bestimmt wird, daß die Beein
flussung von Resonanzen unterstützt wird.
8. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch mit einem Gas befüllt wird, das Schallübertragungseigenschaften besitzt, die
verschieden von denen der Luft sind.
9. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch zumindest teilweise ausgeschäumt ist.
10. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch sowohl eine in den Schlauch integrierte Befüllungsvorrichtung aufweisen kann,
die nach dem Befüllen sicher verschlossen, zum Beispiel verklebt, wird oder selbst schlie
ßend ist, als auch ein Ventil in gebräuchlicher Ausführung, das eine jederzeitige Druckregu
lierung ermöglicht.
11. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch durch Verkleben oder andere Maßnahmen auf der Felge fixiert wird, um ein
Verrutschen beim Fahrbetrieb zu verhindern.
12. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch vorzugsweise aus flexiblem, dehnungsfestem, leichtem und temperaturbestän
digem Material mit hoher Gasdichte besteht, zum Beispiel aus thermoplastischem Poly
urethan.
13. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch als flexible, innere, gasdichte Hülle von einem diese ganz oder teilweise be
deckenden, nicht oder nur begrenzt dehnbaren, formgebenden Korsett umgeben ist, das bei
spielsweise aus einem oder mehreren gelochten oder ungelochten Bändern bestehen kann.
14. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formschlauch aus zwei oder mehr Lagen besteht, die hinsichtlich der Art des Materials und
dessen Beschaffenheit, insbesondere ihrer Gasdurchlässigkeit und Dehnbarkeit unterschied
lich ausgeprägt sein können, wobei die einzelnen Lagen sich nicht vollständig bedecken müs
sen, sondern sich auch nur teilweise, zum Beispiel als Gitter, Lochstreifen oder in sonstigen
Formen überlagern können.
15. Fahrzeugreifen nach den zuvor genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
oder mehrere Formschläuche in das Reifeninnere eingebracht werden und diese insbesondere
auch unterschiedliche Größen, Formen, Materialien und Oberflächen besitzen können, unter
schiedliche Füllmedien enthalten können und mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt
sein können.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10051735A DE10051735A1 (de) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Fahrzeugreifen mit Vorrichtung zur Beeinflussung von Resonanzen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE10051735A DE10051735A1 (de) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Fahrzeugreifen mit Vorrichtung zur Beeinflussung von Resonanzen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10051735A1 true DE10051735A1 (de) | 2002-05-02 |
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ID=7660259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10051735A Withdrawn DE10051735A1 (de) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Fahrzeugreifen mit Vorrichtung zur Beeinflussung von Resonanzen |
Country Status (1)
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DE (1) | DE10051735A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-10-18 DE DE10051735A patent/DE10051735A1/de not_active Withdrawn
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