DE102017210918A1

DE102017210918A1 - Fahrzeugradbauteil aufweisend ein Akustikelement

Info

Publication number: DE102017210918A1
Application number: DE102017210918.1A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schürmann; Makram Zebian
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Fahrzeugradbauteil (1, 2) aufweisend ein Akustikelement (12) zur Geräuschreduzierung für ein Fahrzeugrad, wobei das Akustikelement (12) eine Wand (13) und zumindest zwei Dämpfungselemente (14, 15) aufweist, wobei die Wand (13) an einer ersten Seite (131) einen ersten Oberflächenbereich (141) aufweist, an welchem ein erstes Dämpfungselement (14) angeordnet ist, wobei die Wand (13) an einer zweiten Seite (132) einen zweiten Oberflächenbereich (151) aufweist, an welchem ein zweites Dämpfungselement (14) angeordnet ist und wobei der erste Oberflächenbereich (141) einen ersten Normalenvektor (16) aufweist und der zweite Oberflächenbereich (151) einen zweiten Normalenvektor (17) aufweist, wobei der erste Normalenvektor (16) und der zweite Normalenvektor (17) je einen Winkel (21, 22) von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 25°, besonders bevorzugt von 0° bis 10°, mit einer Umfangsebene (24) einschließen.
Aufgabe ist es, ein Fahrzeugradbauteil mit verbesserten akustischen Eigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Haltbarkeit und bei gleichzeitig geringem Einsatz an geräuschminderndem Material zur Verfügung zu stellen.
Dies wird erreicht, indem das Akustikelement (12) an der inneren Oberfläche (11) angeordnet und befestigt ist, indem das erste Dämpfungselement (14) und das zweite Dämpfungselement (14) an der inneren Oberfläche (11) angeordnet sind und indem die Wand (13) eine schallreflektierende Wand (13) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugradbauteil aufweisend ein Akustikelement, wobei das Fahrzeugradbauteil in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet ist und am Fahrzeugrad montiert eine den Reifeninnenraum mitbegrenzende einem Laufstreifen des Fahrzeugluftreifens gegenüberliegende innere Oberfläche aufweist, wobei das Akustikelement eine Wand mit zwei voneinander abgewandten Seiten aufweist, wobei das Akustikelement zumindest zwei Dämpfungselemente, welche zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhalten und zur Minderung von Geräuschen geeignet sind, aufweist, wobei die Wand an einer ersten Seite der zwei Seiten einen ersten Oberflächenbereich aufweist, an welchem ein erstes Dämpfungselement der zumindest zwei Dämpfungselemente angeordnet ist, wobei die Wand an einer zweiten Seite der zwei Seiten einen zweiten Oberflächenbereich aufweist, an welchem ein zweites Dämpfungselement der zumindest zwei Dämpfungselemente angeordnet ist und wobei der erste Oberflächenbereich einen ersten Normalenvektor aufweist und der zweite Oberflächenbereich einen zweiten Normalenvektor aufweist, wobei der erste Normalenvektor und der zweite Normalenvektor je einen Winkel von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 25°, besonders bevorzugt von 0° bis 10° mit einer Umfangsebene einschließen. Weiter betrifft die Erfindung einen Fahrzeugluftreifen und/oder eine Felge und/oder ein Fahrzeugrad jeweils aufweisend ein solches Akustikelement.
Bei einem auf einer Fahrbahn abrollenden Fahrzeugluftreifen, welcher luftdicht auf einer Felge montiert ist, entstehen Geräusche durch Vibrationen der Luft im von dem Reifen und der Felge eingeschlossenen Radinnenraum. Hierbei bilden sich von der Geometrie des Reifens beeinflusste Resonanzen, d.h. Frequenzen, bei welchen der Schalldruckpegel besonders hoch ist, aus. Besonders bedeutend sind hierbei über den Umfang des Reifens geschlossen verlaufende Raummoden. Bei Reifen für Personenkraftwagen liegen übliche Resonanzfrequenzen bei 170 Hz bis 260 Hz beziehungsweise Vielfachen davon. Die Geräusche werden sowohl in den Fahrgastraum als auch an die Umgebung außerhalb des Fahrzeuges übertragen.
Gemäß des eingangs geschilderten Gegenstands ist es aus der DE 10 2007 028932 A1 zur Reduzierung solcher Geräusche bekannt, einen Schaumstoffring als Akustikelement bzw. als Dämpfungselement an der Innenseite des Fahrzeugluftreifens anzubringen. Dieses Dämpfungselement reduziert die Luftvibrationen im Radinnenraum, was das Geräuschverhalten des Fahrzeuges verbessert. Die Frequenzverteilung der Absorption eines solchen Schaumstoffkörpers ist materialabhängig und damit nicht gut einstellbar. Typischerweise absorbiert ein solcher Schaumstoffring breitbandig, wobei die Absorption mit höheren Frequenzen ansteigt. Für typische Resonanzfrequenzen von Reifen sind die Absorptionseigenschaften eines solchen Schaumstoffrings somit nicht optimal. Gleichzeitig ist der Einsatz von Material für solche Dämpfungselemente mit hohen Kosten verbunden.
Weiter ist in der DE 29 46 273 A1 eine Anordnung zur Verringerung des Reifenlärms von Fahrzeugen, wobei der Reifen mit elastischen Seitenscheiben aus dem Gewebegummi des Reifenmaterials, die in den Innenraum ragen, versehen ist, welche gleichzeitig mit Dämpfungsmaterial belegt sind. Die Seitenscheiben sind dabei direkt am Reifen befestigt und die Stabilisierung der Seitenscheiben erfolgt durch die Fahrbewegung. Hierdurch ist die räumliche Ausrichtung der Seitenscheiben abhängig vom Betriebszustand des Rades. Dies führt einerseits zu einer Belastung bis hin zur mechanischen Instabilität der Befestigung der Seitenscheiben am Reifen beim Wechsel des Betriebszustandes. Andererseits führt ein oftmaliger Wechsel der räumlichen Ausrichtung, insbesondere eine Knickbewegung der Seitenscheiben, auch zu einem Verschleiß der Seitenscheiben sowie des Dämpfungsmaterials an sich. Verschleißerscheinungen insbesondere am Dämpfungsmaterial erfolgen auch bei Reibung des Materials an der inneren Radoberfläche, wie sie bei einem Wechsel von Aufliegen des Materials auf der inneren Radoberfläche und Lösen von der inneren Radoberfläche bei einer Änderung des Betriebszustandes des Rades erfolgen kann. Zudem ist eine zuverlässige Befestigung einer Gummischeibe an einem Reifen oder einer Felge mit erheblichem Aufwand verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugradbauteil für ein Fahrzeugrad zur Verfügung zu stellen, das, montiert am Fahrzeugrad, verbesserte akustische Eigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Haltbarkeit und bei gleichzeitig geringem Einsatz an geräuschmindemdem Material aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Akustikelement an der inneren Oberfläche angeordnet und befestigt ist, indem das erste Dämpfungselement und das zweite Dämpfungselement an der inneren Oberfläche angeordnet sind und indem die Wand eine schallreflektierende Wand ist.
Bedeutend ist die Kombination aus der schallreflektierenden Wand mit zumindest zwei zur Minderung von Geräuschen geeigneten Dämpfungselementen zu dem Akustikelement, wobei das Akustikelement an der inneren Oberfläche des Fahrzeugradbauteils angeordnet und befestigt ist und dass das erste Dämpfungselement und das zweite Dämpfungselement an der inneren Oberfläche angeordnet, bevorzugt befestigt, sind.
Die innere Oberfläche ist in der Regel weitgehend parallel zur Umfangsebene ausgerichtet. Hierdurch wirken bei einer Rotation des Radbauteils die Zentrifugalkraft und die Zentripetalkraft weitgehend senkrecht zur inneren Oberfläche, d.h. zu der Oberfläche, an welcher das Akustikelement befestigt ist. Hierdurch ist der Verschleiß der Dämpfungselemente und/oder des Akustikelements durch Kräfte, insbesondere durch Kräfte bei der Änderung des Betriebszustands, quer zur Oberfläche der Befestigung weitgehend vermieden. Auch ein Abknicken der Dämpfungselemente in einem der inneren Oberfläche benachbarten Bereich der Dämpfungselemente und/oder ein Wechsel von Aufliegen und Lösen der Dämpfungselemente von der Reifenbauteiloberfläche sind weitgehend vermieden. Das Akustikelement kann mittels eines Verbindungsmittels und/oder einer Haftverbindung und/oder einer Klebeverbindung an der inneren Oberfläche befestigt sein.
Bedeutend ist weiter, dass die Wand schallreflektierend ist. Die Wand ist somit geeignet, um Schall zu reflektieren. Eine solche schallreflektierende Wand kann für eine senkrecht auf die Wand, insbesondere auf einen Oberflächenbereich innerhalb der flächigen Erstreckung der Wand, treffende Schallwelle einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 30 % aufweisen, gemessen bei einer Referenzfrequenz von f = 250 Hz. Der Schall-Reflexionsgrad kann gemessen werden für eine senkrecht auf die Wand vom Medium Luft bei Normalbedingungen, d.h. bei einem Luftdruck von 1013,25 hPa und einer Temperatur von 293,15 Kelvin, treffende Schallwelle. Der Schall-Reflexionsgrad kann gemessen werden gemäß DIN EN ISO 10534-2. Die akustischen Eigenschaften des restlichen Akustikelements, insbesondere der Dämpfungselemente, sind hierbei ganz oder weitgehend unberücksichtigt.
Die Wand ist zumindest in einem Bereich des ersten Oberflächenbereichs (141) und zumindest in einem Bereich des zweiten Oberflächenbereichs weitgehend senkrecht zur Umfangsebene angeordnet. Die jeweiligen Normalenvektoren schließen dabei einen Winkel von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 25°, besonders bevorzugt von 0° bis 10° mit der Umfangsebene ein. Durch die Anordnung der Wand unterteilt die Wand den schallaktiven Reifeninnenraum eines Rades aufweisend das Radbauteil. Hierdurch ist die Ausbildung von Raummoden beeinflussbar. Insbesondere kann die Ausbildung von in Umlaufrichtung geschlossen ausgebildete Raummoden vermindert sein. Hierdurch ist eine Umverteilung der Schalldruckpegelverteilung ermöglicht, insbesondere eine Reduktion von Schalldruckpegelspitzen, wodurch die akustischen Eigenschaften eines solchen Rades verbessert sind.
Schließt ein Vektor mit einer Ebene einen Winkel ein, so handelt es sich im Sinne der Anmeldung um den kleinsten Winkel, den der Vektor und die Ebene miteinander einschließen. Schließt ein Vektor mit einer Richtung einen Winkel ein, so schließt er im Sinne der Anmeldung diesen Winkel mit einer Geraden ein, welche parallel zu der Richtung verläuft.
Die Wand weist zwei Seiten auf. Die erste Seite und die zweite Seite der Wand sind voneinander abgewandt und lediglich durch die Dicke der Wand voneinander beabstandet. Die Dicke der Wand ist gemessen senkrecht zu der der ersten Seite zugewandten Oberfläche der Wand. Das erste Dämpfungselement ist an der ersten Seite der Wand angeordnet, wohingegen das zweite Dämpfungselement an der zweiten Seite der Wand angeordnet ist. Durch die Anordnung des ersten Dämpfungselements und des zweiten Dämpfungselements an unterschiedlichen Seiten der Wand ist die Geräuschminderung auf beiden Seiten der Wand gewährleistet.
Die Richtungen der Normalenvektoren des ersten Oberflächenbereichs (141) und des weiten Oberflächenbereichs können voneinander verschieden sein. Sie können in entgegengesetzte Richtungen weisen.
Die zumindest zwei Dämpfungselemente weisen zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material, insbesondere poröses Material, auf und sind zur Minderung von Geräuschen geeignet. Hierdurch ermöglicht das Akustikelement eine Minderung des Schalls. Dies kann durch Absorption von Schall durch Material der Dämpfungselemente erfolgen. Bedeutend ist nun, dass durch die Umverteilung der Schalldruckpegelverteilung, insbesondere durch eine Umverteilung der Schalldruckpegelverteilung hin zu höheren Frequenzen, eine bessere Minderung des Schalls durch die Dämpfungselemente bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz ermöglicht ist. Auch können günstigere Materialien für die Dämpfungselemente gewählt werden.
Bei dem Fahrzeugradbauteil kann es sich um einen Fahrzeugluftreifen und/oder um eine Felge handeln.
Richtungsangaben sowie die Angabe von Achsen, insbesondere die radiale Richtung, die axiale Richtung, die Umfangsrichtung und die Rotationsachse, entsprechen den Richtungsangaben für ein am Rad montiertes Fahrzeugradbauteil. Die Umfangsebene ist eine Mantelfläche eines geraden Kreiszylinders mit der Rotationsachse des Rades und/oder des Radbauteils als Rotationsachse.
Hierdurch ist ein Fahrzeugradbauteil für ein Fahrzeugrad zur Verfügung gestellt, das, montiert am Fahrzeugrad, verbesserte akustische Eigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Haltbarkeit und bei geringem Einsatz an geräuschminderndem Material der Dämpfungselemente aufweist.
Die Wand kann in einer parallel zur Umfangsebene verlaufenden Richtung zwischen dem ersten Dämpfungselement und dem zweiten Dämpfungselement angeordnet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn die Wand zumindest in einem Bereich des ersten Oberflächenbereichs (141) von dem ersten Dämpfungselement zumindest in Richtung des ersten Normalenvektors ganz oder teilweise formschlüssig festgelegt ist und wenn die Wand zumindest in einem Bereich des zweiten Oberflächenbereichs von dem zweiten Dämpfungselement zumindest in Richtung des zweiten Normalenvektors ganz oder teilweise formschlüssig festgelegt ist. Hierdurch ist die Wand durch Formschluss mit dem ersten Dämpfungselement und dem zweiten Dämpfungselement zumindest in Teilbereichen ihrer Erstreckung festgelegt. Die räumliche Ausrichtung der Wand ist somit zumindest in einem Bereich des ersten Oberflächenbereichs (141) und zumindest in einem Bereich des zweiten Oberflächenbereichs in jeweils einer Richtung normal zum jeweiligen Oberflächenbereich weitgehend eingeschränkt und weitgehend unabhängig vom Betriebszustand des Rades aufweisend ein solches Fahrzeugradbauteil, wodurch Verschleißerscheinungen der Wand stark reduziert sind. Der Formschluss kann insbesondere im Bereich eines der inneren Oberfläche zugewandten Endes der Wand erfolgen.
Zweckmäßig ist es, wenn die Wand durch das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement jeweils zumindest in einer Richtung parallel zur Umfangsebene ganz oder teilweise gestützt und/oder gehalten ist. Eine Stabilisierung der Wand durch die Dämpfungselemente ist besonders effektiv, wenn die Wand nicht selbsttragend ist. Aber auch bei einer selbsttragenden Wand ergeben sich Vorteile.
Zweckmäßig ist es, wenn das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement an der inneren Oberfläche befestigt ist. Dies kann mittels eines Befestigungsmittels und/oder eines Haftmittels erfolgen. Bei dem Haftmittel kann es sich um ein Dichtmittel und / oder ein Klebemittel handeln. Bei Anbringung eines Dämpfungselements an der Reifenoberfläche handelt es sich bei dem Haftmittel bevorzugt um ein Dichtmittel, besonders bevorzugt um ein selbsttätig abdichtendes Dichtmittel. Bei Anbringung eines Dämpfungselements an der Felgenoberfläche handelt es sich bevorzugt um Klebemittel. Hierdurch ist eine einfache und zuverlässige Befestigung des Akustikmittels gewährleistet.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement mit der Wand kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden und/oder berührt die Wand. Durch eine solche Verbindung ist die Wand über das Dämpfungselement mit dem Reifenbauteil verbunden. Die Wand kann nur über das oder die Dämpfungselemente mit dem Radbauteil verbunden sein. Es können auch das erste Dämpfungselement und das zweite Dämpfungselement mit der Wand kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein oder diese berühren. Die Verbindung kann insbesondere durch eine Reibungskraft und/oder ein Haft- und/oder eine Klebeverbindung erfolgen. Die Verbindung kann mittels eines Verbindungsmittels erfolgen.
Zweckmäßig ist auch, wenn die Wand ganz oder teilweise stoffschlüssig, insbesondere durch eine Haft- oder eine Klebeverbindung, direkt mit dem Radbauteil verbunden ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste Dämpfungselement und das zweite Dämpfungselement durch eine normal auf den ersten Oberflächenbereich stehende Gerade verbindbar angeordnet. Sie können, bis auf Verbindungsmittel zwischen der Wand und den Dämpfungselementen, nur durch die Wand voneinander beabstandet angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher und stabiler Aufbau des Akustikelements, wobei der Formschluss in und entgegen einer Richtung normal zum ersten Oberflächenbereich erfolgen kann.
Vorteilhaft ist es auch, wenn im Bereich einer Schnittfläche einer Ebene mit der Wand, wobei die Ebene senkrecht auf der Wand steht, d.h. zumindest einen Normalenvektor auf eine Oberfläche auf einer der beiden Seiten der Wand umfasst, und parallel zur radialen Richtung ausgerichtet ist, genau auf einer Seite der Wand an der Oberfläche der Wand ein Dämpfungselement angeordnet ist. Je nachdem auf welcher der beiden Seiten der Wand das Dämpfungselement angeordnet ist, handelt es sich um ein erstes Dämpfungselement oder um ein zweites Dämpfungselement. Der Formschluss zwischen den Dämpfungselementen und der Wand ist auf einen größeren Bereich verteilt bei geringem Materialeinsatz. Die Wand kann somit besonders effizient gestützt werden.
Das erste Dämpfungselement und das zweite Dämpfungselement können dabei so angeordnet sein, dass sie durch mindestens eine senkrecht auf eine Oberfläche der Wand senkrecht stehende Ebene voneinander beabstandet sind. Sie können dabei aber auch so angeordnet sein, dass sie gleichzeitig durch eine normal zum ersten Oberflächenbereich verlaufende Gerade verbindbar angeordnet sind.
Die Ausdehnung der Wand und die Ausdehnung des ersten Dämpfungselements und/oder die Ausdehnung des zweiten Dämpfungselements können sich in zumindest einer Richtung gleichen oder voneinander unterscheiden.
Die Wand kann dabei in zumindest einer Richtung eine größere Ausdehnung aufweisen als das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement. Hierdurch ist eine große schallreflektierende Fläche erreicht. Die Wand kann in zumindest einer Richtung aber auch eine kleinere Ausdehnung aufweisen als das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement. Hierdurch ist eine besonders gute Stützung der schallreflektierenden Fläche erreicht.
Die Wand kann in zumindest einer Richtung auch eine gleiche Ausdehnung aufweisen wie das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement. Die Wand kann dabei mit dem ersten Dämpfungselement und/oder dem zweiten Dämpfungselement bündig abschließen. Bei gleicher Ausdehnung, bevorzugt bei gleicher Ausdehnung in zwei zueinander senkrechten Richtungen, besonders bevorzugt bei gleicher Ausdehnung in allen Richtungen parallel zur flächigen Erstreckung der Wand, ist eine besonders einfache Ausführungsform des Dämpfungselements ermöglicht. Ein Akustikelement kann beispielsweise von quaderförmiger Gestalt sein, wobei die Wand durch zwei zueinander parallele Schnittebenen begrenzt ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der erste Oberflächenbereich zumindest einen Normalenvektor aufweist, der einen Winkel von 0° bis 80°, bevorzugt von 0° bis 45°, besonders bevorzugt von 0° bis 30° mit der Umfangsrichtung einschließt. Auch ein Winkel von 0° bis 10° hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Hierdurch ist insbesondere die Ausbildung von in Umfangsrichtung geschlossenen Raummoden behindert. Zweckmäßig ist es, wenn die Wand in ihrer flächigen Erstreckung einen Oberflächenbereich mit nur solchen Normalenvektoren aufweist. Zweckmäßig ist es auch, wenn alle Normalenvektoren der ersten Seite der Wand so ausgebildet sind.
Vorteilhaft ist es, wenn die Wand zumindest einen Normalenvektor aufweist, der einen Winkel von 0° bis 80°, bevorzugt von 0° bis 45°, besonders bevorzugt von 0° bis 30° mit der axialen Richtung einschließt. Auch ein Winkel von 0° bis 10° hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Hierdurch ist der Reifeninnenraum in axialer Richtung unterteilt. Zweckmäßig ist es, wenn die Wand in ihrer flächigen Erstreckung einen Oberflächenbereich mit nur solchen Normalenvektoren aufweist. Zweckmäßig ist es auch, wenn alle Normalenvektoren der ersten Seite der Wand so ausgebildet sind.
Als zweckmäßig hat es sich auch herausgestellt, wenn die Wand zumindest einen Normalenvektor aufweist, der einen Winkel von 30° bis 60°, bevorzugt von 40° bis 50° mit der axialen Richtung einschließt. Zweckmäßig ist es, wenn die Wand in ihrer flächigen Erstreckung einen Oberflächenbereich mit nur solchen Normalenvektoren aufweist.
Als besonders zweckmäßig zur Optimierung und bedarfsgerechten Beeinflussung der akustischen Eigenschaften des Radbauteils hat es sich herausgestellt, wenn das Radbauteil mehrere Wände aufweist. Zumindest zwei der Wände können dabei insbesondere in ihrer maximalen Höhe und/oder Geometrie gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
Das Radbauteil kann mehrere Akustikelemente aufweisen. Zwei Akustikelemente können dabei in Form, Aufbau und Material gleich oder unterschiedliche ausgebildet sein. Zwei Akustikelemente können zueinander beabstandet oder berührend angeordnet sein. Ein Akustikelement kann aber auch mehrere Wände aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrzeugradbauteil mehrere Wände auf, wobei die Wände in einer Richtung in einer Abfolge von Wänden, bevorzugt in einer Abfolge von zueinander weitgehend parallel ausgerichteten und/oder weitgehend äquidistant angeordneten Wänden, angeordnet sind. Hierdurch ist eine besonders gute Aufteilung des Reifeninnenraums durch die schallreflektierenden Wände ermöglicht. Zwei oder mehr Wände können sich in ihrer Geometrie, insbesondere in ihrer maximalen Höhe, und/oder in ihrem Material unterscheiden oder gleich ausgebildet sein. Bevorzugt kann sich eine Abfolge von Wänden und geräuschminderndem Material ergeben. Ein Akustikelement kann alle mehreren Wände aufweisen. Oder zwei oder mehr Akustikelemente können ein, zwei oder mehr Wände der mehreren Wände aufweisen. Jedes Akustikelement aufweisend eine der mehreren Wände kann genau eine der mehreren Wände aufweisen. Die zwei oder mehr Akustikelemente können berührend oder beabstandet voneinander angeordnet sein. Die Richtung kann die Umfangsrichtung sein. Hierdurch ist besonders die Ausbreitung von umlaufenden Raummoden gehindert. Die Wände können in Umfangsrichtung gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die Wände können auch in Gruppen angeordnet sein. Die Richtung kann auch die axiale Richtung sein. Auch hierdurch können die umlaufenden Raummoden in ihrer räumlichen Ausdehnung beeinflusst werden.
Eine andere zweckmäßige Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Akustikelement zumindest zwei, drei oder mehr Wände aufweist, wobei die Wände kontaktierend, insbesondere sich kreuzend, angeordnet sind. Zweckmäßig ist es aber auch, wenn die Wände voneinander beabstandet angeordnet sind.
Zweckmäßig ist es, wenn die Wand ein freies Ende aufweist, welches dem Reifeninnenraum zugewandt ist. Hierbei kann es sich um eine Schnittkante der Wand handeln. Die Wand kann als eine begrenzte Fläche ausgeführt sein. Die begrenzte Fläche kann gerade oder gekrümmt sein.
Eine Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement an seiner der Wand zugewandten Seite eine größere Höhe aufweist als die mittlere Höhe des jeweiligen einen Dämpfungselements. Hierdurch ist eine besonders gute Stützung und/oder ein besonders guter Formschluss bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz an porösem Material ermöglicht. Die Höhe des jeweiligen Dämpfungselements kann zur Wand hin zunehmen. Die Höhe misst dabei die Erstreckung in radialer Richtung.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement an seiner von der Wand abgewandten Seite eine größere Höhe aufweist als die mittlere Höhe des jeweiligen Dämpfungselements.
Als zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement eine mittlere Höhe von 20 mm bis 60 mm aufweist. Zweckmäßig ist es auch, wenn das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement normal zum jeweiligen Oberflächenbereich eine Erstreckung von mindestens 10 mm aufweisen.
Vorteilhaft ist es, wenn sich das erste Dämpfungselement und das zweite Dämpfungselement in ihrer Form und/oder in ihren Materialeigenschaften und/oder in ihrem Material unterscheiden. Bei der Form können sie sich insbesondere in ihrer maximalen Höhe und/oder in ihrer mittleren Höhe und/oder in ihrem Volumen und/oder in ihrer Erstreckung in einer oder mehreren Richtungen parallel zur Umfangsebene unterscheiden. Das zweite Dämpfungselement kann in einer oder mehreren Richtungen eine gleiche Erstreckung wie die Wand aufweisen. Das erste Dämpfungselement und das zweite Dämpfungselement können sich in ihrer Dichte unterscheiden. Hierdurch können die Raummoden auf den zwei Seiten der Wand unterschiedlich beeinflusst werden. Sie können in einem oder mehreren oder allen der genannten Aspekte aber auch gleich ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich eine einfache Ausführungsform des Akustikelements.
Die geometrische Form des ersten Dämpfungselements und/oder des zweiten Dämpfungselements kann sich in radialer Richtung oder entgegen der radialen Richtung verjüngen oder konstant bleiben. Es kann sich beispielsweise um einen Quader, eine Pyramide, einen Pyramidenstumpf, einen umgedrehten Pyramidenstumpf, ein Parallelepiped oder einen allgemeinen Zylinder handeln. Es kann sich auch um eine senkrechte oder eine schiefe dreidimensionale Form handeln.
Bei dem zur Minderung von Geräuschen geeigneten Material eines Dämpfungselements, insbesondere des ersten Dämpfungselements und/oder des zweiten Dämpfungselements, kann es sich um poröses Material handeln. Bei dem porösen Material kann es sich um Standard ContiSilent®-Schaum handeln und/oder beispielsweise Polyurethan oder Polyester mit einer Dichte von 20 kg/m³ bis 85 kg/m³ und einer Härte von 3,5 kilo-pascal bis 10 kilo-pascal. Weitere mögliche poröse Materialien weisen eine Mischung aus Polyurethan und/oder Polyester und/oder Polyether, oder Polyurethanschäume auf einer Polyetherbasis oder einer Polyesterbasis auf, und/oder sie weisen eine beliebige, schallabsorbierende Materialienmischung, beispielsweise Glas- oder Steinwolle, Schlingenware oder Hochflor oder Vliesmaterialien oder Kork auf. Weitere mögliche poröse Materialien, die sich für die Nutzung als Dämpfungselement eignen, sind beispielsweise ein Melaminharzschaum oder ein Bauschaum. Ferner kann das Material des Dämpfungselementes insbesondere eine Dichte von beispielsweise bis zu 100 kg/m³ und/oder eine Stauchhärte von beispielswiese 1,5 kilo-pascal aufweisen. Es kann sich bei dem porösen Material um einen offenzelligen Schaumstoff oder um einen gemischtzelligen Schaumstoff oder um einen geschlossenzelligen Schaumstoff handeln. Im letztgenannten Fall sind die Stützeigenschaften des Schaums wichtiger als dessen Absorption.
Bei dem Dichtmittel zur Befestigung des ersten Dämpfungselements und/oder des zweiten Dämpfungselements an der inneren Oberfläche handelt es sich insbesondere um ein Polyurethan-Gel oder um eine Butylkautschukbasiertes Dichtmittel. Bevorzugt handelt es sich um ein Butylkautschukbasiertes Dichtmittel in Kombination mit einem Klebemittel. Bei dem Klebemittel, insbesondere zur Befestigung des ersten Dämpfungselements und/oder des zweiten Dämpfungselements an der inneren Oberfläche, kann es sich um ein Klebeband und/oder einen silikonbasierten Kleber und/oder einen Zwei-Komponenten-Kleber und/oder einen Baukleber und/oder einen Polyurethan-Kleber und/oder einen kautschukbasierten Kleber und/oder einen Reifenreparaturkleber und/oder einen Sekundenkleber und/oder einen Kleber basierend auf Cyanacrylat und/oder basierend auf einem wasserbasierten Acryl-System mit einer Polyethylenterephthalat-Struktur und/oder basierend auf Acryl-Nitril-Butadien-Kautschuk in Verbindung mit einem in Aceton gelösten Formaldehyd-Harz und/oder basierend auf einem Silan-Polyether und/oder basierend auf einem mit Butyl-Kautschuk vernetzten Polybuten und/oder basierend auf einem Alkoxy-Silikon handeln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Wand für eine senkrecht auf die Wand, insbesondere auf einen Oberflächenbereich innerhalb der flächigen Erstreckung der Wand, treffende Schallwelle einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 70 %, besonders bevorzugt von mindestens 90 %, aufweist, gemessen bei einer Referenzfrequenz von f = 250 Hz. Eine solche Wand ist besonders gut schallreflektierend. Ein so hoher Reflexionsgrad ermöglicht eine besonders effiziente Umverteilung des Schalldruckpegels und eine besonders gute Reduktion von Schalldruckpegelspitzen. Der Schall-Reflexionsgrad kann aber auch mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 98 %, betragen.
Es hat sich herausgestellt, dass eine Schallkennimpedanz Z der Wand von 0,8·10⁶ Ns/m³ bis 18·10⁶ Ns/m³ wesentlich und ursächlich für eine effiziente Geräuschminderung ist. Vorteilhaft ist eine Schallkennimpedanz von 0,8·10⁶ Ns/m³ bis 6·10⁶ Ns/m³ und / oder eine Schallkennimpedanz zwischen 6·10⁶ Ns/m³ und 11·10⁶ Ns/m³ und / oder eine Schallkennimpedanz von 11·10⁶ Ns/m³ bis 18·10⁶ Ns/m³. Die Schallkennimpedanz ist ein Maß für den Wellenwiderstand, den ein Medium einem auf das Medium einwirkenden Schall entgegensetzt. Die Schallkennimpedanz Z ist dabei definiert als Z = (ρ·G)^1/2·ρ ist die Dichte bei Normalbedingungen, G ist das Schubmodul. Das Schubmodul kann gemessen sein gemäß DIN ISO 1827. Bei einem solchen Akustikelement ist bei einem Auftreffen einer Schallwelle auf die Wand die Position der Wandoberfläche durch den Schalldruck veränderbar, wodurch Schallenergie absorbiert werden kann.
Zweckmäßig ist es, wenn die Wand einen größeren Schall-Reflexionsgrad und/oder eine größere Schallkennimpedanz aufweist als das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement, jeweils gemessen für eine mit der Referenzfrequenz senkrecht auf eine Oberfläche treffende Schallwelle.
Vorteilhaft ist es, wenn die Wand eine Wanddicke von 0,01 mm bis 20 mm aufweist. Sowohl Wände mit einer geringen Wanddicke von 0,01 mm bis 5 mm als auch Wände mit einer mittleren Wanddicke zwischen 5 mm und 12 mm als auch Wände mit einer größeren Wanddicke von 12 mm bis 20 mm haben sich als geeignet und vorteilhaft herausgestellt. Bei einer geringen Wanddicke eignet sich eine Metallfolie als Wand. Bei einer größeren Wanddicke eignet sich eine Gummiwand.
Die Wand kann eine Dicke aufweisen, die höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 10 %, besonders bevorzugt höchstens 5 %, der maximalen Ausdehnung des ersten Dämpfungselements und/oder des zweiten Dämpfungselements in der Richtung der Dicke der Wand entspricht. Hierdurch ist eine gute Stützung der Wand gewährleistet.
Vorteilhaft ist es, wenn die Wand eine Krümmung aufweist und/oder einen Knick aufweist und/oder eine Kavität und/oder eine konvexe und/oder eine konkave und/oder eine sinusförmige und/oder eine stufenförmige und/oder eine trapezförmige und/oder eine konische Gestalt aufweist.
Die Wand kann ausgewählt sein aus der Gruppe welche aufweist eine Kunststofffolie, eine Metallfolie, bevorzugt eine Aluminiumfolie, eine gewebeverstärkte Membran, eine Wand aufweisend Naturmaterialien, eine Wand aufweisend Kohlefasern, eine Wand aufweisend Aramid, eine ausgehärtete Beschichtung, ein Lack eine Wand aus Gummi, bevorzugt eine Wand aus Moosgummi, eine Beschichtung der Oberfläche zumindest eines der Dämpfungselement und/oder eine unbehandelte Außenfläche zumindest eines der Dämpfungselemente. Solche Wände weisen hervorragende Reflexionseigenschaften auf.
Die Wand kann als von einem der Dämpfungselemente verschiedener Körper des Akustikelements, bevorzugt als eine Folie, ausgeführt sein. Die Wand kann Naturmaterialien wie Kork oder ein Harz, bevorzugt ein Harz auf Epoxidharzbasis, oder Kohlefasern oder Aramid aufweisen.
Die die Wand kann die Oberfläche eines der Dämpfungselemente bilden oder mitbilden. Die Wand kann die Verhautung des Schaumstoffs zumindest eines Dämpfungselements, welche beim Schäumen entsteht, sein. Hierdurch ist ein effizientes Akustikelement mit einfachem Aufbau geschaffen. Die Beschichtung kann flüssig auf das Dämpfungselement aufgetragen und dann ausgehärtet sein. Die unbehandelte Außenfläche kann die unbehandelte Außenfläche des porösen Materials des Dämpfungselements nach dem Produktionsprozess des porösen Materials sein. Es handelt sich somit nicht um eine Schnittfläche. Es handelt sich beispielsweise um die natürliche Oberfläche eines Schaumstoffs.
Die Wand kann luftdurchlässig oder luftundurchlässig ausgeführt sein. Die Wand kann wasserdicht oder wasserdurchlässig ausgeführt sein.
Vorteilhaft ist es, wenn das Akustikelement ringförmig ausgebildet ist. Ein ringförmig angeordneter Körper ist im Sinne der Anmeldung in Umfangsrichtung geschlossen oder als in Umfangsrichtung rundführend mit einem Spalt von 5 mm bis 30 mm ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine sehr einfache Ausführungsform mit guten Rundlaufeigenschaften.
Vorteilhaft ist es auch, wenn dabei das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement und/oder die Wand ringförmig ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es aber auch, wenn das Akustikelement des Fahrzeugrades offen ausgebildet ist. Ein offen ausgebildeter Körper erstreckt sich nur über einen Teil des Radbauteilumfangs und/oder Radumfangs.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das erste Dämpfungselement und/oder das zweite Dämpfungselement und/oder die Wand eines Akustikelements offen ausgebildet ist. Offene und geschlossene Elemente können zu einem Akustikelement kombiniert werden. Hierdurch ist die Ausgestaltung besonders flexibel und das Akustikelement kann bei geringem Materialeinsatz besonders gut an die geforderten Eigenschaften angepasst werden.
Zweckmäßig ist es, mehrere voneinander beabstandete Akustikelemente über den Umfang des Rades verteilt anzuordnen. Zweckmäßig ist es dabei auch, die Akustikelemente axial versetzt anzuordnen, so dass sich eine vergrößerte axiale Verteilung des schallwechselwirkenden Materials ergibt.
Weiter betrifft die Erfindung einen Fahrzeugluftreifen als erfindungsgemäß ausgeführtes Fahrzeugradbauteil aufweisend zumindest ein solches Akustikelement. Hierbei kann es sich um einen Radialreifen üblicher Bauart handeln.
Die Erfindung betrifft auch eine Felge als erfindungsgemäß ausgeführtes Fahrzeugradbauteil aufweisend zumindest ein solches Akustikelement. Hierbei kann es sich um eine Felge üblicher Bauart handeln. Es kann sich um eine einteilige oder um eine geteilte Felge handeln. Beispielsweise handelt es sich um eine Tiefbettfelge mit oder ohne Hump.
Weiter betrifft die Erfindung ein Fahrzeugrad mit einer Felge und einem auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen, wobei Felge und/oder Fahrzeugluftreifen erfindungsgemäß zumindest ein Akustikelement aufweisen.
Es kann sich um ein Rad, einen Reifen und/oder eine Felge für einen Personenkraftwagen, einen Van, ein SUV, einen Light-Truck, ein Nutzfahrzeug, ein Kraftrad, einen Bus oder ein Multi Purpose Vehicle (MPV) handeln.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt die

1 und 2 je einen radialen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einer Felge und einem auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen in Radialbauart aufweisend ein Akustikelement;
3 einen Radialschnitt durch einen Reifen mit einem Akustikelement;
4 und 5 je eine Draufsicht auf einen Reifen mit einem Akustikelement;
6 bis 9 je eine Schrägsicht auf ein an einem Reifen angeordnetes Akustikelement;
10 bis 13 je einen Schnitt parallel zur Umfangsebene eines Akustikelements;
14 einen Radialschnitt durch einen Reifen mit einem Akustikelement;
15 und 16 je einen Schnitt parallel zur Umfangsebene eines Akustikelements;
17 einen Radialschnitt durch einen Reifen mit einem Akustikelement;
18 und 19 je einen Querschnitt senkrecht auf die Umfangsebene eines Reifens mit einem oder mehreren Akustikelementen;
20 einen Querschnitt parallel zur Umfangsebene eines Akustikelements.

Die 1 zeigt einen radialen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einer Felge 1 und einem auf der Felge 1 montierten Fahrzeugluftreifen 2 in Radialbauart. Die wesentlichen Bauteile, aus welchen sich der dargestellte Fahrzeugluftreifen 2 zusammensetzt, sind eine weitgehend luftundurchlässige Innenschicht 3, eine zumindest eine Verstärkungslage aufweisende Karkasse 4, die in herkömmlicher Weise vom Zenitbereich des Fahrzeugluftreifens 2 über die Seitenwände 5 bis in die Wulstbereiche 6 reicht und dort durch Umschlingen zugfester Wulstkerne 7 verankert ist, einen radial außerhalb der Karkasse 4 befindlichen profilierten Laufstreifen 8 und einen zwischen dem Laufstreifen 8 und der Karkasse 4 angeordneten mehrlagigen Gürtelverband 9. Es kann sich hierbei um ein Rad für einen Personenkraftwagen oder für ein Nutzfahrzeug handeln. Der auf der Felge 1 montierte Reifen 2 schließt mit der Felge 1 einen Reifeninnenraum 10 ein.
Die Felge 1 und der Reifen 2 bilden jeweils ein Fahrzeugradbauteil 1, 2 für ein Fahrzeugrad. Beide Fahrzeugradbauteile 1, 2 sind die in Umfangsrichtung U geschlossen ausgebildet. Der Fahrzeugluftreifen 2 schließt auf der Felge 1 montiert mit der Felge 1 einen Reifeninnenraum 10 ein. Jedes der Fahrzeugradbauteile 1, 2 weist am Fahrzeugrad montiert eine den Reifeninnenraum 10 mitbegrenzende dem Laufstreifen 8 des Reifens 2 gegenüberliegende innere Oberfläche 11 auf.
Der Fahrzeugluftreifen 2 weist ein an seiner inneren Oberfläche 11 angeordnetes und befestigtes Akustikelement 12 auf.
Das Akustikelement 12 weist eine Wand 13 mit zwei voneinander abgewandten Seiten 131, 132, welche lediglich durch die Dicke 23 der Wand 13 voneinander beanstandet sind, auf. Das Akustikelement 12 weist weiter zumindest zwei Dämpfungselemente 14, 15, welche zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhalten und zur Minderung von Geräuschen geeignet sind, auf.
Die Wand 13 weist an einer ersten Seite 131 der zwei Seiten einen ersten Oberflächenbereich 141 auf, an welchem ein erstes Dämpfungselement 14 der zumindest zwei Dämpfungselemente angeordnet ist. Die Wand 13 weist an einer zweiten Seite 132 der zwei Seiten einen zweiten Oberflächenbereich 151 auf, an welchem ein zweites Dämpfungselement 15 der zumindest zwei Dämpfungselemente angeordnet ist. Der erste Oberflächenbereich 141 weist einen ersten Normalenvektor 16 auf und der zweite Oberflächenbereich 151 weist einen zweiten Normalenvektor 17, wobei der erste Normalenvektor 16 und der zweite Normalenvektor 17 je einen Winkel 21, 22 von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 25°, besonders bevorzugt von 0° bis 10° mit der Umfangsebene 24 einschließt. In der 1 sind die beiden Normalenvektoren 16, 17 weitgehend parallel zur Umfangsebene 24.
Das erste Dämpfungselement 14 und das zweite Dämpfungselement 15 sind an der inneren Oberfläche 11 des Fahrzeugluftreifens 2 angeordnet. Die Wand 13 kann zumindest in einem Bereich des ersten Oberflächenbereichs (141) 141 von dem ersten Dämpfungselement 14 zumindest in Richtung des ersten Normalenvektors 16 ganz oder teilweise formschlüssig festgelegt sein. Die Wand 13 kann weiter zumindest in einem Bereich des zweiten Oberflächenbereichs 151 von dem zweiten Dämpfungselement 15 zumindest in Richtung des zweiten Normalenvektors 17 ganz oder teilweise formschlüssig festgelegt sein. Die Wand 13 kann in einer parallel zur Umfangsebene 24 verlaufenden Richtung (in der 1 verläuft die Richtung parallel zum ersten Normalenvektor 16) zwischen dem ersten Dämpfungselement 14 und dem zweiten Dämpfungselement 15 angeordnet sein.
Die Wand kann durch das erste Dämpfungselement 14 und/oder das zweite Dämpfungselement 15 jeweils zumindest in einer Richtung parallel zur Umfangsebene ganz oder teilweise gestützt und/oder gehalten sein. Die Wand 13 kann ganz oder teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig, insbesondere durch eine Haft- oder eine Klebeverbindung, mit zumindest einem der Dämpfungselemente 14, 15, insbesondere mit dem ersten Dämpfungselement 14 und / oder dem zweiten Dämpfungselement 15, verbunden sein. Die Wand 13 kann ganz oder teilweise stoffschlüssig, insbesondere durch eine Haft- oder eine Klebeverbindung, direkt mit dem Radbauteil 2 verbunden sein.
Die Wand 13 ist eine schallreflektierende Wand und zur Reflexion von Schall geeignet. Zweckmäßig ist es, wenn die Wand 14 einen größeren Schall-Reflexionsgrad und/oder eine größere Schallkennimpedanz aufweist als zumindest eines der Dämpfungselemente 14, 15, jeweils gemessen für eine mit der Referenzfrequenz senkrecht auf eine Oberfläche treffende Schallwelle. Es kann die Wand 13 für eine senkrecht auf die Wand, insbesondere auf einen Oberflächenbereich innerhalb der flächigen Erstreckung der Wand, treffende Schallwelle einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 30 % betragen. Der Schall-Reflexionsgrad kann auch mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 70 %, besonders bevorzugt von mindestens 90 %, betragen, gemessen bei einer Referenz-Frequenz von f = 250 Hz. Weiter kann die Schallkennimpedanz Z der Wand 13 0,8·10⁶ Ns/m³ bis 18·10⁶ Ns/m³ betragen. Die Schallkennimpedanz Z ist dabei definiert als Z = (ρ·G)^1/2·ρ ist die Dichte bei Normalbedingungen, G ist das Schubmodul. Das Schubmodul kann gemessen sein gemäß DIN ISO 1827.
Die Wand 13 kann eine Kunststofffolie oder eine Metallfolie, bevorzugt eine Aluminiumfolie, oder eine gewebeverstärkte Membran, oder eine ausgehärtete Beschichtung, oder einen Lack oder ein Gummi, bevorzugt Moosgummi, oder eine Beschichtung der Oberfläche eines Dämpfungselements oder eine unbehandelte Außenfläche eines Dämpfungselements oder ein Naturmaterial oder Kohlefasern oder Aramid aufweisen oder daraus gebildet sein.
Die Wand 13 kann eine Wanddicke 23 von 0,01 mm bis 20 mm aufweisen. Die Wand kann insbesondere eine Dicke 23 aufweisen, die höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 10 %, besonders bevorzugt höchstens 5 %, der maximalen Ausdehnung 25 des ersten Dämpfungselements 14 und/oder des zweiten Dämpfungselements 15 in der Richtung der Messung der Dicke 23 der Wand 13 entspricht. Die Erstreckung des ersten Dämpfungselements 14 und/oder des zweiten Dämpfungselements in dieser Richtung kann mindestens 10 mm betragen.
Bei dem zur Minderung von Geräuschen geeigneten Material zumindest eines der zumindest zwei Dämpfungselemente 14, 15 kann es sich um poröses Material handeln, insbesondere um Standard ContiSilent®-Schaum handeln und/oder beispielsweise Polyurethan oder Polyester mit einer Dichte von 20 kg/m³ bis 85 kg/m³ und einer Härte von 3,5 kilo-pascal bis 10 kilo-pascal. Das erste Dämpfungselement 14 und das zweite Dämpfungselement 15 können sich in ihrer mittleren Materialdichte und/oder in ihrem Material und/oder in ihrem Volumen voneinander unterscheiden oder in diesen Aspekten gleich ausgebildet sein.
Das erste Dämpfungselement 14 und/oder das zweite Dämpfungselement 15 können mittels eines Haftmittels an der inneren Oberfläche 11 befestigt sein. Bei dem Haftmittel kann es sich um ein Dichtmittel und / oder ein Klebemittel handeln.
Die 2 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein weiteres Rad. Das Rad unterscheidet sich von dem in der 1 gezeigten Rad u.a. darin, dass das Fahrzeugradbauteil 1, 2 aufweisend ein Akustikelement 12 zur Geräuschreduzierung die Felge 1 ist. Die Felge 1 kann ein- oder mehrstückig ausgebildet sein.
Ein Fahrzeugrad kann ein Fahrzeugluftreifen 2 mit Akustikelement 12 und/oder eine Felge 1 mit Akustikelement 12 aufweisen.
Die 3 bis 20 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von Fahrzeugluftreifen 2 mit einem oder mehreren Akustikelementen 12 oder von Akustikelementen 12 für Fahrzeugluftreifen 2, welche sich hervorragend zum Einsatz eines wie in 1 gezeigten Rades eigenen. Erläutert werden jeweils wesentliche Unterschiede zu dem in der 1 gezeigten Ausführungsform. Die gezeigten Ausführungsformen der Akustikelemente 12 eigenen sich auch zur Anbringung an der inneren Oberfläche 11 der Felge 1 wie in der 2 gezeigt. Die radiale Richtung rR ist dann im Gegensatz zu einer Anordnung am Reifen in die entgegengesetzte Richtung gerichtet und zeigt von der inneren Oberfläche 11 der Felge 1 weg.
Die 3 zeigt einen Schnitt durch ein Akustikelement 12. Das erste Dämpfungselement 14 und das zweite Dämpfungselement 15 sind durch eine normal auf den ersten Oberflächenbereich 141 stehende Gerade 18 verbindbar angeordnet. Sie können, bis auf ein eventuelles (und nicht dargestelltes) Verbindungsmittel zwischen der Wand 13 und den Dämpfungselementen 14, 15, nur durch die Dicke 23 der Wand voneinander beabstandet angeordnet sein. Entsprechende Ausführungen sind u.a. in den 6 bis 10 gezeigt.
Die 4 und 5 zeigen je eine Draufsicht auf ein Akustikelement 12. Gezeigt ist auch eine Ebene 19, welche im Bereich des ersten Oberflächenbereichs (141) 141 senkrecht auf der Wand 13 steht und parallel zur radialen Richtung rR ausgerichtet ist. Im Bereich einer Schnittfläche der Ebene 19 mit der Wand 13 ist genau auf der ersten Seite 131 der Wand 13 an der Oberfläche der Wand 13 ein Dämpfungselement 14 angeordnet. Auf der anderen Seite 132 der Wand 13 ist an dieser Position kein Dämpfungselement angeordnet.
In der 4 sind das erste Dämpfungselement 14 und das zweite Dämpfungselement 15 dabei so angeordnet, dass sie durch mindestens eine senkrecht auf eine Oberfläche der Wand senkrecht stehende Ebene 19 voneinander beabstandet sind. Das Akustikelement 12 weist mehrere erste Dämpfungselemente 14 auf.
In der 5 sind das erste Dämpfungselement 14 und das zweite Dämpfungselement 15 so angeordnet, dass sie durch eine normal zum ersten Oberflächenbereich verlaufende Gerade 18 verbindbar angeordnet sind. Das Akustikelement 12 weist mehrere solche erste und zweite Dämpfungselemente 14, 15 auf.
Die 6 bis 9 zeigen eine Schrägsicht auf ein am Fahrzeugluftreifen 2 angeordnetes Akustikelement 12. Die Wände 13 weisen jeweils ein freies Ende 27 auf, welches dem Reifeninnenraum 10 zugewandt ist.
Die 6 zeigt ein Akustikelement 12, dessen Wand 13 in zumindest zwei Richtungen, insbesondere in der radialen Richtung rR und in einer dazu senkrechten Richtung 211, eine größere Ausdehnung aufweist als die beiden Dämpfungselemente 14, 15. Die zumindest zwei Richtungen rR, 211 sind parallel zur flächigen Erstreckung der Wand 13 ausgerichtet. Die Richtung 211 kann insbesondere weitgehend parallel zur Umfangsrichtung U oder zur axialen Richtung aR oder in einem Winkel von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 30°, mit der axialen Richtung aR oder der Umfangsrichtung U, ausgerichtet sein. Die Dicke 23 der Wand 13 beträgt beispielsweise 12 mm bis 20 mm und höchstens 50 % der maximalen Ausdehnung 25 der Dämpfungselemente 14, 15 in der Richtung der Dicke 23 der Wand.
Es kann sich um eine Wand aus Gummi, bevorzugt um eine Wand aus Moosgummi, handeln. Die Dämpfungselemente 14, 15 können sich in ihren Materialeigenschaften, insbesondere in ihrer Dichte, unterscheiden. Das erste Dämpfungselement 14 kann aus einem offenzelligen Schaumstoff gebildet sein und das zweite Dämpfungselement 15 kann aus einem geschlossenzelligen Schaumstoff gebildet sein.
Die 7 zeigt ein Akustikelement 12, dessen Wand 13 im Gegensatz zu dem in der 6 gezeigten Beispiel in zumindest der Richtung 211 eine kleinere Ausdehnung aufweist als die beiden Dämpfungselemente 14, 15. Die Dicke 23 der Wand 13 kann zwischen 5 mm und 12 mm und maximal 10 % der maximalen Ausdehnung 25 der Dämpfungselemente 14, 15 in der Richtung der Dicke 23 der Wand betragen. Die Wand 13 kann Naturmaterialien aufweisen. Die Dämpfungselemente 14, 15 weisen dabei das gleiche geräuschmindernde Material auf.
Die 8 zeigt ein Akustikelement 12, dessen Wand 13 in zumindest den Richtungen rR, 211 eine gleiche Ausdehnung aufweist wie die beiden Dämpfungselemente 14, 15. Die Dicke 23 der Wand 13 beträgt beispielsweise 0,01 mm bis 5 mm und maximal 5 % der maximalen Ausdehnung 25 der Dämpfungselemente 14, 15 in der Richtung der Dicke 23 der Wand. Es kann sich um eine Folie handeln. Es kann sich auch um eine Verhautung des Schaumstoffs zumindest eines der Dämpfungselemente 14, 15 handeln. Es kann sich auch um eine Beschichtung zumindest eines der Dämpfungselemente 14, 15 handeln.
Die 9 zeigt einen Schnitt durch ein Akustikelement 12, dessen erster Oberflächenbereich 141 zumindest einen Normalenvektor 16 aufweist, der einen Winkel 212 von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 25°, besonders bevorzugt von 0° bis 10° mit der Umfangsebene 24 einschließt.
Die 10 bis 13 zeigen je einen Querschnitt parallel zur Umfangsebene eines oder mehrerer Akustikelemente 12 eines Radbauteils 2. Jedes Akustikelement 12 weist dabei mehrere Wände 13 auf. Die Wände 13 von Akustikelementen 12 können dabei miteinander verbunden oder voneinander beabstandet sein. Dargestellt ist dabei je einen Querschnitt parallel zur Umfangsebene 24.
In der 10 sind die Wände 13 in einer Richtung 26 in einer Abfolge von zueinander weitgehend parallel ausgerichteten und weitgehend äquidistant angeordneten Wänden 13 angeordnet. Die Richtung 26 ist insbesondere weitgehend parallel zur Umfangsrichtung U oder zur axialen Richtung aR. Die Wände 13 können einem einzigen Akustikelement 12 oder mehreren Akustikelementen 12 zugeordnet sein.
Im Gegensatz hierzu sind in der 11 zwei Akustikelemente 12 mit jeweils drei Wänden 13 so angeordnet, dass sich eine Gruppierung der Wände 13 ergibt. Die Wände 13 sind beabstandet zueinander angeordnet.
Die 12 zeigt ein Akustikelement 12 mit zwei Wänden 13, welche kontaktierend verbunden sind. Die 13 zeigt ein Akustikelement 12 mit zwei Wänden 13, welche kreuzend angeordnet sind.
Die 14 zeigt einen Querschnitt parallel zur radialen Richtung rR. Das erste Dämpfungselement 14 weist an seiner der Wand 13 zugewandten Seite eine größere Höhe auf als die mittlere Höhe Hm des ersten Dämpfungselements 14. Das erste Dämpfungselement 14 und/oder das zweite Dämpfungselemente des Akustikelements 12 weist dabei eine maximale Höhe H von 20 mm bis 60 mm aufweisen. Die beiden Dämpfungselemente 14, 15 können sich neben ihrer mittleren Höhe Hm auch in ihrer maximalen Höhe H unterscheiden.
Die 15 und 16 zeigen jeweils einen Querschnitt parallel zur Umfangsebene 24 durch ein Akustikelement 12. In der 15 weist die Wand 13 eine Krümmung und/oder eine Kavität auf. Sie weist weiter konkave und konvexe Bereiche sowie eine sinusförmige Gestalt auf. In der 16 weist die Wand 13 einen Knick auf.
Die 17 zeigt einen Teilradialschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen 2 und ein Akustikelement 12. Das erste Dämpfungselement 14 und das zweite Dämpfungselement 15 unterscheiden sich dabei in ihrer maximalen Höhe H sowie in ihrer mittleren Höhe Hm.
Die 18 und 19 zeigen je einen Querschnitt durch einen Reifen 2 mit zumindest einem Akustikelement 12.
In 18 ist das Akustikelement 12 dabei ringförmig, d.h. in Umfangsrichtung U geschlossen oder rundführend mit einem Spalt von 5 mm bis 30 mm, ausgebildet. Auch die Wand 13 und/oder das erste Dämpfungselement 14 und/oder das zweite Dämpfungselement 15 können ringförmig ausgebildet sein.
Die 19 zeigt einen Reifen 2 mit drei offen ausgebildeten Akustikelementen 12, welche beabstandet und in Umfangsrichtung U verteilt angeordnet sind.
Die 20 zeigt einen Querschnitt parallel zur Umfangsebene durch ein Akustikelement 12. Die Wand 12 weist eine zylindermantelförmige Geometrie auf. An der ersten Seite 131 der Wand 12 ist an der ersten Oberfläche 141 das erste Dämpfungselement 14 angeordnet. Es weist ebenfalls eine zylindermantelförmige Geometrie auf. An der zweiten Seite 132 der Wand 12 ist an der zweiten Oberfläche 151 das zweite Dämpfungselement 15 angeordnet. Es weist ebenfalls eine zylindrische Geometrie auf. Alle drei Körper 13, 14, 15 sind konzentrisch angeordnet.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)

1: Felge
2: Fahrzeugluftreifen
3: Innenschicht
4: Karkasse
5: Seitenwand
6: Wulstbereich
7: Wulstkern
8: Laufstreifen
9: Gürtelverband
10: Reifeninnenraum
11: innere Oberfläche
12: Akustikelement
13: Wand
14: erstes Dämpfungselement
15: zweites Dämpfungselement
16: erster Normalenvektor
17: zweiter Normalenvektor
18: Gerade
19: Ebene
20: Ebene
21: Winkel
22: Winkel
23: Dicke
24: Umfangsebene
25: Ausdehnung
26: Richtung
27: freies Ende
131: erste Seite
132: zweite Seite
141: erster Oberflächenbereich
151: zweiter Oberflächenbereich
211: Richtung
212: Winkel
H: Höhe
Hm: mittlere Höhe
U: Umfangsrichtung
aR: axiale Richtung
rR: radiale Richtung

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 102007028932 A1 [0003]
DE 2946273 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 10534-2 [0009]

Claims

Fahrzeugradbauteil (1, 2) aufweisend ein Akustikelement (12) zur Geräuschreduzierung für ein Fahrzeugrad, wobei das Fahrzeugrad eine Felge (1) und einen Fahrzeugluftreifen (2) aufweist, wobei der Fahrzeugluftreifen (2) auf der Felge (1) montiert mit der Felge (1) einen Reifeninnenraum (10) einschließt, • wobei das Fahrzeugradbauteil (1, 2) in Umfangsrichtung U geschlossen ausgebildet ist und am Fahrzeugrad montiert eine den Reifeninnenraum (10) mitbegrenzende einem Laufstreifen (8) des Fahrzeugluftreifens (2) gegenüberliegende innere Oberfläche (11) aufweist, • wobei das Akustikelement (12) eine Wand (13) mit zwei voneinander abgewandten Seiten (131, 132) aufweist, • wobei das Akustikelement (12) zumindest zwei Dämpfungselemente (14, 15), welche zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhalten und zur Minderung von Geräuschen geeignet sind, aufweist, • wobei die Wand (13) an einer ersten Seite (131) der zwei Seiten (131, 132) einen ersten Oberflächenbereich (141) aufweist, an welchem ein erstes Dämpfungselement (14) der zumindest zwei Dämpfungselemente (14, 15) angeordnet ist, • wobei die Wand (13) an einer zweiten Seite (132) der zwei Seiten (131, 132) einen zweiten Oberflächenbereich (151) aufweist, an welchem ein zweites Dämpfungselement (14) der zumindest zwei Dämpfungselemente (14, 15) angeordnet ist und • wobei der erste Oberflächenbereich (141) einen ersten Normalenvektor (16) aufweist und der zweite Oberflächenbereich (151) einen zweiten Normalenvektor (17) aufweist, wobei der erste Normalenvektor (16) und der zweite Normalenvektor (17) je einen Winkel (21, 22) von 0° bis 45°, bevorzugt von 0° bis 25°, besonders bevorzugt von 0° bis 10°, mit einer Umfangsebene (24) einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass • das Akustikelement (12) an der inneren Oberfläche (11) angeordnet und befestigt ist, • dass das erste Dämpfungselement (14) und das zweite Dämpfungselement (14) an der inneren Oberfläche (11) angeordnet sind und • dass die Wand (13) eine schallreflektierende Wand (13) ist.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (13) zumindest in einem Bereich des ersten Oberflächenbereichs von dem ersten Dämpfungselement (14) zumindest in Richtung des ersten Normalenvektors (16) ganz oder teilweise formschlüssig festgelegt ist und dass die Wand (13) zumindest in einem Bereich des zweiten Oberflächenbereichs von dem zweiten Dämpfungselement (14) zumindest in Richtung des zweiten Normalenvektors (17) ganz oder teilweise formschlüssig festgelegt ist.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dämpfungselement (14) und das zweite Dämpfungselement (14) durch eine normal auf den ersten Oberflächenbereich (141) stehende Gerade (18) verbindbar angeordnet sind.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Schnittfläche einer Ebene (19) mit der Wand (13), wobei die Ebene (19) senkrecht auf der Wand (13) steht und parallel zur radialen Richtung rR ausgerichtet ist, genau auf einer Seite (131, 132) der Wand (13) an der Oberfläche der Wand (13) ein Dämpfungselement (14, 15) angeordnet ist.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausdehnung der Wand (13) und die Ausdehnung des ersten Dämpfungselements (14) und/oder die Ausdehnung des zweiten Dämpfungselements (14) in zumindest einer Richtung (211) gleichen oder voneinander unterscheiden.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Oberflächenbereich (141) zumindest einen Normalenvektor (16) aufweist, der einen Winkel (212) von 0° bis 80°, bevorzugt von 0° bis 45°, besonders bevorzugt von 0° bis 30°, mit der Umfangsrichtung U und/oder der axialen Richtung aR einschließt.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugradbauteil (1, 2) mehrere Wände (13) aufweist, wobei die Wände (13) in einer Richtung (26) parallel zur Umfangsebene (24) in einer Abfolge von Wänden (13), bevorzugt in einer Abfolge von zueinander weitgehend parallel ausgerichteten und/oder weitgehend äquidistant angeordneten Wänden (13), angeordnet sind.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dämpfungselement (14) und/oder das zweite Dämpfungselement (15) an einer der Wand (13) zugewandten Seite oder an einer von der Wand (13) abgewandten Seite eine größere Höhe H aufweist als die mittlere Höhe Hm des jeweiligen Dämpfungselements (14, 15).
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Dämpfungselement (14) und das zweite Dämpfungselement (14) in ihrer Geometrie und/oder in ihrem Material gleichen oder unterscheiden.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (13) für eine senkrecht auf die Wand (13) treffende Schallwelle einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 70 %, besonders bevorzugt von mindestens 90 %, aufweist, gemessen bei einer Referenzfrequenz von f = 250 Hz.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (13) eine Schallkennimpedanz von 0,8·10⁶ Ns/m³ bis 18·10⁶ Ns/m³ aufweist.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (13) eine Wanddicke (23) von 0,01 mm bis 20 mm, bevorzugt von 0,01 mm bis 5 mm, aufweist.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (13) eine Krümmung aufweist und/oder einen Knick aufweist und/oder eine Kavität und/oder eine konvexe und/oder eine konkave und/oder eine sinusförmige und/oder eine stufenförmige und/oder eine trapezförmige und/oder eine konische Gestalt aufweist.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (13) eine Kunststofffolie oder eine Metallfolie, bevorzugt eine Aluminiumfolie, oder eine gewebeverstärkte Membran, oder eine ausgehärtete Beschichtung, oder einen Lack oder Gummi, bevorzugt Moosgummi, oder eine Beschichtung der Oberfläche eines Dämpfungselements oder eine unbehandelte Außenfläche eines Dämpfungselements oder Naturmaterialien oder Kohlefasern oder Aramid aufweist oder daraus gebildet ist.
Fahrzeugradbauteil (1, 2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugradbauteil (1, 2) ein Fahrzeugluftreifen (2) und eine Felge (1) ist.