DE102017210933A1

DE102017210933A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102017210933A1
Application number: DE102017210933.5A
Authority: DE
Inventors: Makram Zebian; Oliver Schürmann
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

Die Erfindung geht aus von einem Luftreifen (9), der um eine Rotationsachse (7) in eine Umlaufrichtung (6) rotierbar ist, mit mindestens einem Dämpfungselement (8), wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) in einem Reifeninnenraum (11) des Luftreifens (9), an einer einem Laufstreifen (1) des Luftreifens (9) gegenüberliegenden Reifeninnenfläche (5) angebracht ist, wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) zumindest teilweise aus einem porösen Material ausgebildet und zur Verminderung von Geräuschen vorgesehen ist, und wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) eine Haupterstreckungsrichtung (10) aufweist, wobei sich ein zu der Haupterstreckungsrichtung (10) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) rechtwinkliger Querschnitt (12) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) von der Reifeninnenfläche (5) zu dem Reifeninnenraum (11) hin verjüngt, wobei eine zweidimensionale Hüllkurve (22) einer zu dem Reifeninnenraum (11) hin orientierten Oberfläche (13) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung (10) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) verläuft und einer Glockenkurve folgt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen mit mindestens einem Dämpfungselement, wobei das mindestens eine Dämpfungselement zur Verminderung von Geräuschen geeignet ist.
Die Erfindung geht aus von einem Luftreifen. Der Luftreifen ist um eine Rotationsachse in eine Umlaufrichtung rotierbar. Der Luftreifen weist mindestens ein Dämpfungselement auf, wobei das mindestens eine Dämpfungselement in einem Reifeninnenraum des Luftreifens, an einer einem Laufstreifen des Luftreifens gegenüberliegenden Reifeninnenfläche angebracht ist. Das mindestens eine Dämpfungselement ist zumindest teilweise aus einem porösen Material ausgebildet und zur Verminderung von Geräuschen vorgesehen. Das mindestens eine Dämpfungselement weist eine Haupterstreckungsrichtung auf.
Bei einer Haupterstreckungsrichtung handelt es sich um eine solche räumliche Erstreckung oder Ausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements, die insbesondere rechtwinklig zu der Rotationsachse und insbesondere parallel zu der Umlaufrichtung liegt. Die Haupterstreckungsrichtung kann insbesondere parallel zu einer Längsachse des mindestens einen Dämpfungselementes liegen. Eine Längsachse des mindestens einen Dämpfungselementes stellt insbesondere eine Symmetrieachse des mindestens einen Dämpfungselements für den Fall dar, wonach das mindestens eine Dämpfungselement einer allgemein-zylindrischen Form folgt.
Für den Fall, wonach das mindestens eine Dämpfungselement einer Krümmung folgt, beispielsweise einer Krümmung der Reifeninnenfläche in Richtung der Umlaufrichtung, ändert sich die Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselements entsprechend dieser Krümmung.
Der Reifeninnenraum des Luftreifens wird gebildet durch die Reifeninnenfläche. Der Reifeninnenraum des Luftreifens ist dabei der Raum, der durch den Luftreifen gebildet wird, der, radial von der Rotationsachse des Luftreifens ausgehend, zwischen der Rotationsachse und der Reifeninnenfläche liegt.
Eine Felge, auf die der Luftreifen angeordnet wird, liegt räumlich zwischen dem Innenraum des Luftreifens und der Rotationsachse. Der Reifeninnenraum des Luftreifens ist im regulären Betrieb des Luftreifens mit Luft gefüllt. Die Rotationsachse ist die Achse, um die der Luftreifen in Umlaufrichtung des Luftreifens rotiert.
Beispielsweise wird in der DE 11 2006 000 354 T5 ein geräuscharmer Luftreifen offenbart. Der geräuscharme Luftreifen umfasst dabei eine Vielzahl geräuschabsorbierender Elemente eines porösen Materials die an der inneren Umfangsoberfläche des Reifens angebracht sind. Dabei soll die Gesamtlänge der geräuschabsorbierenden Elemente, die durch Integrieren der Längen der geräuschabsorbierenden Elemente in der Reifenumfangrichtung erhalten wird, nicht weniger als 75% der maximalen inneren Umfangslänge des Reifens betragen, wobei der Abstand zwischen je zwei benachbarten geräuschabsorbierenden Elementen nicht kleiner als die maximale Dicke der Endabschnitte der geräuschabsorbierenden Elemente in der Reifenumfangsrichtung ist.
Darüber hinaus wird in der EP 1 510 366 A1 ein Luftreifen offenbart, wobei im Innenraum des Luftreifens an einer Reifeninnenfläche eine Mehrzahl geräuschunterdrückender Elemente angeordnet ist.
Für die aus dem Stand der bekannten Vorrichtungen zur Dämpfung von Geräuschen ist stets eine bestimmte Menge an Dämpfungsmaterial für die Dämpfungselemente notwendig. Der Einsatz bestimmter Mengen des Dämpfungsmaterials ist mit hohen Kosten verbunden. Ferner könnte stets eine bestimmte Menge eines Haftmittels zur Anbringung des Dämpfungselementes an der Reifeninnenfläche erforderlich sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei zugleich größtmöglicher Geräuschminderung lediglich eine geringere Menge porösen Materials und eine geringe Menge eines Haftmittels für die Dämpfungselemente beziehungsweise deren Anbringung zu verwenden.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass sich ein zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselementes rechtwinkliger Querschnitt des mindestens einen Dämpfungselementes von der Reifeninnenfläche zu dem Reifeninnenraum hin verjüngt, wobei eine zweidimensionale Hüllkurve einer zu dem Reifeninnenraum hin orientierten Oberfläche des mindestens einen Dämpfungselementes rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselementes verläuft und einer Glockenform folgt.
Dadurch, dass sich ein zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselementes rechtwinkliger Querschnitt des mindestens einen Dämpfungselementes von der Reifeninnenfläche zu dem Reifeninnenraum hin verjüngt, wobei eine zweidimensionale Hüllkurve einer zu dem Reifeninnenraum hin orientierten Oberfläche des mindestens einen Dämpfungselementes rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselementes verläuft und einer Glockenform folgt, wird eine große Verbindungsfläche des mindestens einen Dämpfungselements ermöglicht. Die Verbindungsfläche ist die Oberfläche des Dämpfungselementes zwischen der und beispielsweise der Reifeninnenfläche eine Haftverbindung erzeugt werden kann. Durch den Verlauf der Hüllkurve wird zudem eine ausreichende Erstreckung, also insbesondere eine Höhe, des mindestens einen Dämpfungselementes in den Reifeninnenraum sichergestellt. Die ausreichende Erstreckung stellt eine ausreichende Schalldämpfung sicher. Somit wird insbesondere eine größtmögliche Höhe und größtmögliche Verbindungsfläche bei geringstmöglichem Materialeinsatz des Dämpfungselementes ermöglicht.
Aufgrund der großen Verbindungsfläche und der optimierten Massenverteilung ist beispielsweise eine geringere Menge eines Haftmittels erforderlich, als es für einfache rechteckförmige Querschnitte der Fall ist.
Insgesamt wird eine zuverlässige und effektive Geräuschreduktion sichergestellt. Dadurch wird ein effizienter und kostengünstiger Einsatz der Dämpfungselemente und eines möglichen Haftmittels sichergestellt und ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Dämpfungselement kann auch auf einer Felge und/oder anstelle auf der Reifeninnenfläche auf einer Felge angeordnet sein. Dabei kann das erfindungsgemäße Dämpfungselement hinsichtlich sämtlicher Ausgestaltungsformen, die in der Beschreibung offenbart sind und entsprechend der Beschreibung auf der Reifeninnenfläche angeordnet sind, auf der Felge angeordnet sein.
Die Erfindung betrifft somit insbesondere auch eine Felge mit mindestens einem Dämpfungselement, wobei das mindestens eine Dämpfungselement an der Felge angebracht, zumindest teilweise aus einem porösen Material ausgebildet und zur Verminderung von Geräuschen vorgesehen ist. Das mindestens eine Dämpfungselement weist eine Haupterstreckungsrichtung auf. Ein zu der Haupterstreckungsrichtung rechtwinkliger Querschnitt des mindestens einen Dämpfungselementes verjüngt sich von der Felge weg weisend. Dabei verläuft eine zweidimensionale Hüllkurve einer zu dem Reifeninnenraum hin orientierten Oberfläche des mindestens einen Dämpfungselementes rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung. Diese zweidimensionale Hüllkurve folgt einer Glockenform.
Die Rotationsachse des Luftreifens und die Umlaufrichtung des Luftreifens fallen mit einer Rotationsachse der Felge beziehungsweise einer Umlaufrichtung der Felge zusammen.
Die Erfindung betrifft ferner insbesondere eine Rad, vorzugsweise ein Kraftfahrzeugrad, aufweisend einen erfindungsgemäßen Luftreifen und/oder eine erfindungsgemäße Felge. Insbesondere beträgt eine Anzahl erfindungsgemäßer Dämpfungselemente in einem Luftreifen oder auf einer Felge 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder einen weiteren Wert bis 100. Bei einem Dämpfungselement der weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsformen handelt es sich insbesondere stets um ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement.
Bei dem Luftreifen kann es sich beispielsweise um einen PKW-Luftreifen oder um einen LWK-Luftreifen oder um einen Spezialreifen, wie er beispielsweise im agrarischen oder militärischen Bereich oder im Bergbau oder im Katastrophenschutz verwendet wird, handeln.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung folgt das mindestens eine Dämpfungselement zumindest teilweise und insbesondere vollständig einer allgemein-zylindrischen Form.
Durch den Umstand, dass das mindesten eine Dämpfungselement zumindest teilweise und insbesondere vollständig einer allgemein-zylindrischen Form folgt, wird eine Anordnung der Dämpfungselemente in Ausbreitungsrichtung der Schallwellen im Reifeninnenraum und damit eine ausreichend große Schalldämpfung auch bei schleifendem oder streichendem Schalleinfall gewährleistet. Insbesondere eine Erstreckung des Dämpfungselementes in Umlaufrichtung des Luftreifens führt zudem zu einer Sicherstellung eines gleichmäßigen Reifenrundlaufs.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich bei der Funktion, der die Hüllkurve folgt, um eine spezielle Exponentialfunktion. Bei der speziellen Exponentialfunktion handelt es sich insbesondere um eine Dichtefunktion einer Normalverteilung oder um eine cos²-Funktion oder um eine komplexe Funktion oder um eine Algebraische Funktion oder Transzendente Funktion oder einer Gauß-Funktion oder um eine zumindest teilweise nicht stetige Funktion, insbesondere eine zumindest teilweise nicht stetige und nicht zusammenhängende Funktion handelt.
Die Dichtefunktion der Normalverteilung ist auch als Gauß-Glockenkurve oder Gauß-Funktion bekannt.
Durch den Umstand, dass es sich bei der speziellen Exponentialfunktion um eine Dichtefunktion einer Normalverteilung oder um eine cos²-Funktion oder um eine komplexe Funktion oder um eine zumindest teilweise nicht stetige Funktion, insbesondere eine zumindest teilweise nicht stetige und nicht zusammenhängende Funktion handelt, wird eine größtmögliche räumliche Erstreckung oder Höhe und Verbindungsfläche bei geringstmöglichem Materialeinsatz des Dämpfungselementes ermöglicht. Ferner wird eine größere effektive akustische Querschnittsfläche und größere akustisch wirksame Oberfläche des Dämpfungselementes ermöglicht, als es gemäß dem Stand der Technik der Fall ist.
Eine beispielhafte Gauß-Funktion folgt folgender Funktionsgleichung: $f (x) = A * \frac{1}{\sqrt{2 π σ^{2}}} exp (- \frac{{(x - μ)}^{2}}{2 σ^{2}})$
mit:

A: Amplitude
µ: Schwerpunkt
σ²: Breitenfaktor

A: 4500
µ:40
σ: 10

A: 2500
µ:0
σ:20

Diese beispielhaften und dimensionslosen Funktionsparameter führen zu charakteristischen Verläufen der Gauß-Funktion. Um einen Wert der Funktion f(x) in mm zu erhalten, muss für das Element x ein Wert in mm verwendet werden und die Funktionsparameter müssen auf mm normiert werden.
Erfindungsgemäß möglich ist es zudem, dass ein Summand zu der Gauß-Funktion hinzuaddiert wird. Bei einer Betrachtung in mm müsste dieser Summand ebenfalls in mm angegeben werden.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung fällt eine Höhe des mindestens einen Dämpfungselements entlang einer Reifenmittenlinie zumindest teilweise zumindest teilweise entsprechend einer hyperbolischen Funktion, insbesondere entsprechend einer 1/x-Funktion, entsprechend einer Exponentialfunktion, entsprechend einer Logarithmus-Funktion, entsprechend einer Potenzfunktion, entsprechend einer Polynomfunktion, insbesondere entsprechend einer parabolischen Funktion, und/oder entsprechend einer trigonometrischen Funktion, insbesondere entsprechend einer Sinus-Funktion.
Bei der Höhe des mindestens einen Dämpfungselements handelt es sich um einen radialen Abstand eines Oberflächenpunktes des mindestens einen Dämpfungselements zu der Reifeninnenfläche oder zu einer Felge. Dabei ist der Oberflächenpunkt von dem mindestens einen Dämpfungselement weg orientiert und zu der Rotationsachse hin beziehungsweise von der Felge weg orientiert.
Dieser radiale Abstand, um den es sich bei der Höhe des mindestens einen Dämpfungselements handelt, liegt rechtwinklig zu der Längsachse des mindestens einen Dämpfungselementes und vorzugsweise parallel zu einem Radius des Luftreifens und vorzugsweise rechtwinklig zu der Rotationsachse des Luftreifens.
Der Bereich der Reifeninnenfläche, zu der der Oberflächenpunkt die Höhe des mindestens einen Dämpfungselements einnimmt, liegt ausgehend von der Rotationsachse des Luftreifens radial weiter außen als der Oberflächenpunkt und das mindestens eine Dämpfungselement.
Bei der Höhe kann es sich insbesondere um eine solche Ausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements handeln, die sich rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselementes und vorzugsweise parallel zu einem Radius des Luftreifens und vorzugsweise rechtwinklig zu der Rotationsachse des Luftreifens erstreckt. Die Maximalhöhe oder maximale Höhenausdehnung mindestens eines Dämpfungselements kann somit eine spezifische Höhe des mindestens einen Dämpfungselementes sein.
Bei einer Reifenmittenlinie handelt es sich um eine kreisförmig entlang der Reifeninnenfläche verlaufende Linie. Die Reifenmittenlinie verläuft entlang der Mitte der Reifeninnenfläche. Die Reifenmittenlinie verläuft parallel zu der Umlaufrichtung des Luftreifens. Die Reifenmittenlinie kann auch als Reifenzenit bezeichnet werden. Durch den Umstand, dass eine Höhe des mindestens einen Dämpfungselements entlang einer Reifenmittenlinie zumindest teilweise entsprechend einer hyperbolischen Funktion, insbesondere entsprechend einer 1/x-Funktion, entsprechend einer Exponentialfunktion, entsprechend einer Logarithmus-Funktion, entsprechend einer Potenzfunktion, entsprechend einer Polynomfunktion, insbesondere entsprechend einer parabolischen Funktion, und/oder entsprechend einer trigonometrischen Funktion, insbesondere entsprechend einer Sinus-Funktion, fällt, wird eine zusätzliche effektiv schallabsorbierende Oberfläche durch das Dämpfungselement dadurch bereitgestellt, dass eine Fläche des Dämpfungselementes nicht parallel zur Schallausbreitungsrichtung steht. Insbesondere im Fall eines nicht auf eine Fläche senkrecht einfallenden Schalls und durch eine Diffusion des Schalles durch eine Teilreflexion des Schalls an einer schrägen Fläche werden Interferenzeffekte und Schallauslöschungen bewirkt. Darüber hinaus wird insbesondere eine längere Wegstrecke der Schallwelle durch den absorbierenden Körper des Dämpfungselementes bewirkt.
Dies führt insgesamt zu einer höheren Schalldämpfung, als es gemäß dem Stand der Technik der Fall ist.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung bildet die Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselements mit der Umlaufrichtung des Luftreifens einen Winkel von 0° bis 90°. Somit kann das mindestens eine Dämpfungselement bezüglich seiner Haupterstreckung beliebig angeordnet sein.
Durch den Umstand, dass die Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselements mit der Umlaufrichtung des Luftreifens einen Winkel von 0° bis 90° bildet, wird insbesondere für den Fall einer Schallwelle, deren Ausbreitungsrichtung mit der Umlaufrichtung einen Winkel von 0° bis 90° bildet, diese Schallwelle besonders effizient gedämpft. Vorteilhaft ist eine Vielzahl von Dämpfungselementen deren Haupterstreckungsrichtrungen verschiedene Winkel mit der Umlaufrichtung des Luftreifens bilden.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung ist das mindestens eine Dämpfungselement entlang eines vollständigen Reifeninnenumfangs an der Reifeninnenfläche angeordnet.
Durch den Umstand, dass das mindestens eine Dämpfungselement entlang eines vollständigen Reifeninnenumfangs an der Reifeninnenfläche angeordnet ist, wird eine besonders effiziente Schalldämpfung bewirkt. Ferner wird ein verbesserter Reifenrundlauf bewirkt.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung ist das mindestens eine Dämpfungselement nahezu vollständig entlang eines vollständigen Reifeninnenumfangs an der Reifeninnenfläche angeordnet, wobei ein Freiraum zwischen zwei Endbereichen des mindestens einen Dämpfungselementes an der Reifeninnenfläche ausgespart bleibt, wobei sich der Freiraum insbesondere in Umlaufrichtung über eine Strecke von 10 mm bis 40 mm erstreckt.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung ist das mindestens eine Dämpfungselement entlang eines vollständigen Felgenaußenumfangs an der Felge angeordnet.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung variiert eine Höhenausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements.
Der Luftreifen folgt grundsätzlich einer Kreisform, wobei ein Radius der Kreisform und somit des Luftreifens radial von der Rotationsachse ausgeht und zu der Rotationsachse des Luftreifens sowie zu der Umlaufrichtung des Luftreifens in einem rechten Winkel steht.
Bei einer Höhenausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements handelt es sich um eine solche Ausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements die sich rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselements und insbesondere parallel zu einem Radius des Luftreifens und rechtwinklig zu der Rotationsachse des Luftreifens oder der Felge erstreckt.
Ferner kann zumindest ein Bereich des mindestens einen Dämpfungselements beispielsweise rotationskörperförmig oder kegelförmig ausgebildet sein, wobei der rotationskörperförmige oder kegelförmige Bereich eine elliptischen, insbesondere kreisförmigen, oder einen polygonalen, insbesondere rechteckigen Querschnitt aufweist. Ein Normalvektor dieses Querschnitts liegt parallel zu der Haupterstreckungsrichtung.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung variiert eine Breitenausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements.
Bei einer Breitenausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements handelt es sich um eine solche Ausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements die sich rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselements und insbesondere rechtwinklig zu einem Radius des Luftreifens oder der Felge erstreckt.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung ist eine maximale Höhenausdehnung und/oder eine maximale Breitenausdehnung und/oder eine Maximallänge und/oder ein Querschnitt und/oder einer Hüllkurve des mindestens eines Dämpfungselements von einer maximalen Höhenausdehnung und/oder einer maximalen Breitenausdehnung und/oder einer Maximallänge und/oder einem Querschnitt und/oder einer Hüllkurve mindestens eines anderen Dämpfungselementes verschieden.
Bei einer Maximallänge des mindestens einen Dämpfungselements handelt es sich um eine maximale Ausdehnung des mindestens einen Dämpfungselements die sich parallel zu der Haupterstreckungsrichtung des mindestens einen Dämpfungselements erstreckt.
Durch den Umstand, dass eine maximale Höhenausdehnung und/oder eine maximale Breitenausdehnung und/oder eine Maximallänge und/oder ein Querschnitt und/oder eine Hüllkurve des mindestens eines Dämpfungselements von einer maximalen Höhenausdehnung und/oder einer maximalen Breitenausdehnung und/oder einer Maximallänge und/oder einem Querschnitt und/oder einer Hüllkurve mindestens eines anderen Dämpfungselementes verschieden ist, kann die Menge des porösen Materials des Dämpfungselements an die akustischen Gegebenheiten im Innenraum des Luftreifens angepasst werden.
Hintergrund der Anpassung ist, dass für bestimmte, im Innenraum des Luftreifens auftretende Raummoden nur eine bestimmte Anzahl von Dämpfungselementen mit einer vorgegebenen maximalen Höhenausdehnung und/oder maximalen Breitenausdehnung und/oder Maximallänge und/oder einem bestimmten Querschnitt zur Dämpfung notwendig ist. Für andere, im Innenraum des Luftreifens vorhandene oder auftretende Raummoden reichen Dämpfungselemente mit beispielsweise einer geringeren maximalen Höhenausdehnung zur Dämpfung aus.
Gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung beträgt eine Anzahl von Dämpfungselementen 1-100 und insbesondere 2, 3, 4 oder einen doppelten Wert einer Nummer einer Raummode, beispielsweise bei Raummode 1: doppelter Wert = 2, bei Raummode 2: doppelter Wert = 4, bei Raummode 5: doppelter Wert = 10.
Bei einer Raummode handelt es sich um eine Eigenschaft einer stehenden akustischen Welle. Die Raummode entspricht insbesondere einer den Raum ausfüllenden Eigenform der Welle. Die Nummer der Raummode entspricht beispielsweise einer Anzahl der Luftschallwellenlängen entlang des inneren Umfangs des Luftreifens im durch die Reifeninnenfläche gebildeten Innenraum, also einer Anzahl von Luftschallwellenlängen entlang einer Umfangslänge, insbesondere einer maximalen Umfangslänge, der Reifeninnenfläche.
Durch den Umstand, dass die Anzahl von Dämpfungselementen 2, 3, 4 oder einen doppelten Wert einer Nummer einer Raummode beträgt, kann der Einsatz der Dämpfungselemente genau an die akustischen Gegebenheiten des Luftreifens angepasst werden. Je nach Art oder Betrieb des Luftreifens können unterschiedliche Hauptfrequenzen der Geräusche im Innenraum des Luftreifens auftreten. Dadurch, dass die Anzahl der Dämpfungselemente an die akustischen Gegebenheiten des Reifens und an die möglicherweise auftretenden Hauptfrequenzen angepasst ist, wird der unnötige Einsatz überzähliger Dämpfungselemente vermieden. Das Vermeiden des unnötigen Einsatzes überzähliger Dämpfungselemente führt zu einer Einsparung des porösen Materials.
Bei dem porösen Material, aus dem das mindestens eine Dämpfungselement ausgebildet ist, kann es sich beispielsweise um Standard ContiSilent®-Schaum handeln und/oder beispielsweise Polyurethan oder Polyester mit einer Dichte von 20 bis 85kg/m³ und bevorzugt von 25 bis 35kg/m³ und einer Härte von 1 bis 10 Kilopascal, bevorzugt von 2 bis 8 Kilopascal und besonders bevorzugt von 3,5 bis 6,5 Kilopascal. Weitere mögliche poröse Materialien weisen eine Mischung aus Polyurethan und/oder Polyester und/oder Polyether, oder Polyurethanschäume auf einer Polyetherbasis oder einer Polyesterbasis mit einer Dichte von 20 bis 85kg/m³ und bevorzugt von 25 bis 35kg/m³und einer Härte von 1 bis 10 Kilopascal, bevorzugt von 2 bis 8 Kilopascal und besonders bevorzugt von 3,5 bis 6,5 Kilopascal, eine beliebige poröse, 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 weist das poröse Material des Dämpfungselementes insbesondere eine Dichte von beispielsweise bis zu 100 kg/m³ und/oder eine Stauchhärte von beispielsweise 1,5 kilopascal auf.
Vorzugsweise kann das poröse Material mindestens eines Dämpfungselementes von dem porösen Material mindestens einen anderen Dämpfungselementes hinsichtlich der Zusammensetzung seiner Materialien verschieden sein. Insbesondere können Gruppen von Dämpfungselementen hinsichtlich ihrer Geometrie, des Funktionentyps, der porösen Materialien und der mit den porösen Materialien verbundenen Eigenschaften sowie ihrer Zusammensetzungen von anderen Gruppen von Dämpfungselementen verschieden sein. Beispielsweise können einzelne Dämpfungselemente oder Gruppen von Dämpfungselementen somit auf Absorptionsmaxima, je nach auftretender Raummode, abgestimmt sein. Die Absorptionsmaxima beziehen sich auf die Absorption der mit den Raummoden verbundenen Schallwellen im Innenraum des Luftreifens.
Ferner kann mindestens ein Dämpfungselement aus verschiedenen porösen Materialien ausgebildet sein.
Das mindestens eine Dämpfungselement ist insbesondere mittels eines Dichtmittels haftend an der Reifeninnenfläche angebracht. Dabei handelt es sich bei dem Dichtmittel beispielsweise um ein Polyurethan-Gel oder um einen Butadien-Kautschuk.
Bei dem Dichtmittel handelt es sich insbesondere um ein Polyurethan-Gel oder um einen Butadien-Kautschuk in Kombination mit einem Klebeband und/oder mit einem silikonbasierten Kleber und/oder mit einem Zwei-Komponenten-Kleber und/oder mit einem Baukleber und/oder mit einem Polyurethan-Kleber und/oder mit einem kautschukbasierten Kleber und/oder mit einem Reifenreparaturkleber und/oder mit einem Sekundenkleber und/oder in Kombination mit einem 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.
Insbesondere kann für mindestens ein Dämpfungselement ein anderes Dichtmittel verwendet werden als für mindestens ein anderes Dämpfungselement. Die Wahl des Dichtmittels kann von der Geometrie und/oder der Masse des porösen Materials des jeweiligen Dämpfungselements abhängen. Dabei betrifft die Wahl des Dichtmittels insbesondere seine chemische Zusammensetzung.
Insbesondere kann für mindestens ein Dämpfungselement eine andere Menge des Dichtmittels verwendet werden als für mindestens ein anderes Dämpfungselement. Insbesondere kann für mindestens ein Dämpfungselement eine Größe einer Oberfläche, an der das Dichtmittel insbesondere als Haftmittel wirkend angebracht ist, von einer Größe einer Oberfläche mindestens eines anderen Dämpfungselements, an der das Dichtmittel insbesondere als Haftmittel wirkend angebracht ist, verschieden sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten, auf die die Erfindung in ihrem Umfang aber nicht beschränkt ist, werden nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung des Querschnitts durch einen erfindungsgemäßen Luftreifen mit mindestens einem Dämpfungselement gemäß einer ersten Ausführungsform in Radialschnittansicht;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dämpfungselements zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Luftreifen;
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dämpfungselements zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Luftreifen gemäß einer weiteren Ausführungsform;
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dämpfungselements zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Luftreifen gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rades.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Luftreifen 9 gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch in Radialschnittansicht dargestellt. Der Luftreifen 9 weist einen Laufstreifen 1, Seitenwände 2, Wulstbereiche 3 sowie Wulstkerne 4 auf. Der Luftreifen 9 ist um eine Rotationsachse 7 in eine Umlaufrichtung 6 rotierbar. Der Luftreifen 9 weist mindestens ein Dämpfungselement 8 auf, wobei das mindestens eine Dämpfungselement 8 in einem Reifeninnenraum 11 des Luftreifens 9, an einer dem Laufstreifen 1 des Luftreifens 9 gegenüberliegenden Reifeninnenfläche 5 angebracht ist. Dabei ist das mindestens eine Dämpfungselement 8 zumindest teilweise aus einem porösen Material ausgebildet und zur Verminderung von Geräuschen vorgesehen. Das mindestens eine Dämpfungselement 8 weist eine Haupterstreckungsrichtung 10.
Ein zu der Haupterstreckungsrichtung 10 des mindestens einen Dämpfungselementes 8 rechtwinklig liegender Querschnitt 12 des mindestens einen Dämpfungselementes 8 verjüngt sich von der Reifeninnenfläche 5 zu dem Reifeninnenraum 11 hin. Der Querschnitt ist als gestrichelte Linie dargestellt. Eine zweidimensionale Hüllkurve 22 einer zu dem Reifeninnenraum 11 hin orientierten Oberfläche 13 des mindestens einen Dämpfungselementes 8 verläuft rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung 10 des mindestens einen Dämpfungselementes 8 und folgt einer Glockenform, insbesondere einer speziellen Exponentialfunktion. Die Hüllkurve 22 ist als Strich-Punkt-Linie dargestellt.
Beispielsweise fällt eine Höhe 14 des mindestens einen Dämpfungselements 8 entlang einer Reifenmittenlinie 15 zumindest teilweise entsprechend einer Exponentialfunktion und/oder entsprechend einer parabolischen Funktion und/oder entsprechend einer trigonometrischen Funktion, insbesondere entsprechend einer Sinus-Funktion. Die Reifenmittenlinie verläuft entlang eines gesamten Reifeninnenumfangs an der Reifeninnenfläche 5 und parallel zu der Umlaufrichtung 6.
Vorzugsweise variieren eine Höhenausdehnung 17 und/oder eine Breitenausdehnung 18 des mindestens einen Dämpfungselements 8. Bei der Höhe 14 handelt es sich um eine spezifische Höhenausdehnung 17 des mindestens einen Dämpfungselementes 8.
Vorzugsweise kann die Funktion der Glockenkurve noch eine Verschiebungskonstante als Summand aufweisen. Durch die Verschiebungskonstante wird der Verlauf der gesamten Glockenkurve um eben diesen Wert radial verschoben. Für den Fall einer positiven Zahl als Verschiebungskonstante werden die Glockenkurve und also die Hüllkurve 22 in Richtung der Rotationsachse 7 verschoben. Die Verschiebungskonstante kann einer Zahl zwischen 1 mm bis 20 mm, bevorzugt 2 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt 5 mm oder 7,3 mm entsprechen. Dies führt zu einer Lage des Dämpfungselementes 8 unterhalb der eigentlichen Glockenkurve mit einer Dicke des Dämpfungselementes 8 und also einer Ausdehnung in radialer Richtung, von 1 mm bis 20 mm und insbesondere von 2 mm bis 10 mm und besonders 5 mm oder 7,3 mm.
In der 2 ist ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement 8 zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Luftreifen 9 gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 2 fällt die Höhe 14 des mindestens einen Dämpfungselements 8 entlang der Reifenmittenlinie 15 zumindest teilweise entsprechend einer hyperbolischen Funktion, insbesondere entsprechend einer 1/x-Funktion, entsprechend einer Exponentialfunktion, entsprechend einer Logarithmus-Funktion, entsprechend einer Potenzfunktion, entsprechend einer Polynomfunktion, insbesondere entsprechend einer parabolischen Funktion, und/oder entsprechend einer trigonometrischen Funktion, insbesondere entsprechend einer Sinus-Funktion.
In der 3 ist ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement 8 zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Luftreifen 9 gemäß einer zweiten Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 3 bildet die Haupterstreckungsrichtung 10 des mindestens einen Dämpfungselements 8 mit der Umlaufrichtung 6 des Luftreifens 9 oder mit der dazu parallelen Reifenmittenlinie 15 einen Winkel 16 von 0° bis 90°.
In der 4 ist ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement 8 zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Luftreifen 9 gemäß einer dritten Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 4 ist eine maximale Höhenausdehnung 171 und/oder eine maximale Breitenausdehnung 181 und/oder eine Maximallänge 191 und/oder ein Querschnitt 121 des mindestens eines Dämpfungselements 81 von einer maximalen Höhenausdehnung 172 und/oder einer maximalen Breitenausdehnung 182 und/oder einer Maximallänge 192 und/oder einem Querschnitt 122 mindestens eines anderen Dämpfungselementes 82 verschieden.
In der 5 ist ein erfindungsgemäßes Rad 21 schematisch dargestellt. Das Rad 21 weist einen erfindungsgemäßen Luftreifen 9 und eine Felge 20 auf. Das mindestens eine Dämpfungselement 8 kann Bestandteil des Luftreifens 9 und/oder der Felge 20 sein.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)

1: Laufstreifen
2: Seitenwände
3: Wulstbereiche
4: Wulstkerne
5: Reifeninnenfläche
6: Umlaufrichtung
7: Rotationsachse
8: Dämpfungselement
81: Dämpfungselement
82: Dämpfungselement
9: Luftreifen
10: Haupterstreckungsrichtung
11: Reifeninnenraum
12: Querschnitt
13: Oberfläche
14: Höhe
15: Reifenmittenlinie
16: Winkel
17: Maximale Höhenausdehnung mindestens eines Dämpfungselements
171: Maximale Höhenausdehnung mindestens eines Dämpfungselements
172: Maximale Höhenausdehnung mindestens eines Dämpfungselements
18: Maximale Breitenausdehnung mindestens eines Dämpfungselements
181: Maximale Breitenausdehnung mindestens eines Dämpfungselements
182: Maximale Breitenausdehnung mindestens eines Dämpfungselements
191: Maximallänge mindestens eines Dämpfungselements
192: Maximallänge mindestens eines Dämpfungselements
20: Felge
21: Rad
22: Hüllkurve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112006000354 T5 [0006]
EP 1510366 A1 [0007]

Claims

Luftreifen (9), der um eine Rotationsachse (7) in eine Umlaufrichtung (6) rotierbar ist, mit mindestens einem Dämpfungselement (8), wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) in einem Reifeninnenraum (11) des Luftreifens (9), an einer einem Laufstreifen (1) des Luftreifens (9) gegenüberliegenden Reifeninnenfläche (5) angebracht ist, wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) zumindest teilweise aus einem porösen Material ausgebildet und zur Verminderung von Geräuschen vorgesehen ist, und wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) eine Haupterstreckungsrichtung (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein zu der Haupterstreckungsrichtung (10) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) rechtwinkliger Querschnitt (12) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) von der Reifeninnenfläche (5) zu dem Reifeninnenraum (11) hin verjüngt, wobei eine zweidimensionale Hüllkurve (22) einer zu dem Reifeninnenraum (11) hin orientierten Oberfläche (13) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung (10) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) verläuft und einer Glockenform folgt.
Luftreifen (9) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindesten eine Dämpfungselement (8) zumindest teilweise und insbesondere vollständig einer allgemein-zylindrischen Form folgt.
Luftreifen (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllkurve einer speziellen Exponentialfunktion folgt und es sich bei der speziellen Exponentialfunktion insbesondere um eine Dichtefunktion einer Normalverteilung oder um eine cos²-Funktion oder um eine komplexe Funktion oder um eine Algebraische Funktion oder Transzendente Funktion oder einer Gauß-Funktion oder um eine zumindest teilweise nicht stetige Funktion, insbesondere eine zumindest teilweise nicht stetige und nicht zusammenhängende Funktion handelt.
Luftreifen (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (14) des mindestens einen Dämpfungselements (8) entlang einer Reifenmittenlinie (15) zumindest teilweise entsprechend einer Exponentialfunktion und/oder entsprechend einer parabolischen Funktion und/oder entsprechend einer trigonometrischen Funktion, insbesondere entsprechend einer Sinus-Funktion, fällt.
Luftreifen (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupterstreckungsrichtung (10) des mindestens einen Dämpfungselements (8) mit der Umlaufrichtung (6) des Luftreifens (9) einen Winkel (16) von 0° bis 90° bildet.
Luftreifen (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dämpfungselement (8) entlang eines vollständigen Reifeninnenumfangs an der Reifeninnenfläche (5) angeordnet ist oder, dass das mindestens eine Dämpfungselement (8) nahezu vollständig entlang eines vollständigen Reifeninnenumfangs an der Reifeninnenfläche (5) angeordnet ist, wobei ein Freiraum zwischen zwei Endbereichen des mindestens einen Dämpfungselementes an der Reifeninnenfläche (5) ausgespart bleibt, wobei sich der Freiraum in Umlaufrichtung (6) über eine Strecke von 10 mm bis 40 mm erstreckt.
Luftreifen (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhenausdehnung (17) des mindestens einen Dämpfungselements (8) variiert.
Luftreifen (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breitenausdehnung (18) des mindestens einen Dämpfungselements (8) variiert.
Luftreifen (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Höhenausdehnung (171) und/oder eine maximale Breitenausdehnung (181) und/oder eine Maximallänge (191) und/oder ein Querschnitt (121) des mindestens eines Dämpfungselements (81) von einer maximalen Höhenausdehnung (172) und/oder einer maximalen Breitenausdehnung (182) und/oder einer Maximallänge (192) und/oder einem Querschnitt (122) mindestens eines anderen Dämpfungselementes (82) verschieden ist.
Felge (21) mit mindestens einem Dämpfungselement (8), wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) an der Felge (21) angebracht ist, und wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) zumindest teilweise aus einem porösen Material ausgebildet und zur Verminderung von Geräuschen vorgesehen ist, und wobei das mindestens eine Dämpfungselement (8) eine Haupterstreckungsrichtung (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein zu der Haupterstreckungsrichtung (10) rechtwinkliger Querschnitt (12) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) von der Felge (21) weg weisend verjüngt, wobei eine zweidimensionale Hüllkurve (22) einer zu dem Reifeninnenraum (11) hin orientierten Oberfläche (13) des mindestens einen Dämpfungselementes (8) rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung (10) verläuft und einer Glockenkurve folgt.
Rad (22) aufweisend einen Luftreifen (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eine Felge (21) nach Anspruch 10.