-
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugradbauteil aufweisend ein Akustikelement zur Geräuschreduzierung für ein Fahrzeugrad, wobei das Fahrzeugradbauteil eine innere Oberfläche aufweist, welche beim am Fahrzeugrad montierten Fahrzeugradbauteil einen Reifeninnenraum mitbegrenzt, wobei das Akustikelement ein Dämpfungselement, welches ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes erstes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist, aufweist und wobei das Dämpfungselement an der inneren Oberfläche angeordnet ist.
-
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 Reifeninnenraum. Hierbei bilden sich Resonanzen, d.h. Frequenzen, bei welchen der Schalldruckpegel besonders hoch ist, aus. Bei Reifen für Personenkraftwagen liegen übliche Resonanzfrequenzen bei 200 Hz bis 250 Hz. 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 Reifeninnenraum, 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. Typische Resonanzfrequenzen von Reifen liegen dabei unterhalb des Frequenzbereichs optimaler Absorption. Die Absorptionseigenschaften eines solchen Schaumstoffrings sind somit nicht optimal. Gleichzeitig ist der Einsatz von Material für solche Dämpfungselemente mit hohen Kosten verbunden.
-
Einen entsprechenden Effekt erzielt der Einsatz eines an der Felge angebrachten Schaumstoffrings als Dämpfungselement, wie beispielsweise aus der
DE 198 20 590 A1 bekannt.
-
Weiter ist in der
DE 199 01 820 A1 ein Fahrzeugluftreifen offenbart, der eine Vielzahl an Hohlraum-Resonatoren aufweist, wobei jeder Hohlraum-Resonator einen Hohlraum und einen den Hohlraum mit der inneren Reifenoberfläche verbindenden Mündungskanal aufweist, wobei der Hohlraum einen größeren Durchmesser aufweist als der Mündungskanal. Einen solchen sich zur inneren Reifenoberfläche hin verjüngenden Hohlraum-Resonator in den Reifen einzubringen ist allerdings aufwändig und schwierig. Insbesondere die zerstörungsfreie Entformung des Formmittels ist aufwändig. Auch durchbrechen die Mündungskanäle die in der Regel luftdicht ausgeführte Innenschicht des Reifens.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugradbauteil der Eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das bei verringerten Kosten verbesserte akustische Eigenschaften aufweist.
-
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Akustikelement zumindest einen Hohlraum-Resonator aufweisend ein zum ersten Material verschiedenes zweites Material umfasst, indem der zumindest eine Hohlraum-Resonator zumindest einen Hohlraum und eine Öffnung, über welche der Hohlraum mit einem Volumen außerhalb des Hohlraum-Resonators in Verbindung steht, aufweist und indem der zumindest eine Hohlraum-Resonator auf einer dem Reifeninnenraum zugewandten äußeren Oberfläche des Dämpfungselements angebracht ist.
-
Das Akustikelement weist somit ein Dämpfungselement, welches auf eine bekannte Art und Weise an der inneren Oberfläche des Fahrzeugradbauteils angebracht sein kann sowie zumindest einen Hohlraum-Resonator, welcher an einer äußeren dem Reifeninnenraum zugewandten Oberfläche des Dämpfungselements am Dämpfungselement angebracht ist, auf. Hierdurch ist der Hohlraum-Resonator auf einfache Art und Weise am Fahrzeugradbauteil befestigt. Eine aufwändige direkte Befestigung des Hohlraum-Resonators an der inneren Oberfläche des Fahrzeugradbauteils ist nicht notwendig. Form sowie das zweite Material des Hohlraum-Resonators können optimal auf die akustischen Eigenschaften des Resonators und/oder auf Kosteneffizienz abgestimmt sein. Sowohl das Dämpfungselement aufweisend das erste Material als auch der zumindest eine Hohlraum-Resonator können jeweils einzeln auf einfache und kostengünstige Art und Weise vorgefertigt werden und dann zum Akustikelement zusammengefügt werden. Bei der Verbindung zwischen Dämpfungselement und Hohlraum-Resonator kann es sich um eine Klebe- oder Haftverbindung handeln.
-
Eine Anpassung von Form und/oder erstem Material zur Erfüllung von besonderen Bedingungen wie sie bei einer direkten Anbringung des Hohlraum-Resonators an der inneren Oberfläche oder im Radbauteil erforderlich wären, sind nicht nötig. Solche besonderen Bedingungen sind z.B. Deformation und/oder Erschütterungen der inneren Oberfläche im Fahrbetrieb des Rades. Auch ist das Akustikelement auf einfache Art und Weise am ansonsten fertig vorgefertigten Radbauteil anbringbar und/oder nachrüstbar.
-
Vorteile wie das einfache Anbringen eines solchen Akustikelements an der inneren Oberfläche, die Nachrüstbarkeit eines jeden Reifenbauteils sowie die einfache Montage und Demontage eines Reifenbauteils aufweisend ein solches Akustikelements bleiben erhalten.
-
Der Reifeninnenraum eines Fahrzeugradbauteils ist dabei der vom Fahrzeugradbauteil abgewandte an die innere Oberfläche anschließende Bereich oder Raum, der beim am Fahrzeugrad montierten Fahrzeugradbauteil den von Fahrzeugluftreifen und Felge eingeschlossenen Reifeninnenraum bildet oder mitbildet. Das Volumen außerhalb des Hohlraum-Resonators kann der Reifeninnenraum des Fahrzeugradbauteils sein.
-
Bei dem Radbauteil kann es sich um eine Felge und/ oder um einen Fahrzeugluftreifen handeln. Dementsprechend kann die innere Oberfläche eine radial äußere Felgenoberfläche oder eine luftundurchlässige Innenschicht eines Fahrzeugluftreifens sein.
-
Weiter vereint das Akustikelement ein Dämpfungselement, welches ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes erstes Material, welches zur Minderung von Geräuschen geeignet ist, beinhaltet und in der Regel in einem breiten Frequenzbereich Geräusche absorbiert, und zumindest einen Hohlraum-Resonator, welcher durch akustische Schwingungen insbesondere bei seiner Eigenfrequenz angeregt werden kann und in einem im Vergleich zum breiten Frequenzbereich schmalen Frequenzbereich Geräusche mindern kann. Über die Geometrie des Hohlraum-Resonators kann dessen Eigenfrequenz gezielt, z.B. auf eine typische Resonanzfrequenz eines Fahrzeugrades, eingestellt werden. Eine besonders effiziente Geräuschminderung kann erfolgen, wenn für die Frequenzabstimmung des Hohlraum-Resonators oder der Hohlraum-Resonatoren die Resonanzfrequenzen berücksichtigt werden, die sich im Betrieb des Rades inklusive aller Einbauten, insbesondere inklusive des oder der Akustikelemente, einstellt. Des Weiteren kann die Lufttemperatur im Reifeninnenraum und der durch die Drehgeschwindigkeit erzeugte Doppler-Effekt berücksichtigt werden. Bedeutend ist auch, dass das Wirkprinzip des Hohlraum-Resonators weitgehend unabhängig von der Wahl es zweiten Materials ist, wodurch das zweite Material hinsichtlich Funktion und Kosten optimiert werden kann. Hierdurch ist die Geräuschreduzierung des Akustikelements gezielter einstellbar und auch kostenintensives erstes Material kann eingespart werden.
-
Ein Fahrzeugradbauteil, das ein solches Akustikelement aufweist, weist somit bei einfacher Anbringung des Akustikbauteils und reduzierten Kosten verbesserte akustische Eigenschaften auf.
-
Die geometrische Form des Hohlraum des Hohlraum-Resonators kann sich zur Öffnung hin verjüngen oder konstant bleiben. Es kann sich beispielsweise um einen Polyeder, eine Tropfenform, eine Kugelform oder eine kugelartige Form, 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. Auch Kombinationen der genannten Formen sind möglich. Die Öffnung ist insbesondere kreisförmig, ellipsoid oder polygonal.
-
Vorteilhaft ist es, wenn das Akustikelement als den zumindest einen Hohlraum-Resonator zumindest einen oder mehrere Helmholtz-Resonatoren aufweist. Ein Helmholtz Resonator weist einen Mündungskanal auf, wobei der Hohlraum mit der Öffnung über den Mündungskanal in Verbindung steht und wobei der Mündungskanal einen kleineren Innendurchmesser aufweist als der Hohlraum. Der Innendurchmesser eines Raums ist der maximale Durchmesser einer Kugel, welche in den jeweiligen Raum einbeschrieben werden kann. Die Dämpfungseigenschaften eines solchen Hohlraum-Resonators sind besonders effizient und können sehr gezielt eingestellt werden. Die Wirkungsweise ist durch ein Feder-Masse System veranschaulichbar: Dem Volumen innerhalb des Mündungskanal kann eine Masse und dem Volumen des Hohlraums kann eine Federkonstante zugeordnet werden. Durch Vibrationen der Luft im Reifeninnenraum kann dieses Feder-Masse System angeregt und somit der Schalldruck im Reifeninnenraum verringert werden. Eine besonders starke Geräuschreduktion ergibt sich hierbei bei der Eigenfrequenz des Hohlraum-Resonators.
-
Die Eigenfrequenz des Helmholtz-Resonators kann über die geometrischen Eigenschaften hervorragend eingestellt und an die Anforderungen des jeweiligen Einsatzes angepasst werden. Als vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn eine Länge L des Mündungskanals 0,01 mm bis 20 mm, bevorzugt 1 mm bis 10 mm, beträgt und / oder wenn eine Fläche F der Öffnung 1% bis 1000 % der quadrierten Länge L des jeweiligen Mündungskanals beträgt und / oder wenn ein Volumen V des Hohlraums 10 bis 1010 mal größer ist als ein Volumen des Mündungskanals.
-
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Akustikelement als den zumindest einen Hohlraum-Resonator einen Hohlraum-Resonator mit zylinderförmig ausgebildetem Hohlraum sowie mit einer Öffnung oder mit zwei Öffnungen aufweist. Bei dem zylinderförmigen Hohlraum kann es sich um einen Hohlraum in Form eines allgemeinen Zylinders handeln. Der Geometrie des Hohlraums kann ein gerader oder ein schiefer Zylinder zugrunde gelegt sein. Die Grundflächen des zylinderförmigen Hohlraums können kreisförmig, elliptisch oder quadratisch oder polygonal sein. Die beiden Grundflächen des zylinderförmigen Hohlraums können parallel zueinander oder unter einem Winkel angeordnet sein. Der zylinderförmige Hohlraum kann auch eine geschwungene Form aufweisen. Eine oder beide Grundflächen des zylinderförmigen Hohlraums können als Öffnung ausgebildet sein. Solche zylinderförmigen Hohlraum-Resonatoren sind besonders einfach zu fertigen und ermöglichen eine effiziente Geräuschminderung.
-
Es kann sich bei dem zumindest einen Hohlraum-Resonator um einen sogenannten λ/2-Resonator handeln. Ein λ/2-Resonator weist üblicherweise einen zylinderförmigen Hohlraum auf, wobei beide Zylindergrundflächen als Öffnungen des Hohlraum-Resonators ausgebildet sind. Üblicherweise entspricht die Wellenlänge der Eigenfrequenz des λ/2-Resonators in etwa der doppelten Zylinderlänge.
-
Es kann sich auch um einen sogenannten λ/4-Resonator handeln. Ein λ/4-Resonator weist üblicherweise einen zylinderförmigen Hohlraum auf, wobei genau eine der Zylindergrundflächen als die Öffnung des Hohlraum-Resonators ausgebildet ist. Die zweite Zylindergrundfläche ist geschlossen ausgebildet. Üblicherweise entspricht die Wellenlänge der Eigenfrequenz des λ/4-Resonators in etwa der vierfachen Zylinderlänge.
-
In einer Ausführungsform erstreckt sich der zumindest eine Hohlraum-Resonator in seiner Haupterstreckungsrichtung weitgehend in radialer Richtung oder weitgehend in lateraler Richtung oder weitgehend in Umfangsrichtung. Die Haupterstreckungsrichtung kann die längste Hauptträgheitsachse des Hohlraum-Resonators sein. Die Haupterstreckungsrichtung schließt dabei einen Winkel von maximal 10° mit der radialen Richtung oder der lateralen Richtung oder der Umfangsrichtung ein. Hierdurch können stehende Wellen, die sich weitgehend in der entsprechenden Richtung ausbilden, besonders effizient reduziert werden.
-
Das Akustikelement kann genau einen Hohlraum-Resonator aufweisen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Akustikelement jedoch zumindest zwei, bevorzugt zumindest 20, besonders bevorzugt zumindest 200, der Hohlraum-Resonatoren auf. Hierdurch wird die Geräuschreduktion bei gleichbleibender Komplexität der Anbringung des Dämpfungselements an der inneren Oberfläche weiter verbessert.
-
Die Hohlraum-Resonatoren können alle gleich ausgebildet sein. Zumindest zwei der Hohlraum-Resonatoren können die gleiche Eigenfrequenz aufweisen. Dies ist besonders leicht dadurch erreichbar, dass sie sich in ihrer Geometrie gleichen.
-
Es können aber auch zumindest zwei, mehrere oder alle Hohlraum-Resonatoren der zumindest zwei Hohlraum-Resonatoren unterschiedlich ausgebildet sein. Sie können der gleichen oder einer unterschiedlichen Resonator-Art angehören. Sie können sich in ihrer Geometrie und/oder ihrer Ausrichtung und/oder in ihrem zweiten Material unterscheiden.
-
Vorteilhaft ist es, wenn zumindest zwei der Hohlraum-Resonatoren eine unterschiedliche Eigenfrequenz aufweisen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass sie sich in ihrer Geometrie, insbesondere im Volumen ihres Hohlraumes und/oder in zumindest einer Erstreckungslänge ihres Hohlraums und/oder in der Geometrie des Mündungskanals und/oder in der Form der Öffnung unterscheiden. Bei zylinderförmigen Hohlraum-Resonatoren kann dabei die Zylinderlänge und/oder der Zylinderdurchmesser variieren. Mehrere zylinderförmige Hohlraum-Resonatoren können wie eine Panflöte angeordnet sein.
-
Bedeutend ist hierbei, dass über die Einstellung der Eigenfrequenz der Hohlraum-Resonatoren das Absorptionsspektrum des Akustikelements gezielt beeinflussbar ist. Besonders bedeutend ist hierbei, dass die Absorption gezielt auf ein ganzes Frequenzspektrum oder auch auf mehrere einzelne Resonanzfrequenzen des Rades aufweisend das Fahrzeugradbauteil eingestellt werden kann. Auch können typische Resonanzfrequenzen unterschiedlicher Räder durch die mehreren Hohlraum-Resonatoren berücksichtigt werden, wodurch ein breiter Einsatz des Akustikelements für eine Vielzahl an unterschiedlichen Radbauteilen berücksichtigbar ist.
-
Zweckmäßig ist es auch, wenn die Öffnungen von zumindest zwei der Hohlraum-Resonatoren in unterschiedliche, bevorzugt in entgegengesetzte, Richtungen weisen.
-
Vorteilhaft ist es auch, wenn sich zumindest zwei der Hohlraum-Resonatoren in ihrer Haupterstreckungsrichtung voneinander unterscheiden. Somit können unterschiedliche Raummoden reduziert werden.
-
Vorteilhaft ist es auch, wenn das zweite Material eine höhere Massendichte aufweist als das erste Material. Das zweite Material kann insbesondere eine Massendichte von 600 kg/m3 bis 6000 kg/m3 aufweisen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das zweite Material einen höheren Reflexionskoeffizienten für Schall auf als das erste Material. Solche Materialien sind hervorragend für den Einsatz für einen Hohlraum-Resonator geeignet. Der Schall-Reflexionsgrad kann gemessen werden für eine senkrecht auf das Material 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.
-
Zweckmäßig ist es, wenn das zweite Material für eine auf das Material treffende Schallwelle einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 0,80, bevorzugt von mindestens 0,95, besonders bevorzugt von mindestens 0,99, aufweist, gemessen bei einer Referenzfrequenz von fo = 250 Hz. Ein solches zweites Material eignet sich hervorragend für einen Hohlraum-Resonator.
-
Bevorzugt handelt es sich beim zweiten Material um ein Material aus einer Gruppe welche gebildet ist aus einem Metall, insbesondere einem Aluminium, und/oder einem Kunststoff, beispielsweise einem Thermoplast, einem Duroplast, einem Elastomer, einem Polyamid, einem Polycarbonat, einem Acrylnitril-Butadien-Styrol oder einem Glasfaserverstärkten Polyester, und/oder einem Festigkeitsträger aufweisenden Elastomer. Aus diesen Materialien ist auf einfache und kostengünstige Weise ein Hohlraum-Resonator herstellbar, der sich für den Einsatz in einem Fahrzeugrad eignet.
-
Zweckmäßig ist es, wenn der Hohlraum-Resonator ganz aus dem zweiten Material gebildet ist. Zweckmäßig ist es auch, wenn der Hohlraum-Resonator ein weiteres Material aus der genannten Gruppe aufweist. Zweckmäßig ist es auch, wenn das Dämpfungselement zur Gänze aus dem ersten Material gebildet ist.
-
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist das erste Material ein poröses Material, bevorzugt ein Schaumstoff, und zur Minderung von Geräuschen geeignet. Durch gezielte Kombination von porösem Material und Hohlraum-Resonatoren ist eine noch effizientere Geräuschreduktion bei geringem Materialeinsatz möglich.
-
Bei dem porösen ersten Material des Dämpfungselements kann es sich um Standard ContiSilent®-Schaum und/oder um einen Schaumstoff und/oder um beispielsweise Polyurethan oder Polyester handeln. Das poröse erste Material kann eine Dichte von 20 kg/m3 bis 85 kg/m3 und einer Härte von 3,5 kilo-pascal bis 10 kilo-pascal aufweisen. 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 weist das erste Material des Dämpfungselementes insbesondere eine Dichte von beispielsweise bis zu 100 kg/m3 und/oder eine Stauchhärte von beispielswiese 1,5 kilo-pascal auf. Es kann sich bei dem porösen Material um einen offenzelligen Schaumstoff oder um einen gemischtzelligen Schaumstoff oder um einen geschlossenzelligen Schaumstoff handeln.
-
Zweckmäßig ist es weiter, wenn das Dämpfungselement mittels eines Haftmittels fest mit der inneren Oberfläche verbunden ist. Bei dem Haftmittel kann es sich um ein Dichtmittel und / oder um ein Klebemittel handeln. Bei Anbringung eines Dämpfungselements an der Reifenoberfläche handelt es sich bevorzugt um ein Dichtmittel, besonders bevorzugt um ein selbsttätig abdichtendes Dichtmittel. Bei der Anbringung des Dämpfungselements an der Felge handelt es sich bevorzugt um ein Klebemittel.
-
Bei dem Dichtmittel 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 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.
-
Der Hohlraum-Resonator ist an einer dem Reifeninnenraum zugewandten äußeren Oberfläche des Dämpfungselements angebracht. Zweckmäßig ist es, wenn in jedem Querschnitt des Hohlraum-Resonators an maximal 70 % der äußeren, vom Hohlraum abgewandten, Oberfläche des Hohlraum-Resonators das Dämpfungselement angeordnet ist.
-
Zweckmäßig ist es, wenn das Akustikelement in Umfangrichtung geschlossen ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine sehr einfache Ausführung mit guten Reifen-Rundlauf-Eigenschaften.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist auch dadurch gegeben, dass das Akustikelement mehrere Hohlraum-Resonatoren aufweist und dass die mehreren Hohlraum-Resonatoren als ein Bauteil ausgeführt sind. Hierdurch ist eine einfache Positionierung der mehreren Hohlraum-Resonatoren auf der dem Innenraum zugewandten äußeren Oberfläche des Dämpfungselements ermöglicht.
-
Vorteilhaft ist es aber auch, wenn die mehreren Hohlraum-Resonatoren jeweils als Einzelelemente ausgeführt sind. Hierdurch ist eine individuelle und flexible Positionierung jedes der mehreren Hohlraum-Resonatoren auf der dem Innenraum zugewandten äußeren Oberfläche des Dämpfungselements ermöglicht.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der zumindest eine Hohlraum-Resonator ein von dem zumindest einen Dämpfungselement verschiedenes Bauteil des Akustikelements. Der Hohlraum-Resonator kann unabhängig von der Bereitstellung des zumindest einen Dämpfungselements aufweisend das erste Material produziert werden. Ein Zusammensetzen des Akustikelements kann aber auch direkt vor oder bei der Montage des Akustikelements am Fahrzeugradbauteil erfolgen.
-
Zweckmäßig ist es, wenn das Fahrzeugradbauteil genau ein Akustikelement aufweist. Es kann rundführend am Fahrzeugradbauteil angebracht sein.
-
Vorteilhaft ist es aber auch, wenn das Fahrzeugradbauteil mehrere solche Akustikelemente aufweist. Sie können gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang des Fahrzeugradbauteils verteilt sein. Sie können rundführend ausgeführt sein. Durch mehrere Akustikelemente kann die Gesamtmenge an erstem Material sowie Kontaktfläche zwischen erstem Material und innerer Oberfläche optimiert werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest eine Hohlraum-Resonator ganz oder teilweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Dämpfungselement verbunden. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann es sich um eine Klebeverbindung, insbesondere um eine Klebeverbindung mit einem der genannten Klebemittel, handeln. Bei einer formschlüssigen Verbindung ist der Hohlraum-Resonator zumindest teilweise in dem Dämpfungselement eingebettet. Eine kraftschlüssige Verbindung kann erreicht werden, indem der Hohlraum-Resonator rundführend unter Spannung auf dem Dämpfungselement angebracht ist.
-
Das Fahrzeugradbauteil kann eine Felge oder ein Fahrzeugluftreifen sein. Bevorzugt handelt es sich um einen Fahrzeugluftreifen. Diese Fahrzeugradbauteile weisen eine besonders große innere Oberfläche auf, wodurch sie besonders gut zur Anbringung eines solchen Akustikelements zur Geräuschreduzierung geeignet sind.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Fahrzeugrad aufweisend ein Akustikelement an seiner Felge und/oder an seinem Fahrzeugluftreifen.
-
Es kann sich um ein Rad oder ein Fahrzeugradbauteil für einen Personenkraftwagen, einen Van, ein SUV, einen Light-Truck, ein Nutzfahrzeug, ein Kraftrad, ein Multi-Purpose Vehicle oder einen Bus handeln.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, die erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt die
- 1 einen radialen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem Fahrzeugluftreifen aufweisend ein Akustikelement gemäß der Erfindung;
- 2 einen radialen Teilquerschnitt durch eine Felge aufweisend ein Akustikelement gemäß der Erfindung;
- 3 eine Draufsicht auf ein Akustikelement;
- 4 eine Draufsicht auf ein Akustikelement;
- 5 einen Querschnitt durch ein Akustikelement;
- 6 eine Ansicht eines Akustikelements;
- 7 einen Querschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen aufweisend ein Akustikelement.
-
Die 1 zeigt einen radialen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugrad mit den zwei Fahrzeugradbauteilen 1, 2 Felge 1 und dem auf der Felge 1 montierten Fahrzeugluftreifen 2 üblicher Bauart. Die wesentlichen Bauteile, aus welchen sich ein solcher Fahrzeugluftreifen 2 zusammensetzt, sind (nicht dargestellt) eine weitgehend luftundurchlässige Innenschicht, eine zumindest eine Verstärkungslage aufweisende Karkasse, die in herkömmlicher Weise vom Zenitbereich des Fahrzeugluftreifens 2 über die Seitenwände bis in die Wulstbereiche reicht und dort durch Umschlingen zugfester Wulstkerne verankert ist, einen radial außerhalb der Karkasse befindlichen profilierten Laufstreifen und einen zwischen dem Laufstreifen und der Karkasse angeordneten mehrlagigen Gürtelverband, welcher eine Gürtelbandage aufweisen kann.
-
Der Reifen 2 kann luftdicht auf der Felge 1 montiert werden. Der von Felge 1 und Reifen 2 mitbegrenzte Raum wird als Reifeninnenraum 10 bezeichnet, die den Reifeninnenraum 10 begrenzende Oberfläche von Reifen 2 und Felge 1 jeweils als innere Oberfläche 11.
-
Beim dargestellten Rad weist der Fahrzeugluftreifen 2 ein Akustikelement 3 auf. Das Akustikelement 3 umfasst ein Dämpfungselement 4, welches ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes erstes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist. Das Dämpfungselement 4 ist an der inneren Oberfläche 11 angeordnet. Das Akustikelement 3 umfasst weiter zumindest einen Hohlraum-Resonator 5 aufweisend ein zum ersten Material verschiedenes zweites Material. Der zumindest eine Hohlraum-Resonator 5 weist zumindest einen Hohlraum 6 und eine Öffnung 7 auf, über welche der Hohlraum 6 mit dem Reifeninnenraum 10 in Verbindung steht. Der zumindest eine Hohlraum-Resonator 5 ist auf einer dem Reifeninnenraum zugewandten äußeren Oberfläche 8 des Dämpfungselements 4 angebracht.
-
Das erste Material kann ein poröses Material welches zur Minderung von Geräuschen geeignet ist, bevorzugt ein Schaumstoff, sein. Das zweite Material kann einen höheren Schall-Reflexionskoeffizient aufweisen als das erste Material. Es kann insbesondere ausgewählt sein aus einer Gruppe gebildet aus einem Metall, insbesondere einem Aluminium, und/oder einem Kunststoff, beispielsweise einem Thermoplast, einem Duroplast, einem Elastomer, einem Polyamid, einem Polycarbonat, einem Acrylnitril-Butadien-Styrol oder einem Glasfaserverstärkten Polyester.
-
Das Dämpfungselement 4 ist mittels eines nicht dargestellten Haftmittels fest mit der inneren Oberfläche 11 verbunden. Bei dem Haftmittel kann es sich um ein Dichtmittel und / oder ein Klebemittel handeln. Bei Anbringung des Dämpfungselements 4 an der inneren Reifenoberfläche 11 handelt es sich bevorzugt um ein Dichtmittel, besonders bevorzugt um ein selbsttätig abdichtendes Dichtmittel. Bei Anbringung des Dämpfungselements 4 an der inneren Felgenoberfläche 11 handelt es sich bevorzugt um ein Klebemittel.
-
Das Akustikelement 3 beinhaltet mehrere Hohlraum-Resonatoren 5. Alle oder mehrere der Hohlraum-Resonatoren 5 können gleich, insbesondere mit einer gleichen Eigenfrequenz ausgebildet sein. Sie können aber auch voneinander unterschiedlich, insbesondere mit unterschiedlicher Eigenfrequenz, ausgebildet sein. Die Hohlraum-Resonatoren 5 können einen oder mehrere Helmholtz-Resonatoren und/oder ein oder mehrere Hohlraum-Resonatoren 5 mit zylinderförmigem Hohlraum und ein oder zwei Öffnungen aufweisen.
-
Die Hohlraum-Resonatoren 5 des dargestellten Akustikelements 3, welches am Fahrzeugluftreifen 2 angebracht ist, erstrecken sich in ihrer Haupterstreckungsrichtung weitgehend in Umfangsrichtung U. Beinhaltet jeder der Hohlraum-Resonatoren 5 genau eine Öffnung, können diese alle in die gleiche Richtung weisen oder es können mehrere der Öffnungen, insbesondere alternierend, in jeweils entgegengesetzte Richtungen weisen.
-
Zusätzlich oder alternativ kann die Felge 1 als Fahrzeugradbauteil ein Akustikelement 3 aufweisen. Eine Felge 1, die an ihrer inneren Oberfläche 11 ein Akustikelement 3 aufweist, ist in der 2 dargestellt. Das Akustikelement 3 unterscheidet sich von dem in der 1 dargestellten Akustikelement 3 unter anderem dadurch, dass das Dämpfungselement 4 eine andere Form aufweist sowie in der Anordnung der Hohlraum-Resonatoren 5. Zumindest einer der Hohlraum-Resonatoren 5 des dargestellten Akustikelements 3 erstreckt sich in seiner Haupterstreckungsrichtung weitgehend in radialer Richtung rR. Die gezeigten zwei Hohlraum-Resonatoren 5 unterscheiden sich in ihrer Haupterstreckungsrichtung voneinander. Das Akustikelement kann weitere Hohlraum-Resonatoren aufweisen. Die weiteren Hohlraum-Resonatoren können insbesondere parallel nebeneinander als Band angeordnet sein.
-
Sowohl der Reifen 2 als auch die Felge 1 können ein oder mehrere Akustikelemente 3 aufweisen. Jedes Akustikelement 3 kann in Umfangsrichtung U geschlossen oder offen ausgeführt sein.
-
Die 3 zeigt eine Draufsicht auf eine dem Reifeninnenraum 10 zugewandte äußere Oberfläche 8 eines Dämpfungselements 4, an welcher mehrere zylinderförmige Hohlraum-Resonatoren 5 angebracht sind. Es kann sich um λ/2-Resonatoren oder um λ/4-Resonatoren handeln. Sie weisen eine unterschiedliche Länge und somit unterschiedliche Eigenfrequenzen auf.
-
Die 4 zeigt eine Draufsicht auf eine dem Reifeninnenraum 10 zugewandte äußere Oberfläche 8 eines Dämpfungselements 4, an welcher mehrere zylinderförmige Hohlraum-Resonatoren 5 in unregelmäßiger Formation angebracht sind. Es kann sich um λ/2-Resonatoren und/oder um λ/4-Resonatoren handeln. Die Haupterstreckungsrichtungen von jeweils zumindest zwei der Hohlraum-Resonatoren 5 unterscheiden sich voneinander. Die Richtung R kann der radialen Richtung rR oder der axialen Richtung aR entsprechen.
-
Die 5 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Akustikelement 3. Das Dämpfungselement 4 ist an einer inneren Oberfläche 11 eines Fahrzeugluftreifens 2 oder einer Felge 1 angebracht. Auf der dem Reifeninnenraum 10 zugewandten äußeren Oberfläche 8 des Dämpfungselement 4 ist ein Helmholtz-Resonator 5 angebracht. Der Helmholtz-Resonator 5 weist eine Öffnung 7 und einen Hohlraum 6, welche über einen Mündungskanal 9 miteinander in Verbindung stehen, auf. Die Richtung R kann in radialer Richtung rR oder entgegen der radialen Richtung rR weisen. Das Akustikelement 3 kann weiterer Hohlraum-Resonatoren aufweisen.
-
Die 6 zeigt eine Ansicht eines Akustikelements 3 aufweisend mehrere Hohlraum-Resonatoren 5, die zumindest teilweise formschlüssig mit dem Dämpfungselement 4 verbunden sind. Die mehreren Hohlraum-Resonatoren 5 sind jeweils als Einzelelemente ausgeführt.
-
Die 7 zeigt einen Querschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen 2 aufweisend ein Akustikelement 3 aufweisend mehrere Hohlraum-Resonatoren 5, die kraftschlüssig mit dem Dämpfungselement 4 verbunden sind. Die Hohlraum-Resonatoren 5 sind dabei rundführend unter Spannung auf der dem Innenraum zugewandten äußeren Oberfläche 8 des Dämpfungselements angebracht. Die mehreren Hohlraum-Resonatoren 5 sind als ein Bauteil ausgeführt.
-
Bezugszeichenliste
-
(Teil der Beschreibung)
- 1
- Felge
- 2
- Fahrzeugluftreifen
- 3
- Akustikelement
- 4
- Dämpfungselement
- 5
- Hohlraum-Resonator
- 6
- Hohlraum
- 7
- Öffnung
- 8
- dem Reifeninnenraum zugewandte äußere Oberfläche
- 9
- Mündungskanal
- 10
- Reifeninnenraum
- 11
- innere Oberfläche
- rR
- radiale Richtung
- aR
- axiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
-
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 19820590 A1 [0005]
- DE 19901820 A1 [0006]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN EN ISO 10534-2 [0032]
