DE102018217464A1

DE102018217464A1 - Fahrzeugluftreifen aufweisend ein Dämpfungselement

Info

Publication number: DE102018217464A1
Application number: DE102018217464.4A
Authority: DE
Inventors: Makram Zebian; Oliver Schürmann
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen (2) aufweisend zumindest ein Dämpfungselement (4) zur Geräuschreduzierung, wobei das Dämpfungselement (4) an einer den Reifeninnenraum (10) begrenzenden inneren Oberfläche (11) des Fahrzeugluftreifens (2) angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement (4) ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist und wobei das Dämpfungselement (4) in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen (12) und einem zweiten Volumen (13) des Reifeninnenraums (10) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Felge aufweisend ein entsprechendes Dämpfungselement sowie ein Fahrzeugrad aufweisend eine solche Felge und/oder einen solchen Fahrzeugluftreifen.Aufgabe ist es, Geräuschreduzierung und Kostenaufwand weiter zu verbessern.Dies wird erreicht, indem das Dämpfungselement (4) eine Durchgangsöffnung (14) aufweist, welche das erste Volumen (12) und das zweite Volumen (13) miteinander verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen aufweisend zumindest ein Dämpfungselement zur Geräuschreduzierung, wobei das Dämpfungselement an einer den Reifeninnenraum begrenzenden inneren Oberfläche des Fahrzeugluftreifens angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist und wobei das Dämpfungselement in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen und einem zweiten Volumen des Reifeninnenraums angeordnet ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Felge aufweisend ein entsprechendes Dämpfungselement an ihrer inneren Oberfläche sowie ein Fahrzeugrad aufweisend eine solche Felge und/oder einen solche Fahrzeugluftreifen.
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 170 Hz bis 260 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.
Bekannt ist auch, ein oder mehrere in Umfangsrichtung U begrenzte Schaumstoffstücke als Dämpfungselemente zur Geräuschreduzierung an der inneren Reifenoberfläche anzubringen.
Der Einsatz an geräuschminderndem Material ist dabei kostenintensiv.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Geräuschreduzierung und Kostenaufwand weiter zu verbessern.
Dies wird erreicht, indem das Dämpfungselement eine Durchgangsöffnung aufweist, welche das erste Volumen und das zweite Volumen miteinander verbindet.
Das Dämpfungselement ist in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen und einem zweiten Volumen im Reifeninnenraum angeordnet. Die Ausdehnung des Dämpfungselements ist somit in Umfangsrichtung U begrenzt.
Das Dämpfungselement versperrt zumindest einen Teil des freien Querschnitts des Reifeninnenraums. Hierdurch ist die Ausbreitung von Schallwellen beeinflusst: Die Unterteilung des Reifeninnenraums in Umfangsrichtung U führt zu einer Volumenreduzierung für die einzelnen freien Volumina, in welchen sich der Schall jeweils ungehindert ausbreiten kann. Hierdurch erfolgt eine Wellenlängenanpassung der sich ausbildenden Schallwellen, wodurch eine Umverteilung des Schalldrucks und damit eine Reduzierung von nachteiligen Schalldruckpegelspitzen erwirkt ist. Die Bildung von nachteiligen Resonanzen bei den Wellenlängen der Schalldruckpegelspitzen kann somit verringert werden. Gleichzeitig erwirkt der Einsatz an zur Minderung von Geräuschen geeignetem Material eine Geräuschminderung an sich.
Weiter sind das erste Volumen und das zweite Volumen über die Durchgangsöffnung in dem räumlichen Bereich, in dem sie durch das Dämpfungselement räumlich in Umfangsrichtung U voneinander getrennt sind, miteinander akustisch gekoppelt. Die Durchgangsöffnung erlaubt eine gedämpfte akustische Wechselwirkung zwischen den beiden durch das Dämpfungselement voneinander in Umfangsrichtung U räumlich getrennten Volumina. Durch die Kombination aus räumlicher Trennung sowie Kopplung von erstem und zweitem Volumen ist eine weitere Minderung von Schalldruckpegelspitzen ermöglicht. Der Mechanismus hinter diesem zusätzlichen geräuschmindernden Effekt ist die sogenannte Schallwellendrosselung.
Hierdurch ist eine verbesserte Geräuschminderung bei gleichzeitig geringem Einsatz an zur Minderung von Geräuschen geeignetem Material erwirkt.
Entsprechende Vorteile ergeben sich, wenn ein entsprechendes Dämpfungselement an einer inneren Oberfläche einer Felge angebracht ist.
Entsprechende Vorteile ergeben sich ebenfalls für ein Fahrzeuggrad aufweisend eine Felge und einen auf der Felge montierten erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen.
Im Zuge der Erfindung können Längen und Abstände gemäß den Vorgaben der E.T.R.T.O. zur Reifenmessung gemessen werden. Die Messungen können am unbelasteten Reifen vorgenommen werden, der auf einer Felge, bevorzugt seiner Messfelge, montiert und auf den empfohlenen Reifenluftdruck aufgepumpt ist. Empfehlenswert ist es, wenn der Reifen vor der Messung mindestens 24 Stunden bei Raumtemperatur steht und vor der Messung nochmals der Luftdruck auf den empfohlenen Wert eingestellt wird. Messungen unter Last können unter einer Last gemäß dem Lastindex des Reifens gemessen sein. Die Messungen können unter einer Einfederung statisch auf ebener Platte senkrecht von der Bodenaufstandsfläche zur Rotationsfläche gemessen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Dämpfungselement eine radiale Höhe H von mindestens 20 %, bevorzugt von mindestens 35 %, der Querschnittshöhe Q des Reifens auf.
Für eine besonders effiziente Geräuschreduzierung durch die Kombination aus räumlicher Trennung der beiden Volumina in Umfangsrichtung U und gleichzeitiger gedämpfter Wechselwirkung der beiden Volumina über die Durchgangsöffnung ist es vorteilhaft, dass das Dämpfungselement eine Höhe H von mindestens 20 %, bevorzugt von mindestens 35 %, der Querschnittshöhe Q aufweist. Die Querschnittshöhe Q des Reifens kann dabei die Querschnittshöhe des auf einer Felge, insbesondere einer Nennfelge, aufgezogenen und unter Nenndruck gesetzten Reifens gemäß E.T.R.T.O.-Standard sein. Die Querschnittshöhe kann der in radialer Richtung vorliegende Abstand zwischen einer zur Spitze einer Wulstzehe des Reifens gezogenen Bezugslinie und dem Reifenzenit sein.
Bei einer solchen Höhe betrifft die Versperrung des Reifeninnenraums bzw. die räumliche Trennung der beiden Volumina in Umfangsrichtung U einen genügend großen radialen Anteil des Reifeninnenraums, wodurch der Effekt der Schallwellendrosselung gesteigert ist.
Entsprechende Vorteile ergeben sich, wenn ein entsprechendes Dämpfungselement an einer inneren Oberfläche einer Felge angebracht ist.
Die Querschnittshöhe Q kann dabei die maximale Querschnittshöhe sein, die ein laut Herstellerangaben für diese Felge geeigneter Reifen aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die radiale Höhe H 80 % bis 100 % der Querschnittshöhe Q des Reifens beträgt oder dass die radiale Höhe H zwischen 50 % und 80 % der Querschnittshöhe Q des Reifens.
Bereits ab einer radialen Höhe H 80% der Querschnittshöhe Q ist im montierten Zustand des Reifens auf einer Felge eine weitgehende Versperrung des Reifeninnenraums in radialer Richtung auch ohne Last bzw. abseits einer Abplattung des Reifens beim Durchgang durch die Bodenaufstandsfläche im Betrieb des Reifens.
Bei einer Höhe zwischen 50 % und 80 % der Querschnittshöhe Q kann eine weitgehende Versperrung in radialer Richtung unter Last bzw. im Bereich der Abplattung des Reifens beim Durchgang durch die Bodenaufstandsfläche im Betrieb des Reifens ermöglicht sein. Die Last kann hierbei eine Last gemäß dem Lastindex des Reifens sein.
Hierdurch sind jeweils das erste Volumen und das zweite Volumen noch besser voneinander separiert, wodurch die Unterteilung des Reifeninnenraums sowie die gedämpfte akustische Kopplung der beiden Teilvolumina mittels der Durchgangsöffnung noch effektiver ist.
Entsprechende Vorteile ergeben sich für eine entsprechend ausgestaltete Felge.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das Dämpfungselement über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 80 %, der Gürtelbreite.
Hierdurch ist eine Versperrung über eine große axiale Breite des Reifens ermöglicht.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn das Dämpfungselement dabei über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 80 %, der Gürtelbreite die entsprechende Höhe H aufweist.
Entsprechende Vorteile ergeben sich für eine Felge, wobei sich die Erstreckung des Dämpfungselements auf die Felgenbreite (oftmals auch als Maulbreite bezeichnet) bezieht. Die Felgenbreite wird zwischen den Felgenhörnern gemessen (Innenabstand). Sie befindet sich oftmals in der Felgenbezeichnung und kann in Zoll angegeben sein
Die folgenden Ausführungsbeispiele gelten entsprechend auch für ein oder mehrere an der Felge angebrachte Dämpfungselemente.
Zweckmäßig ist es, wenn die Erstreckung des Dämpfungselements in axialer Richtung aR größer ist als in Umfangsrichtung U. Hierdurch ist bei geringem Materialeinsatz eine verbesserte Versperrung in Umfangsrichtung U ermöglicht.
Bei dem zur Minderung von Geräuschen geeigneten Material kann es sich um poröses Material handeln. Es kann 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. Es kann sich bei dem porösen Material um einen offenzelligen Schaumstoff oder um einen gemischtzelligen Schaumstoff oder um einen geschlossenzelligen Schaumstoff handeln.
Das Dämpfungselement kann ganz oder teilweise aus einem solchen geräuschminderndem Material gebildet sein.
Zweckmäßig ist es, wenn das Dämpfungselement mittels eines Haftmittels an der inneren Oberfläche befestigt ist. Bei dem Haftmittel kann es sich um ein Dichtmittel und / oder 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 Anbringung eines Dämpfungselements an der Felgenoberfläche handelt es sich bevorzugt um Klebemittel.
Bei dem Dichtmittel zur Befestigung des 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 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 bevorzugten Ausführungsform weist die Durchgangsöffnung einen minimalen Querschnitt von 4 mm² bis 100 mm² auf.
Hierdurch ist eine optimale Kopplung bei den relevanten Frequenzen ermöglicht.
Die Durchgangsöffnung kann einen vieleckigen, insbesondere einen rechteckigen, Querschnitt aufweisen. Die Durchgangsöffnung kann auch einen runden, insbesondere ein kreisförmigen oder einen elliptischen, Querschnitt aufweisen.
Der Querschnitt kann dabei entlang einer länglichen Erstreckung der Durchgangsöffnung konstant sein oder sich entlang der länglichen Erstreckung der Durchgangsöffnung ändern.
Eine gute akustische Kopplung sowie eine einfache Produzierbarkeit des Dämpfungselements ergibt sich, wenn die Durchgangsöffnung eine geradlinige Erstreckung aufweist. Die Durchgangsöffnung kann aber auch eine geschwungene oder eine andere Form aufweisen.
Zweckmäßig ist es, wenn eine längliche Erstreckung der Durchgangsöffnung weitgehend parallel zur Umfangsrichtung ausgerichtet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Dämpfungselement mehrere Durchgangsöffnungen auf, wobei mindestens zwei der Durchgangsöffnungen in ihrer Geometrie gleich oder verschieden ausgebildet sind.
Jede Durchgangsöffnung erhöht den Effekt der gedämpften akustischen Wechselwirkung. Eine besonders einfache Ausführungsform ist gegeben, wenn mindestens zwei oder alle Durchgangsöffnung gleich ausgebildet sind. Zumindest zwei Durchgangsöffnungen können sich aber auch in ihrem Querschnitt und/oder ihrer Länge und/oder ihrer Ausrichtung und/oder in ihrem Volumen voneinander unterscheiden. Hierdurch ist die akustische Kopplung der beiden Volumina weiter optimierbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Dämpfungselement mehrere Durchgangsöffnungen auf, wobei sich mindestens zwei der Durchgangsöffnungen in einer radialen Position eines geometrischen Schwerpunkts voneinander unterscheiden.
Hierdurch kann die akustische Kopplung auf unterschiedlicher radialer Höhe erfolgen. Die mittlere radiale Höhe einer Durchgangsöffnung ist die radiale Position des geometrischen Schwerpunkts der Durchgangsöffnung. Insbesondere können die geometrischen Schwerpunkte der Öffnungen der mindestens zwei Durchgangsöffnungen zum ersten Volumen und/oder die geometrischen Schwerpunkte der Öffnungen der mindestens zwei Durchgangsöffnungen zum zweiten Volumen in unterschiedlicher radialer Position angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Oberfläche des Dämpfungselements, welche an das erste Volumen und oder an das zweite Volumen angrenzt, für senkrecht auf die Oberfläche treffende Schallwellen einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 0,80, bevorzugt von mindestens 0,95, besonders bevorzugt von mindestens 0,99, auf, gemessen bei einer Referenzfrequenz von f₀ = 250 Hz.
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. Eine solche Oberfläche verstärkt die akustische Trennung des ersten Volumens und des zweiten Volumens.
Zweckmäßig ist es, wenn die Oberfläche dabei ganz oder teilweise durch eine Membran gebildet ist.
Die Membran 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. Eine solche Membran weist hervorragende Reflexionseigenschaften auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Fahrzeugluftreifen eine Anzahl N = 2, 3, 4 oder mindestens 5 Dämpfungselemente auf, welche in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet angeordnet sind.
Hierdurch ist eine noch bessere Segmentierung des Reifeninnenraums ermöglicht. Bevorzugt sind die Dämpfungselemente in Umfangsrichtung U äquidistant angeordnet.
Zumindest zwei oder alle Dämpfungselemente können in ihrer Geometrie, insbesondere in ihrer radialen Höhe und/oder in ihrer axialen Erstreckung, und oder in der Anzahl, Anordnung, und oder geometrischen Ausgestaltung ihrer zumindest einen Durchgangsöffnung gleich ausgebildet sein.
Zumindest zwei Dämpfungselemente können aber auch in ihrer Geometrie, insbesondere in ihrer radialen Höhe und/oder in ihrer axialen Erstreckung, und oder in der Anzahl, Anordnung, und oder geometrischen Ausgestaltung voneinander verschieden ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Dämpfungselement eine spiralförmige Gestalt mit zumindest einer Windung, welche in den Reifeninnenraum gerichtet ist, auf.
Bei einer Stauchung des Dämpfungselements durch Berührung der Felge wird die Stauchung nicht nur in eine Materialkompression sondern in eine Verformung der zumindest einen Windung übersetzt. Hierdurch ist auf einfache Art und Weise ein Dämpfungselement mit einer großen Höhe H ermöglicht.
Die Erfindung betrifft weiter eine Felge für ein Fahrzeugrad, wobei die Felge ein an ihrer inneren Oberfläche angeordnetes Dämpfungselement zur Geräuschreduzierung aufweist, wobei das Dämpfungselement ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist, wobei das Dämpfungselement in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen und einem zweiten Volumen eines Reifeninnenraums angeordnet ist. Die Felge zeichnet sich dadurch aus, dass das Dämpfungselement eine Durchgangsöffnung aufweist, welche das erste Volumen und das zweite Volumen miteinander verbindet.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeugrad aufweisend eine Felge und einen auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen, wobei Felge und/oder Fahrzeugrad ein entsprechendes Dämpfungselement aufweisen, wobei die radiale Höhe H des Dämpfungselements 50 % bis 120 % des minimalen Abstands von Felge und Reifen unter Last beträgt, wobei der Abstand unter einer Last gemäß dem Lastindex des Reifens im Reifenzenit gemessen ist.
Der Abstand unter einer Last kann gemessen sein unter einer Einfederung statisch auf ebener Platte senkrecht zur Bodenaufstandsfläche.
Bei einer radialen Höhe H von 50% bis 90% ist eine ausreichende Versperrung gewährleistet, wobei auch unter Last keine großen Kräfte auf das Dämpfungselement durch Berührung mit der Felge ausgeübt werden.
Bei einer radialen Höhe H von 91% bis 120 % kann im Betrieb des Reifens ein Kontakt zwischen Dämpfungselement und Felge erfolgen. Das Dämpfungselement kann somit den Reifeninnenraum zumindest bei Einfederung, bevorzugt auch ohne Einfederung, über die gesamte radiale Erstreckung des Reifeninnenraums versperren.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt die

1 einen radialen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugrad aufweisend ein Dämpfungselement;
2 ein Rad mit einem Reifen aufweisend ein Dämpfungselement;
3 ein Rad mit einem Reifen unter einer Last;
4 eine Reifen mit einem Dämpfungselement;
5 ein Rad mit einer Felge aufweisend ein Dämpfungselement.

Die 1 zeigt einen radialen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugrad 100 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 41, 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 41 befindlichen profilierten Laufstreifen 8 und einen zwischen dem Laufstreifen 8 und der Karkasse 41 angeordneten mehrlagigen Gürtel 9, welcher nach radial außen von einer Gürtelbandage 91 bedeckt ist. Es kann sich hierbei um ein Rad 100 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. Reifen 2 und Felge 1 weisen eine den Reifeninnenraum 10 mitbegrenzende innere Oberfläche 11 auf.
Der Fahrzeugluftreifen 2 weist zumindest ein Dämpfungselement 4 zur Geräuschreduzierung auf, wobei das Dämpfungselement 4 an einer den Reifeninnenraum 10 begrenzenden inneren Oberfläche 11 des Fahrzeugluftreifens 2 angeordnet ist und wobei das Dämpfungselement 4 ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist. Das Dämpfungselement 4 ist in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen 12 und einem zweiten Volumen 13 des Reifeninnenraums 10 angeordnet (siehe 2).
Das zur Minderung von Geräuschen geeignete Material kann ein poröses Material, insbesondere ein Schaumstoff, sein. Das Dämpfungselement 4 kann mittels eines Haftmittels, insbesondere eines Dichtmittels oder eines Klebemittels, an der inneren Oberfläche 11 angebracht sein.
Das Dämpfungselement 4 weist eine Durchgangsöffnung 14 auf, welche das erste Volumen 12 und das zweite Volumen 13 miteinander verbindet.
Das Dämpfungselement kann eine radiale Höhe H von mindestens 20 %, bevorzugt von mindestens 35 %, der Querschnittshöhe Q des Reifens 2 aufweisen.
Die Querschnittshöhe Q des Reifens kann dabei die Querschnittshöhe des auf einer Felge, insbesondere einer Nennfelge, aufgezogenen und unter Nenndruck gesetzten Reifens gemäß E.T.R.T.O.-Standard sein. Die Querschnittshöhe kann der in radialer Richtung rR vorliegende Abstand zwischen einer zur Spitze 15 einer Wulstzehe des Reifens gezogenen Bezugslinie 16 und dem Reifenzenit 17 sein.
Die radiale Höhe H kann 80 % bis 100 % der Querschnittshöhe Q des Reifens betragen. Die radiale Höhe H kann auch zwischen 50 % und 80 % der Querschnittshöhe Q des Reifens betragen.
Das Dämpfungselement 4 kann eine axiale Breite 19 von mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 80 %, der Gürtelbreite 20 aufweisen. Das Dämpfungselement 4 kann dabei über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 80 %, der Gürtelbreite 20 die entsprechende Höhe H aufweisen.
Die Erstreckung des Dämpfungselements 4 in axialer Richtung aR kann größer sein als in Umfangsrichtung U.
Der minimale Querschnitt der Durchgangsöffnung kann 4 mm² bis 100 mm² betragen. Die Durchgangsöffnung kann einen vieleckigen, insbesondere einen rechteckigen, Querschnitt aufweisen. Die Durchgangsöffnung kann auch einen runden, insbesondere ein kreisförmigen oder einen elliptischen, Querschnitt aufweisen.
Das Dämpfungselement 4 kann eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 14 aufweisen. Eine Oberfläche 22 des Dämpfungselements 4, welche an das erste Volumen 12 und/oder an das zweite Volumen 13 angrenzt, kann einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 0,80, bevorzugt von mindestens 0,95, besonders bevorzugt von mindestens 0,99, aufweist, gemessen bei einer Referenzfrequenz von f₀ = 250 Hz, aufweisen. Die entsprechende Oberfläche 22 kann dabei ganz oder teilweise durch eine Membran gebildet sein.
Die 2 zeigt ein Fahrzeugrad 100, bevorzugt das in der 1 dargestellte Fahrzeugrad 100, in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung aR. Die radiale Höhe H beträgt 80 % bis 100 % der Querschnittshöhe Q des Reifens. Der Reifeninnenraum ist in radialer Richtung rR weitgehend versperrt. Die Durchgangsöffnung 4 weist eine geradlinige Erstreckung auf, welche weitgehend parallel zur Umfangsrichtung U ausgerichtet ist. Das Dämpfungselement 4 weist mehrere Durchgangsöffnungen 14 auf. Diese können gleich oder verschieden voneinander ausgebildet sein. Die Durchgangsöffnungen unterscheiden sich dabei in ihrer radialen Position des geometrischen Schwerpunkts 21 der jeweiligen Durchgangsöffnung 14 voneinander.
Die 3 zeigt ein Fahrzeugrad 100, bevorzugt das in der 1 dargestellte Fahrzeugrad 100, in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung aR. Das Rad befindet sich unter einer Last, insbesondere unter einer dem Lastindex des Reifens 2 entsprechenden Last. Eine entsprechende Abplattung 18 des Reifens ergibt sich auch beim Durchgang durch die Bodenaufstandsfläche des Reifens im Betrieb des Reifens. Die radiale Höhe H beträgt zwischen 50 % und 80 % der Querschnittshöhe Q des Reifens. Im Bereich der Abplattung 18 erfolgt eine weitgehende Versperrung des Reifeninnenraums in radialer Richtung rR. Der Fahrzeugluftreifen 2 weist eine Anzahl N = 2, 3, 4 oder mindestens 5 Dämpfungselemente 4 auf, welche in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet angeordnet sind.
Die radiale Höhe H kann 50 % bis 120 % des minimalen Abstands 23 von Felge 1 und Reifen 2 unter Last betragen, wobei der Abstand unter einer Last gemäß dem Lastindex des Reifens im Reifenzenit gemessen ist.
Die 4 zeigt einen Fahrzeugluftreifen 2, wobei das Dämpfungselement 4 eine spiralförmige Gestalt mit zumindest einer Windung, welche in den Reifeninnenraum 10 gerichtet ist, aufweist.
Die 5 zeigt ein Fahrzeugrad 100, wobei die Felge 1 ein an ihrer inneren Oberfläche 11 angeordnetes Dämpfungselement 4 zur Geräuschreduzierung aufweist, wobei das Dämpfungselement 4 ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist, wobei das Dämpfungselement 4 in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen 12 und einem zweiten Volumen 13 eines Reifeninnenraums 10 angeordnet ist. Dabei weist das Dämpfungselement 4 eine Durchgangsöffnung 14 auf, welche das erste Volumen 12 und das zweite Volumen 13 miteinander verbindet.
Das Dämpfungselement 4 kann entsprechend einem für einen Reifen 2 beschriebenen Dämpfungselement 4 ausgebildet sein.
Die Querschnittshöhe Q kann dabei die maximale Querschnittshöhe sein, die ein laut Herstellerangaben für diese Felge geeigneter Reifen aufweist. Größen, die sich dabei auf die Gürtelbreite 20 beziehen, können dabei auf die Felgenbreite 24 (oft auch als Maulweite) (siehe 1).
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)

1: Felge
2: Fahrzeugluftreifen
3: Innenschicht
4: Dämpfungselement
41: Karkasse
5: Seitenwand
6: Wulstbereich
7: Wulstkern
8: Laufstreifen
9: Gürtel
91: Gürtelbandage
10: Reifeninnenraum
11: innere Oberfläche
12: erstes Volumen
13: zweites Volumen
14: Durchgangsöffnung
15: Spitze
16: Bezugslinie
17: Reifenzenit
18: Abplattung
19: axiale Abmessung
20: Gürtelbreite
21: geometrischer Schwerpunkt
22: Oberfläche
23: Abstand
24: minimaler Abstand
100: Fahrzeugrad
H: Höhe
Q: Querschnittshöhe
U: Umfangsrichtung
aR: axiale Richtung
rR: radiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007028932 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 10534-2 [0047]

Claims

Fahrzeugluftreifen (2) aufweisend zumindest ein Dämpfungselement (4) zur Geräuschreduzierung, wobei das Dämpfungselement (4) an einer den Reifeninnenraum (10) begrenzenden inneren Oberfläche (11) des Fahrzeugluftreifens (2) angeordnet ist, • wobei das Dämpfungselement (4) ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist, • wobei das Dämpfungselement (4) in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen (12) und einem zweiten Volumen (13) des Reifeninnenraums (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass • das Dämpfungselement (4) eine Durchgangsöffnung (14) aufweist, welche das erste Volumen (12) und das zweite Volumen (13) miteinander verbindet.
Fahrzeugluftreifen (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) eine radiale Höhe H von mindestens 20 %, bevorzugt von mindestens 35 %, der Querschnittshöhe Q des Reifens (2) aufweist.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Höhe H 80 % bis 100 % der Querschnittshöhe Q des Reifens (2) beträgt oder dass die radiale Höhe H zwischen 50 % und 80 % der Querschnittshöhe Q des Reifens beträgt.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Dämpfungselement (4) über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 80 %, der Gürtelbreite (20) erstreckt.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (14) eine minimale Querschnittsfläche von 4 mm² bis 100 mm² aufweist.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) mehrere Durchgangsöffnungen (14) aufweist, wobei mindestens zwei der Durchgangsöffnungen (14) in ihrer Geometrie gleich oder verschieden ausgebildet sind.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) mehrere Durchgangsöffnungen (14) aufweist, wobei sich mindestens zwei der Durchgangsöffnungen (14) in einer radialen Position eines geometrischen Schwerpunkts (21) voneinander unterscheiden.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (22) des Dämpfungselements (4), welche an das erste Volumen (12) und oder an das zweite Volumen (13) angrenzt, für senkrecht auf die Oberfläche treffende Schallwellen einen Schall-Reflexionsgrad von mindestens 0,80, bevorzugt von mindestens 0,95, besonders bevorzugt von mindestens 0,99, aufweist, gemessen bei einer Referenzfrequenz von f₀ = 250 Hz.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugluftreifen (2) eine Anzahl N = 2, 3, 4 oder mindestens 5 Dämpfungselemente (4) aufweist, welche in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet angeordnet sind.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) eine spiralförmige Gestalt mit zumindest einer Windung, welche in den Reifeninnenraum (10) gerichtet ist, aufweist.
Felge (1) für ein Fahrzeugrad (100), wobei die Felge ein an ihrer inneren Oberfläche (11) angeordnetes Dämpfungselement (4) zur Geräuschreduzierung aufweist, wobei das Dämpfungselement (4) ein zur Minderung von Geräuschen geeignetes Material beinhaltet und zur Minderung von Geräuschen geeignet ist, wobei das Dämpfungselement (4) in Umfangsrichtung U räumlich zwischen einem ersten Volumen (12) und einem zweiten Volumen (13) eines Reifeninnenraums angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) eine Durchgangsöffnung (14) aufweist, welche das erste Volumen (12) und das zweite Volumen (13) miteinander verbindet.
Fahrzeugrad (100) aufweisend eine Felge (1) und einen auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen (2), wobei die Felge (1) und/oder der Fahrzeugluftreifen (2) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Höhe H des Dämpfungselements (4) 50 % bis 120 % des minimalen Abstands (24) von Felge (1) und Reifen (2) unter Last beträgt, wobei der Abstand unter einer Last gemäß dem Lastindex des Reifens im Reifenzenit (17) gemessen ist.