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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Helmholtz-Resonator für ein Fahrzeugrad und insbesondere einen Helmholtz-Resonator für ein Fahrzeugrad, welcher in der Lage ist, eine akustische Resonanz, welche von Reifen während einer Fahrt des Fahrzeugs erzeugt wird, durch Verwenden einer Radkappe, welche an einer Außenfläche des Fahrzeugrads montiert ist und darin eine innere Kammer aufweist, zu absorbieren.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Im Allgemeinen vibriert, wenn ein Fahrzeug fährt, eine Seitenwand eines Reifens durch eine Vibration des Reifens aufgrund einer Straßenoberfläche. Aufgrund der Vibration der Seitenwand wird eine Resonanz in dem Innenraum des Reifens erzeugt und eine akustische Resonanz in einem Frequenzbereich von 200 Hz bis 300 Hz wird aufgrund der Resonanz erzeugt.
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Die akustische Resonanz, welche auf diese Weise erzeugt worden ist, wird auf die Fahrzeugkarosserie durch das Fahrgestellsystem (Chassis-System) des Fahrzeugs übertragen und wird schließlich auf einen Fahrgast in dem Fahrzeuginnenraum übertragen, wodurch eine Fahrqualität beeinträchtigt wird.
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Als Strukturen zum Verringern einer akustischen Resonanz, die auf einen Fahrzeuginnenraum übertragen wird, gibt es eine Struktur, in welcher ein Resonanzrohr, welches gesondert angefertigt ist, an einem Rand bzw. einer Felge montiert ist, welcher ein Rad bildet, und eine Struktur, in welcher ein Resonanzrohr in einem Querschnitt eines Rades durch Radreibschweißen gebildet ist.
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Jedoch gibt es, da die Struktur, in welcher ein gesondert angefertigtes Resonanzrohr an einem Randabschnitt bzw. einem Felgenabschnitt eines Rades montiert ist, einen speziellen Kopplungsprozess, wie etwa Schweißen, erfordert, um das Resonanzrohr anzukoppeln, Nachteile hinsichtlich eines erhöhten Arbeitsaufwandes und erhöhter Herstellungskosten. Die Struktur, in welcher ein Resonanzrohr in einem Querschnitt eines Rades durch Radreibschweißen bzw. Reibschweißen gebildet ist, hat einen Nachteil eines übermäßigen Anstiegs der Herstellungskosten aufgrund des Fahrzeugradreibschweißens.
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Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt enthaltenen Informationen dienen lediglich einem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollen nicht als ein Anerkenntnis oder als irgendeine Form von Anregung aufgefasst werden, dass diese Informationen den einem Fachmann in dem technischen Gebiet bereits bekannten Stand der Technik bilden.
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Kurzinhalt
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind gerichtet auf ein Bereitstellen eines Helmholtz-Resonators für ein Fahrzeugrad, welcher dazu eingerichtet ist, eine akustische Resonanz durch Verwenden einer Radkappe zu absorbieren, die eine innere Kammer aufweist und an einer Außenfläche eines Rades montiert ist, und welcher dazu eingerichtet ist, einfach montiert zu werden und insbesondere mit der Montage verbundene Kosten erheblich zu verringern.
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Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung können die vorangehenden und andere Ziele durch die Bereitstellung eines Helmholtz-Resonators für ein Fahrzeugrad erzielt werden, welcher aufweist: eine Radkappe, die eng an einem Fahrzeugrad von einer Außenseite des Fahrzeugrads montiert ist und eine innere Kammer in der Fahrzeugradkappe aufweist, und ein Verbindungsrohr, welches sich durch das Fahrzeugrad erstreckt, wobei das Verbindungsrohr an einem ersten Endabschnitt davon mit der inneren Kammer in der Fahrzeugradkappe verbunden ist und an dem anderen Endabschnitt davon mit einem Hohlraum (Kavität) verbunden ist, welcher zwischen dem Fahrzeugrad und einem Reifen, welcher dazu eingerichtet ist, an das Fahrzeugrad gekoppelt zu werden, definiert ist.
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Der Helmholtz-Resonator für ein Fahrzeugrad kann ferner ein Verbindungselement (Kopplungselement) aufweisen, welches an den anderen Endabschnitt des Verbindungsrohrs gekoppelt ist, welcher in den Hohlraum vorstehend gebildet ist, um zu verhindern, dass die Fahrzeugradkappe von dem Fahrzeugrad getrennt wird.
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Der andere Endabschnitt des Verbindungsrohrs, welcher in den Hohlraum vorstehend gebildet ist, kann an einer Außenumfangsfläche davon mit einem Gewindeabschnitt montiert sein und das Kopplungselement kann eine Mutter sein, welche mit dem Gewindeabschnitt des Verbindungsrohrs in Eingriff steht, um eine Luftdichtigkeit zwischen dem Kopplungselement und dem Verbindungsrohr aufrechtzuerhalten.
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Die Fahrzeugradkappe kann an einer Speiche, welche das Fahrzeugrad bildet, von einer Außenseite des Fahrzeugrads eng montiert sein.
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Ein Anpassungsloch kann durch einen Abschnitt des Fahrzeugrades gebildet sein, an welchem eine Speiche und ein Felgenabschnitt bzw. Randabschnitt des Fahrzeugrades miteinander verbunden sind, wobei der eine Endabschnitt des Verbindungsrohrs integral mit der Fahrzeugradkappe verbunden sein kann und der andere Endabschnitt des Verbindungsrohrs in dem Hohlraum durch das Anpassungsloch freigelegt sein kann, wenn die Fahrzeugradkappe eng an dem Fahrzeugrad von einer Außenseite des Fahrzeugrads montiert ist.
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Wenn das Kopplungselement mit dem Gewindeabschnitt des Verbindungsrohrs in Eingriff steht, kann das Kopplungselement in engen Kontakt mit einem Felgenabschnitt bzw. Randabschnitt des Fahrzeugrads gebracht werden und kann in Position gehalten werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen andere Merkmale und Vorteile auf, welche ersichtlich werden oder detaillierter dargelegt werden in den beigefügten Zeichnungen, welche hier aufgenommen sind, und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Helmholtz-Resonators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, welche beispielhaft den in 1 gezeigten Helmholtz-Resonator veranschaulicht, welcher montiert ist.
- 3 ist eine Perspektivansicht eines Rades, in welchem ein Anpassungsloch zum Montieren des Helmholtz-Resonators gebildet ist.
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Es sollte verständlich sein, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern dass sie eine gewissermaßen vereinfachte Darstellung zahlreicher Merkmale sind, welche die grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die hier aufgenommenen speziellen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich beispielsweise spezieller Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
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In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf dieselben oder auf äquivalente Abschnitte der vorliegenden Erfindung in den zahlreichen Figuren der Zeichnungen.
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Detaillierte Beschreibung
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Bezug wird nun im Detail auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) genommen, von welcher/welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgend beschrieben sind. Während die vorliegende(n) Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wird/werden, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die vorliegende(n) Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die vorliegende(n) Erfindung(en) ist/sind im Gegenteil dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abzudecken, sondern ebenso zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, enthalten sein können.
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Bezug wird nun im Detail auf einen Helmholtz-Resonator für ein Fahrzeugrad gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genommen, von welchem ein Beispiel in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist.
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Wie in 1, 2 und 3 veranschaulicht, weist der Helmholtz-Resonator für das Fahrzeugrad gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: eine Radkappe 100, welche eng an einem Rad 10 von der Außenseite davon (außen) montiert ist und eine innere Kammer 110 aufweist, die eine vorgegebene Größe hat, ein Verbindungsrohr 200, welches sich durch das Fahrzeugrad 10 erstreckt, welches an einem ersten Endabschnitt davon mit der inneren Kammer 110 in der Fahrzeugradkappe 100 und an dem anderen Endabschnitt davon mit einem Hohlraum 30, welcher zwischen dem Fahrzeugrad 10 und einem Reifen 20 definiert ist, verbunden ist, und ein Kopplungselement 300, welches an den anderen Endabschnitt des Verbindungsrohrs 200 gekoppelt ist, welcher in den Hohlraum 30 vorsteht, um eine Trennung der Fahrzeugradkappe 100 von dem Fahrzeugrad 10 zu verhindern.
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Das Fahrzeugrad (beispielsweise das Aluminiumfahrzeugrad) 10, welches eine Komponente ist, an welche der Reifen 20 gekoppelt ist, weist auf: eine zentrale Nabe 11, eine Felge 12, welche den Außenumfangsabschnitt des Fahrzeugrads 10 definiert, und eine Mehrzahl von Speichen 13, welche die Felge 12 mit der Nabe 11 verbinden. Der Reifen 20 ist an die Felge 12 gekoppelt und bildet den Hohlraum 30, welcher ein vorgegebenes Volumen aufweist, zwischen der Felge 12 des Fahrzeugrads 10 und dem Reifen 20.
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Dementsprechend ist die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu eingerichtet, eine akustische Resonanz, welche in dem Reifen 20 während eines Fahrens des Fahrzeugs erzeugt wird, durch Verwenden der Fahrzeugradkappe 100, welche die innere Kammer 110 aufweist, des Verbindungsrohrs 200, welches die innere Kammer 110 in der Fahrzeugradkappe 100 mit dem Hohlraum 30 in dem Reifen 20 verbindet, und des Kopplungselements 300 zu verringern.
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Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der andere Endabschnitt des Verbindungsrohrs 200, welcher in den Hohlraum 30 vorstehend gebildet ist, an der Außenumfangsfläche davon mit einem Gewindeabschnitt 210 bereitgestellt und das Kopplungselement 300 ist als eine Mutter ausgeführt, welche mit dem Gewindeabschnitt 210 des Verbindungsrohrs 200 in Eingriff steht, um eine Luftdichtigkeit zwischen dem Kopplungselement 300 und dem Verbindungsrohr 200 aufrechtzuerhalten.
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Dementsprechend ist, wenn das Kopplungselement 300, welches als eine Mutter ausgeführt ist, mit dem Gewindeabschnitt 210 des Verbindungsrohrs 200 in Eingriff steht, die Fahrzeugradkappe 100, welche die innere Kammer 110 aufweist, eng an die Außenfläche des Fahrzeugrads 10 gekoppelt. Somit existieren, da keine Notwendigkeit besteht, einen zusätzlichen Prozess zum Montieren der Fahrzeugradkappe 100 an das Fahrzeugrad 10 bereitzustellen, Vorteile hinsichtlich einer vereinfachten Montage der Fahrzeugradkappe 100 und einer erheblichen Verringerung von Kosten, welche mit der Montage der Fahrzeugradkappe 100 verbunden sind.
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Eine Luftdichtigkeit kann zwischen dem Kopplungselement 300, welches als eine Mutter ausgeführt ist, und dem Verbindungsrohr 200 aufrechterhalten werden. Die Luftdichtigkeit bietet den Vorteil einer effizienteren Verringerung einer akustischen Resonanz.
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Die Fahrzeugradkappe 100, welche eng an dem Fahrzeugrad 10 von der Außenseite montiert ist, kann eng an den Speichen 13, welche das Fahrzeugrad 10 bilden, montiert sein. Die Fahrzeugradkappe 100 kann derart montiert sein, dass sie in dem Raum zwischen benachbarten Speichen 13 montiert ist. Daher ist es möglich zu verhindern, dass die transversale Breite des Fahrzeugrads 10 aufgrund der Fahrzeugradkappe 100 übermäßig zunimmt.
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Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist ein Anpassungsloch 400 durch den verbundenen Abschnitt des Fahrzeugrads 10 gebildet, an welchem die Speiche 13 und die Felge 12 des Fahrzeugrads 10 miteinander verbunden sind (an welchem der externe Umfangsabschnitt der Speiche und der externe Endabschnitt der Felge miteinander verbunden sind). Der eine Endabschnitt des Verbindungsrohrs 200 ist integral an die Fahrzeugradkappe 100 durch ein Verfahren, etwa durch Schweißen, gekoppelt. Wenn die Fahrzeugradkappe 100 eng an das Fahrzeugrad 10 von der Außenseite gekoppelt wird, wird der andere Endabschnitt des Verbindungsrohrs 200 in den Hohlraum 30 durch das Anpassungsloch 400 eingeführt, um im Innenraum des Hohlraums 30 freigelegt zu sein. Anschließend wird das Kopplungselement 300, welches eine Mutter aufweist, in Gewindeeingriff mit dem anderen Endabschnitt des Verbindungsrohrs 200 mit dem Ergebnis gebracht, dass die Fahrzeugradkappe 100 eng an dem Fahrzeugrad 10 von der Außenseite montiert ist.
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Da das Kopplungselement 300, welches eine Mutter (z.B. Schraubenmutter) aufweist bzw. als Mutter ausgebildet ist, in Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt 210 des Verbindungsrohrs 200 steht, ist das Kopplungselement 300 eng an der Felge 12 befestigt, welche das Fahrzeugrad 10 bildet, und ist an dieser gesichert. Daher ist das Kopplungselement 300 dazu eingerichtet, in dem sicher gekoppelten Zustand gehalten zu werden.
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Die Fahrzeugradkappe 100 und das Verbindungsrohr 200 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können aus zahlreichen Materialien, wie etwa aus Aluminium, Kunststoff oder dergleichen, gebildet sein. Das Verbindungsrohr 200 kann ebenso ein einzelnes Verbindungsrohr oder zwei oder mehrere Verbindungsrohre aufweisen.
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Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, hat die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sie dazu eingerichtet ist, eine akustische Resonanz bzw. Schallresonanz, die in dem Reifen 20 erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, durch Verwenden der Fahrzeugradkappe 100, welche die innere Kammer 110 aufweist, des Verbindungsrohrs 200, welches die innere Kammer 110 in der Fahrzeugradkappe 100 mit dem Hohlraum 30 in dem Reifen 20 verbindet, und des Kopplungselements 300, zu verringern.
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Darüber hinaus ist die vorliegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart ausgestaltet, dass, wenn das Kopplungselement 300, welches als eine Mutter ausgebildet ist, in Gewindeeingriff mit dem Endabschnitt des Verbindungsrohrs 200 steht, welches in den Hohlraum 30 vorstehend gebildet ist, die Fahrzeugradkappe 100, welche die innere Kammer 110 aufweist, eng an der Außenfläche des Fahrzeugrades 10 gekoppelt ist. Daher gibt es, da keine Notwendigkeit besteht, einen zusätzlichen Prozess zum Montieren der Fahrzeugradkappe 100 an das Fahrzeugrad 10 bereitzustellen, Vorteile hinsichtlich einer erleichterten Montage der Fahrzeugradkappe 100 und einer erheblichen Verringerung von Kosten, welche mit der Montage der Fahrzeugradkappe 100 verbunden sind.
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Zur Vereinfachung der Erklärung und für eine akkurate Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer/obere/oberes“, „unterer/untere/unteres“, „innen-“, „außen-“, „oben“, „unten“, „nach oben“, „nach unten“, „vorder-“, „hinter-“, „hinten“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „innerhalb“, „außerhalb“, „innerer/innere/inneres“, „äußerer/äußere/äußeres“, „nach vorne“ und „nach hinten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen durch Bezugnahme auf die Positionen derartiger Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben. Es wird ferner verständlich sein, dass der Begriff „verbunden“ oder Abwandlungen davon sich sowohl auf eine direkte als auch eine indirekte Verbindung bezieht.
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Die vorangehende Beschreibung spezieller beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie ist nicht dazu vorgesehen, abschließend zu sein oder die vorliegende Erfindung auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, wobei offensichtlich zahlreiche Modifikationen und Variationen im Lichte der vorangehenden Lehren möglich sind. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um andere Fachleute in die Lage zu versetzen, zahlreiche beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verwirklichen und zu verwenden, ebenso wie zahlreiche Alternativen und Abwandlungen davon. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
