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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einer Felge, einem an der Felge angebrachten Reifen und wenigstens einem integrierten Antilärmelement zur Reduzierung von Laufgeräuschen, wobei die Antilärmelemente unterschiedliche Längen aufweisen und röhrenförmig ausgebildet sind, und wobei das eine Röhrenende der Antilärmelemente offen und das andere Röhrenende geschlossen ist.
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Ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einem Antilärmeinbau ist in den Druckschriften
DE 40 01 753 A1 und
DE 43 17 268 A1 beschrieben. Bei der Montage des Reifens auf einer Felge wird dort ein aus elastischem Material bestehender Hüllmantel eingefügt, der im Bereich der Reifenprofilstollen an seinem Mantelumfang schallwellenabsorbierende Rippen aufweist, die an der Reifeninnenwandung anliegen. Zur Halterung weist der Hüllmantel seitliche Bordkanten auf, die mit dem Reifen und der Felge zusammenwirken. Zwischen Hüllmaterial und Reifen ist eine schallwellenabsorbierende Flüssigkeit eingepumpt.
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Eine Felge mit einem Antilärmelement ist darüber hinaus aus der Druckschrift
EP 0 749 853 A1 bekannt. Dabei ist das bandförmig ausgebildete Antilärmelement von außen um den Boden des Felgenbetts gelegt und sind die beiden Enden des bandförmigen Antilärmelements durch ein klammerartiges Spannelement miteinander verbunden.
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Ferner ist in der Druckschrift
DE 195 40 263 C2 eine Vorrichtung zur Verminderung des von einem fahrenden Kraftfahrzeug verursachten Reifen-/Fahrbahngeräuschs geoffenbart. Diese Vorrichtung weist ein das Fahrzeugrad zu einem Teilumfang umgebendes Radgehäuse auf. Dieses Radgehäuse trägt an einem oder an beiden seiner zur Fahrbahnfläche weisenden Enden eine flexible Schürze aus elastischem Material. Die Schürze weist zum Straßenbelag hin offene Hohlräume auf, die in Form von Lambda/4- oder Helmholtzresonatoren ausgebildet sind.
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Aus der gattungsbildenden
WO 1998/35843 A1 ist weiter ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einer Felge bekannt, das einen an der Felge angebrachten Reifen und integrierte Antilärmelemente zur Reduzierung von Laufgeräuschen aufweist, wobei die Antilärmelemente röhrenförmig ausgebildet sind und wobei bei den Antilärmelementen das eine Röhrenende offen und das andere Röhrenende geschlossen ist. Konkret handelt es sich hierbei um ein schlauch- bzw. röhrenförmiges Antilärmelement, das aus vier in Umfangsrichtung der Felge bzw. des Rades hintereinanderliegenden Schlauch- bzw. Rohrteilstücken zusammengesetzt ist, die jeweils eine Eintrittsöffnung aufweisen und die voneinander mittels einzelner Trennwände voneinander abgetrennt sind. Insgesamt ist ein derartiger Aufbau jedoch hinsichtlich seiner Herstellung und auch bezüglich des Bauteilaufwands relativ aufwendig.
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Weiter zeigt die
WO 1996/23294 A1 einen Lambda/4-Schallabsorber aus einer Vielzahl von einzelnen röhrchenförmigen Resonatoren, deren Schallöffnungen an eine gemeinsame Fläche angrenzen und derart verteilt sind, dass die Wechselwirkungszonen dieser einzelnen Schallöffnungen möglichst flächendeckend verteilt sind und gleichzeitig nicht wesentlich überlappen. Derartige Schallabsorber sollen in unmittelbarer Nähe zum Motor und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden oder aber auch an die Innenfläche der Strukturwände der Fahrzeugkarosserie bzw. eines Türblechs oder einer Türverkleidung aufgeklebt werden.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Rad für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei dem mit mehreren integrierten Antilärmelementen auf baulich einfache Weise eine deutliche Reduzierung der bei einer Frequenz von ca. 70 bis 600 Hz liegenden Laufgeräusche bewirkt werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 ist ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einer Felge, einem an der Felge angebrachten Reifen, und in das Rad integrierten Antilärmelementen zur Reduzierung von Laufgeräuschen vorgesehen, wobei die Antilärmelemente unterschiedliche Längen aufweisen und röhrenförmig ausgebildet sind, und wobei das eine Röhrenende der Antilärmelemente offen und das andere Röhrenende geschlossen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jeweils mehrere in Radachsrichtung nebeneinanderliegende Antilärmelemente zu einer Gruppe zusammengefasst sind, wobei die einen, offenen oder geschlossenen Röhrenenden dieser Gruppe von Antilärmelementen jeweils auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet und die jeweils anderen, dann entsprechend umgekehrt geschlossenen oder offenen Röhrenenden dieser Gruppe von Antilärmelementen jeweils auf verschiedenen Höhen versetzt zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten ist, wenn mehrere Antilärmelemente zu einer Gruppe zusammengefasst sind, wobei die einen offenen Röhrenenden der Gruppe von Antilärmelementen jeweils nebeneinander und die anderen geschlossenen Röhrenenden der Gruppe von Antilärmelementen jeweils versetzt zueinander angeordnet sind, eine günstige Unterbringung der offenen Röhrenenden ohne störende Abdeckung durch andere Antilärmelemente realisiert. Natürlich könnten aber auch die offenen Röhrenenden versetzt zueinander und die geschlossenen Röhrenenden nebeneinander angeordnet sein.
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Weiter erfindungsgemäß sind zwei Gruppen von röhrenförmig ausgebildeten Antilärmelementen vorgesehen, welche Gruppen bezüglich der Achse des Rades einander gegenüberliegend angeordnet sind. Durch dieses Merkmal lassen sich auch mehrere Antilärmelemente innerhalb des Rades am Felgenbett und/oder an der Lauffläche des Reifens unterbringen, ohne dass dabei eine zu starke Unwucht auftritt. Dadurch, dass die erfindungsgemäßen Antilärmelemente unterschiedliche Längen aufweisen, können sie durch Resonanzabsorption auch größere Frequenzbereiche der Fahrbahngeräusche und/oder Reifenabrollgeräusche kompensieren.
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Durch die röhrenförmige Ausbildung des wenigstens einen Antilärmelements mit einem geschlossenen Ende, ist innerhalb des Rades ein Resonanzraum geschaffen, der auf besonders günstige Art und Weise dazu geeignet ist, unerwünschte Laufgeräusche zu kompensieren, die durch die Fahrbahnbeschaffenheit beziehungsweise durch das Abrollen der Reifen erzeugt werden. Zudem sind solche Antilärmelemente kostengünstig herstellbar.
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Vorteilhaft ist das wenigstens eine Antilärmelement stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig an der Felge und/oder am Reifen des Rades angeordnet. Dabei ermöglicht zum Beispiel die Anordnung von metallischen Antilärmelementen am Boden des Felgenbetts eine besonders zuverlässige Verbindung, die durch einstückiges Gießen oder Schweißen hergestellt werden kann, während zum Beispiel die Anordnung von elastischen Antilärmelementen an der Innenwandung der Lauffläche des Reifens, die durch Anvulkanisieren hergestellt werden kann, aufgrund des dort großzügig vorhandenen Bauraumes sehr günstig ist, so dass die Montage des Reifens auf der Felge auch bei der Verwendung mehrerer Antilärmelemente nicht beeinträchtigt wird. Bei den beispielhaft erwähnten Anordnungen können. Spannelemente oder speziell ausgebildete Felgen- und Reifenränder zur Fixierung der röhrenförmigen Antilärmelemente weitgehend vermieden werden. Natürlich können die röhrenförmigen Antilärmelemente aber auch mittels solcher separater Befestigungselemente nachträglich am Rad befestigt werden.
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Besonders bevorzugt besitzen die Antilärmelemente im Wesentlichen kreisförmige Querschnitte, wobei die Summe der Querschnitte ca. einem Drittel des Querschnittes des Hohlraumes zwischen der Felge und dem Reifen entspricht, denn diese Geometrie ist zur Unterbringung eines maximalen Querschnittes und somit zur Erzielung einer effektiven Schallwellenabsorption optimal.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Längen der Antilärmelemente auf die Wellenlängen der Maxima des charakteristischen Geräuschspektrums des Rades abgestimmt. Zweckmäßig entsprechen die Längen der Antilärmelemente dabei jeweils einem Viertel der Wellenlängen von ausgewählten Frequenzmaxima des charakteristischen Geräuschspektrums mit hohem Schallpegel. Damit sind die Schallpegel dieser Frequenzmaxima um bis zu 50% reduzierbar.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
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1 Ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einer Felge und einem Reifen;
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2 eine entlang der Linie II-II' geschnittene Darstellung des Rades aus 1 in einer ersten Ausführungsform;
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3 eine entlang der Linie III-III' geschnittene Darstellung des Rades gemäß der ersten Ausführungsform;
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4 eine entlang der Linie IV-IV' geschnittene Darstellung des Rades aus 1 in einer zweiten Ausführungsform; und
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5 eine entlang der Linie V-V' geschnittene Darstellung des Rades gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Das in 1 gezeigte Rad 1 für ein Kraftfahrzeug besteht aus einer Felge 2, einem daran montierten Reifen 3 sowie wenigstens einem darin integrierten Antilärmelement 4 zur Reduzierung von Laufgeräuschen.
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Die Felge 2 setzt sich aus einer topfförmigen Felgenschüssel 5 und einem rinnenförmigen Felgenbett 6 mit einem im Wesentlichen ebenen Felgenboden 7, zwei seitlichen Felgenschultern 8 und zwei endständigen Felgenrändern 9 zusammen. Der Reifen 3 besteht aus einer profilierten Lauffläche 10 mit zwei seitlichen Reifenrändern 11.
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Zur Befestigung der Felge 2 an einem nicht dargestellten Achskörper des Kraftfahrzeugs sind in der Felgenschüssel 5 eine Zentrieröffnung 12 sowie eine Anzahl von Montageöffnungen 12' vorgesehen, durch welche Achsbolzen bzw. Radschrauben hindurchgreifen können. Und zur Montage des Reifens 3 auf der Felge 2 werden die Felgenränder 9 beim Aufpumpen des Reifens 3 von den korrespondierenden Reifenrändern 11 hintergriffen.
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Gemäß der in den 2 und 3 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung ist eine Anzahl von röhrenförmigen Antilärmelementen 4, die am einen Röhrenende 13 offen und am anderen Röhrenende 13' geschlossen sind und die einen gleichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen am Felgenbett 6 angeordnet. Die Antilärmelemente 4 sind zu zwei Gruppen vier Stück zusammengefasst und an einander gegenüberliegenden Seiten des Felgenbodens 7 in Umfangsrichtung verlaufend positioniert. Bei dieser ersten Ausführungsform werden die Antilärmelemente 4 mittels an das Felgenbett 6 angegossener Metallröhren gebildet. Der Querschnitt der röhrenförmigen Antilärmelemente 4 ist dabei verhältnismäßig gering, da stets eine einwandfreie Montierbarkeit des Reifens 3 auf der Felge 2 gewährleistet sein muss. Die Montierbarkeit kann jedoch auch dadurch sichergestellt werden, dass der Boden 7 der Felge 2 für die röhrenförmigen Antilärmelemente 4 nicht dargestellte Vertiefungen aufweist. In einer weiteren Alternative kann die Montierbarkeit auch mittels separater Befestigungselemente gewährleistet werden, die zum Beispiel schellenartig ausgebildet sind. Die Längen der einzelnen Antilärmelemente 4 entsprechen einem Viertel der Wellenlängen verschiedener Frequenzmaxima des Geräuschspektrums mit hohem Schallpegel, so dass in diesen Frequenzbereichen eine besonders wirkungsvolle Resonanzabsorption erreicht wird.
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Und gemäß der in den 4 und 5 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung sind an der Innenwandung der Lauffläche 10 des Reifens 3 vier röhrenförmig ausgebildete Antilärmelemente 4 angeordnet, die ebenfalls am einen Röhrenende 13 offen und am anderen Röhrenende 13' geschlossen sind und jeweils einen gleichen Querschnitt aufweisen. Diese Antilärmelemente 4 sind zu einer Gruppe zusammengefasst. Die Längen der einzelnen Antilärmelemente 4 entsprechen auch in der zweiten Ausführungsform jeweils einem Viertel von ausgewählten Maxima des charakteristischen Geräuschspektrums des Rades 1, so dass die Antilärmelemente 4 sogenannte Lambda/4-Resonatoren bilden. Die Antilärmelemente 4 sind aus einem schlauchartigen. Gummimaterial gebildet, welches an die Innenwandung der Lauffläche 10 des Reifens 3 anvulkanisiert ist.
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In beiden gezeigten Ausführungsformen sind die unterschiedlich langen Antilärmelemente 4 in Umfangsrichtung des Rades 1 parallel zueinander angeordnet, wobei die einen offenen Röhrenenden 13 der Gruppe von Antilärmelementen 4 jeweils auf gleicher Höhe nebeneinander und die anderen geschlossenen Röhrenenden 13' der Gruppe von Antilärmelementen 4 jeweils auf verschiedenen Höhen versetzt nebeneinander angeordnet sind. Eine solche Gruppe von Antilärmelementen 4 weist insgesamt einen Querschnitt auf, der ca. einem Drittel des Querschnittes des Hohlraumes 14 zwischen der Felge 2 und dem Reifen 3 entspricht.
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Natürlich können die gezeigten Ausführungsformen auch miteinander kombiniert sein, so dass bei einem Rad 1 die Antilärmelemente 4 sowohl an der Felge 2 als auch an der Lauffläche des Reifens 3 vorgesehen sind.
