DE3328519A1

DE3328519A1 - Schallschutzschirm

Info

Publication number: DE3328519A1
Application number: DE19833328519
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr.rer.nat. 8000 München Bschorr; Anton Dipl.-Phys. 8014 Neubiberg Wolf
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1983-08-06
Filing date: 1983-08-06
Publication date: 1985-02-21
Also published as: DE3328519C2

Description

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 25.07.1983

GESELLSCHAFT BT01 Im/w

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG 9415 MiMCHEN

SCHALLSCHUTZSCHIRM

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallschutzschirm, insbesondere für ein Fahrzeugrad, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Schallschutzschirme dieser Art (DE-OS 30 20 849) zur Verringerung des insbesondere -von Kraft-oder Schienenfahrzeugrädern abgestrahlten Lärms bestehen aus einer Tielzahl von zum Schirmrand hin einseitig offenen, nebeneinanderliegenden Resonator-Hohlräumen, die im Bereich der Resonanz,

einen steilen lnpedanzeinbruch und eine über die geometrischen Abmessungen des Schallschutzschirms hinausreichende Abschirmwirkung aufweisen. Für eine Erweiterung des wirksamen Frequenzbereiches müssen jeweils mehrere, auf unterschiedliche Eigenfrequenzen abgestufte Resonatoren in Schallstrahlrichtung hintereinandergereiht werden, wodurch jedoch einerseits immer noch mehr oder weniger breitbandige Frequenzbereiche zwischen den Eigenfrequenzen der einzelnen Resonatoren ausgespart bleiben und sich andererseits der Herstellungsaufwand und das Einbauvolumen eines solchen Schallschutzschirms beträchtlich erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schallsehutζschirm nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß unter Beibehalt einer überhöhten Reichweite und mit geringem Bauaufwand

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und-volumen ein lückenlos breitbandiges Schallabsorptionsverhalten zu erzielen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Schallschutzschirm gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben.

Aufgrund der speziellen, konvergierenden Raumfonn, verbunden mit dem schallabsorbierenden Abschluß am inneren, verjüngten Hohlraumende ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Schallschutzschirm an jedem einzelnen Hohlraum trotz einer begrenzten Hohlraumlänge ein über einen breiten Frequenzbereich wirksamer, ausgeprägter Impedanz·einbruch und somit ein breitbandiges, über die geometrische Schirmbegrenzung hinausreichende"s Schallabsorbtionsverhalten, wobei die untere G-renzfrequenz, an der diese Schallabsorbtionswirkung einsetzt, durch die Länge und den Öffnungsquerschnitt der einzelnen Hohlräume vorgegeben wird. So läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Schallschutzschirm über das gerade für den Straßenverkehrslärm kritische Frequenzband von 1 000 bis 3 000 Hz eine Lärmreduktion von 3 bis 5 dB (A) erzielen. Wegen der breitbandigen Dämpfungswirkung jedes einzelnen Hohlraumes ist es nicht mehr erforderlich, mehrere, unterschiedlich dimensionierte Resonatoren in Schallstrahlrichtung hintereinander zu reihen, was neben einer erheblichen baulichen Vereinfachung den Vorteil hat, daß der Schallschutzschirm sehr flach ausgebildet werden kann und daher ohne weiteres als mitro_Üerende Schallschutzscheibe -auch nachträglich- von außen auf ein Fahrzeugrad, insbesondere ein Autorad, dadurch zu montieren ist, daß er ebenso einfach wie eine herkömmliche Radzierblende auf die Radfelge aufgesteckt wird (Ansprüche 5, 11).

Um nicht nur am inr.rrer. Hohlraumonde, sondern aus Gründen einer verbesserten Absorptionswirkung am gesamten Hohlraum eine Schall-

dämpfung zu erreichen, ist die Hohlraum-Innenfläche vorzugsweise vollständig schallweich ausgekleidet (Anspruch 2) oder die die Hohlräume begrenzenden Wandbereiche "bestehen aus einem schalldämpfenden Material (Anspruch 3), das im Falle einer am Fahrzeugrad befestigten Schallschutzscheibe vorzugsweise (Anspruch 9) zusätzlich elastisch, also zum Schutz gegen Beschädigungen stoßunempfindlich und verwindungsweich ist. Hierfür am besten geeignet ist poröser Gummi oder Kunststoff.

Die Hohlräume sind vorzugsweise sich exponentiell verjüngend ausgebildet, jedoch hat sich erwiesen, daß selbst mit einer wesentlich einfachereen Hohlraumgeometrie, nämlich einer solchen mit ebenen keilförmig konvergierenden Begrenzungswänden, eine nahezu ebenso gute Breitband-Schallabsorption erhalten wird.(Anspruch 2).

Aus fertigungstechnischen Gründen ist der Schallschu .schirm zweckmäßigerweise doppelwandig mit zwei ebenen Außenwänden und einer gemeinsam mit diesen die Hohlräume begrenzenden, zwischen die Außenwände eingeklebten Innenstruktur ausgebil det (Anspruch 6), wobei die Innenstruktur entweder ein entsprechend der Raumform der Hohlräume eingeschnittener Innenkern ist (Anspruch 7), oder aus senkrecht zu den Außenwänden zwischen diese eingeklebten Stegen besteht (Anspruch 8), wo-. durch es möglich ist, in einer relativ schmalen, äußeren Ringzone einer Schallschutzscheibe eine Vielzahl/in Scheibenumfangsrichtung dicht nebeneinanderliegenden Hohlräumen mit vergleichsweise großer Hohlraumlänge unterzubringen.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung schließlich ist am äußeren Scheibenrand auf der dem Fahrzeugrad abgewandten Seite eine die Hohlraumöffnungen jeweils fliehkraftabhängig freigebende Dichtlippe angeordnet (Anspruch 10), durch die einerseits bei höherer Raddrehzahl der zwischen dem äußeren

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Scheibenrand und der Radaufstandsfläche vorhandene Spalt im Hinblick auf einen verbesserten Schallschutz nach außen geschlossen und andererseits bei stillstehendem oder langsam rotierenden* Fahrzeugrad einem Eindringen von Schmutz ο der sonstigen Verunreinigungen in die Hohlräume wirksam begegnet wird.

Die Erfindung wird nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

5"ig. 1 einen schematischen Schnitt einer Schallschutzscheibe in Verbindung mit einem Autorad;

Pig. 2 eine ebenfalls schematische, teilweise gebrochene Teilansicht der Schallschutzscheibe gemäß Pig. 1;

Pig, 3 eine der Pig. 2 entsprechende Darstellung eines · weiteren Ausführungsbeispiels; und

Pig. 4 eine der Pig. 2 entsprechende Teilansicht eines dritten Ausführungsbeispiels mit schaufeiförmig gebogenen Hohlraum-Begrenzungs st egen.

Der gezeigte Schallschutzschirm dient zur Verringerung des von einem Autoreifen 2 abgestrahlten lärms und ist zu diesem Zweck als von außen auf das Autorad 4 aufsteckbare Schallschutzscheibe 6 ausgebildet, die nach Art einer Radzierblende üiier an der Scheibe 6 verankerte Klemmfedern 8 an der Radfelge 10 lösbar befestigt wird.

Die Schallschutzscheibe β überdeckt den Autoreifen 2 auf der Außenseite möglichst weitreichend und nahe bis zur Reifenlauffläche 12, jedoch sind der Scheibendurchmesser und der seitliche Abstand zum Reifen 2 so groß gewählt, daß die Scheibe 6 noch ein ungehindertes Überfahren von Fahrbahn -Unebenheiten gestat-

tet. Im mittleren Bereich ist die Scheibe 6 von in ümfangsrichtung nebeneinanderliegenaen uelüftungs-bzw. Mcntageöffnun gen 14 durchsetzt.

Im Bereich der äußeren, den Reifen 2 übergreifenden Scheibenringzone 16 befinden sich eine Vielzahl von in Umfangsrichtung dicht aufeinanderfolgenden, zum äußeren Scheibenrand einseitig offenen Hohlräumen 18, die sich mit zunehmendem Abstand vom äußeren Scheibenrand stetig verjüngen und zumindest im Bereich ihres inneren, verengten Sndabschnitts 20 schallweich ausgebildet sind. Aufgrund dieser·Hohlraumausbildung ergibt sich das eingangs erwähnte, über die geometrische Scheibenbegrenzung hinausreichende, breitbandige Absorptionsverhalten an jedem einzelnen Hohlraum 18, wobei der gedämpfte Frequenzbereich durch den Öffnungsquerschnitt und den "Verjüngungsgrad, also letztlich die Länge der einzelnen Hohlräume 18 festgelegt wird.

Auf der dem Reifen 2 abgewandten Scheibenseite sind am äußeren Scheibenrand in Umfangsrichtung nebeneinananderliegende, elastische Dichtlippensegmente angeordnet, die federnd in die in 5¹Ig. 1 gestrichelt dargestellte Schließlage vorgespannt sind, so daß sie die Hohlraumöffnungen 24 "bei stillstehendem oder langsamro_-tierendem Fahrzeugrad 4 verschließen, bei höherer Raddrehzahl aber selbsttätig unter Fliehkraftwirkung zunehmend freigeben und in ihrer vollen Öffnungslage den zwischen dem Scheibenaußenrand und der Fahrbahn . 26 vorhandenen Spalt nach außen abdecken. Anstelle der Dichtlippensegmente 22 ist es möglich die Scheibenringzone 16 selbst federnd auszubilden, so daß im Stillstand die Hohlraumöffnungen 24 verschlossen und bei Fahrt durch die Fliehkraft geöffnet werden.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist die Schallschutzscheibei 6 doppelwandig ausgebildet, derart, daß die Resonator-Hohlräume 18 von den Scheiben-Seitenwänden 28 und 3 0 und einer zwischen diese eingeklebten Innenstruktur 32 begrenzt werden.

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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Innenstruktur ein Aluminiumkern 32.1 und die Scheibenwände 28, 30 bestehen ebenfalls aus Aluminium. In der äußeren Ringzone ist der Aluminiumkern 32.1 von geradlinig keilförmig konvergierenden Einschnitten 34 durchsetzt, so daß die von den Seitenwänden 28, 30 und den Einschnitten 34 umschlossenen Hohlräume 18 sich in Radialrichtung der Scheibe 6 linear verjüngend ausgebildet sind. Jeder Hohlraum 18 ist mit einem schalldämpfenden Belag 36, z.B. aus porösem Gummi, ausgekleidet, der sich -wie gezeigt- zumindest über den inneren, spitzwinkeligen Hohlraum-Endabschnitt 20 erstreckt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 3 sind sowohl der Innenkern 32.2 als auch die Seitenwände 28, 30 aus schalldämpfendem, elastischem Material, z.B. porösem Gummi bzw. Schaumstoff, hergestellt, so daß auf eine schallweiche Auskleidung der Resonator-Hohlräume 18 verzichtet werden kann. Diese haben außerdem eine sich in Radialrichtung der Scheibe β exponentiell verjüngende Querschnittskonfiguration, d.h. die Einschnitte 34 in der äußeren Ringzone des Innenkerns 32.2 sind nach Art eines Schalltrichters gewölbt ausgebildet. Die in Schließrichtung vorgespannten (und in der Öffnungslage dargestellten) Dichtlippensegmente 22 sind im Hinblick auf eine vereinfachte Fertigung einstückig an der Gummi-Seitenwand 30 angeformt.

Um die wirksame Hohlraumlänge ohne Verbreiterung der äußeren Scheiben-Ringzone zu vergrößern, besteht die Innenstruktur gemäß Pig. 4 in diesem Bereich aus einer Vielzahl von schaufeiförmig gekrümmten Stegen 32.3, die zwischen die Seitenwände 28, 30 eingeklebt und entweder selbst aus einem schalldämpfenden Material hergestellt oder -wie gezeigt- zumindest im Bereich des inneren, spitz zulaufenden Hohlraum-Endabschnitts 20 schallweich ausgekleidet sind. Die Seitenwände 28 und 30, die an letzt' rer einstückig angeformten Dichtlippensegmente 22 sowie das Mittelstück 32.4 der Innenstruktur sind wiederum aus einem stoßunempfindlichem, schalldämpfendem Material gefertigt.

Claims

MESSERSCHMIT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 25.07.1983

G-ESELLSCHAPT · BT01 Im/w MIT BESCHRÄNKTER HALTUNG· 9415

MÜNCHEN

PATENTANSPRÜCHE

Schallschutz schirm, insbesondere für ein Fahrzeugrad, mit sich einseitig zur Schirmoberflache öffnenden, als schallabsorbierende Resonatoren ausgebildeten Hohlräumen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (18) jeweils mit wachsendem Abstand von der Schirmoberfläche sich zunehmend verjüngend ausgebildet und durch einen inneren, schallabsorbierenden Endabschnitt (20) abgeschlossen sind.
2. Schallschutzschirm nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine schallweiche Auskleidung (36) der Hohlräume (18).
3. Schallschutzschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hohlräume (18) begrenzenden Wandbereiche (28, 30, 32.2) des Schutzschirmes aus einem schalldämpfendem Material bestehen.
4. Schallschutzschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,. daß die Hohlräume (18) keilförmig konvergierende, ebene oder exponentiell gekrümmte Begrenzungswände aufweisen.

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5. Schallschutζschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausbildung als mit dem Fahrzeugrad (4) mitrostierende, der Radlauffläche (12) benachbarte Scheibe (6) mit sich zum Scheibenrand öffnenden Hohlräumen (18).
β. Schallschutzschirm nach Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) doppelwandig mit einer zwischen die Scheiben-Seitenwände (28, 30) eingeklebten und gemeinsam mit dieser die Hohlräume (18) begrenzenden Innenstruktur (32) ausgebildet ist.
7. Schallschutzschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstruktur ein mit sich verjüngenden, iii Scheibenumfangsrichtung nebeneinanderliegend angeordneten schnitten (34) versehener Innenkern (32.1, 32.2) ist.
8. Schallschutzschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstruktur aus senkrecht zu den Seitenwänden (28, 30) zwischen diese eingeklebten Stegen (32.3) besteht.
9. Schallschutzschirm nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (6) aus einem elastischen, schallabsorbierenden Material, insbesondere porösem Gummi und/oder Schaumstoff, besteht.
10. Schallschutzschirm nach einem der Ansprüche 5 bis 9, g e kennzeichnet durch eine am äußeren Scheibenrand auf der dem Fahrzeugrad (4) abgewandten Seite befestigte, die Hohlraumöffnungen (24) jeweils fliehkraftabhängig freigebende Dichtlippe (22).

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11. Schallschutζschirm nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Hohlräume (18) in einer äußeren, eineniIraftfahrzeug-Iuftreifen (2) benachbarten Ringzone (16) der auf die Radfelge (10) aufsteckbaren Schallschutzscheibe (6) ausgebildet sind.