DE3328519C2 - Schallschutzschirm - Google Patents

Abstract

Um den von Autoreifen abgestrahlten Verkehrslärm breitbandig wirksam zu reduzieren, wird erfindungsgemäß eine nach Art einer Radzierblende auf die Radfelge aufsteckbare Schallschutzscheibe vorgestellt, in der eine Vielzahl von in Scheibenumfangsrichtung dicht nebeneinanderliegenden, sich einseitig zum Scheibenaußenrand öffnenden, trichterförmig verjüngten und zumindest im Bereich ihres inneren, verengten Endabschnitts schallabsorbierend abgeschlossenen Breitband-Resonator-Hohlräumen ausgebildet ist. Durch eine elastische, federnd vorgespannte Dichtlippe am Scheibenaußenrand werden die Hohlraumöffnungen drehzahlabhängig freigegeben und bei höherer Raddrehzahl der zwischen äußerem Scheibenrand und Fahrbahn vorhandene Abstand verringert und dadurch die Abschirmwirkung verbessert.

Description

dampfenden Material, das im Falle einer am Fahrzeugrad befestigten Schallschutzscheibe vorzugsweise 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 einfacheren Hohlraumgeometrie, nämlich einer solchen mit ebenen, keilförmig konvergierenden Begrenzungswänden, eine nahezu ebenso gute Breitband-Schallabsorption erhalten wird.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist der Schallschutzschirm zweckmäßigerweise doppelwandig mit zwei ebenen Außenwänden und einer gemeinsam mit diesen die Hohlräume begrenzenden, zwischen die Außenwände eingeklebten Innenstruktur ausgebildet, wobei die Innenstruktur entweder ein entsprechend der Raumform der Hohlräume eingeschnittener Innenkern ist, oder aus senkrecht zu den Außenwänden zwischen diese eingeklebten Stegen besteht, wodurch es möglich ist, in einer relativ schmalen, äußeren Ringzone einer Schallschutzsdieibe eine Vielzahl von in Sche^enumfangsrichtung dicht nebeneinanderliegenden Hohlräumen mit vergleichsweise großer Hohlraumlänge unterzubringen.

Durch die die Hohlraumöffnungen jeweils fliehkraftabhängig freigebende Dichtlippe wird einerseits bei höherer Raddrehzahl der zwischen dem äußeren Scheibenrand und der Radaufstandsfläche vorhandene Spalt im Hinblick auf einen verbesserten Schallschutz nach außen geschlossen und andererseits bei stillstehendem oder langsam rotierendem Fahrzeugrad einem Eindringen von Schmutz oder sonstigen Verunreinigungen in die Hohlräume wirksam begegnet.

Die Erfindung wird nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt einer Schallschutzscheibe in Verbindung mit einem Autorad;

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

F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung eines weiteren A.usführungsbeispiels:und

F i g. 4 eine der F i g. 2 entsprechende Teilansicht eines dritten Ausführungsbeispieles mi( schaufeiförmig gebogenen Hohlraum-Begrenzungsstegen.

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 über an der Scheibe 6 verankerte Klemmfedern 8 an der Radfelge 10 lösbar befestigt wird.

Die Schallschutzscheibe 6 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 gestattet. Im mittleren Bereich ist die Scheibe 6 von im Ümfangsrichtung nebeneinanderliegenden Bremsen-Belüftungsbzw. Montageöffnungen 14 durchsetzt.

Im Bereich der äußeren, den Reifen 2 übergreifenden Scheibenringzone J6 befinden sich eine Vielzahl von in Umfangsrichlung 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 Endabschnittes 20 schallweich ausgebildet sind. Aufgrund dieser Hohlraumausbildung ergibt sich das eingangs erwähnte, über die geometrische Scheibenbegrenzung hinausreichende, breitbandige Absorptionsverhalten an jedem einzelnen Hohlraum (Breitband-Einzelresonatoren) 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 Urnfangsrichtung nebeneinanderliegende, elastische Segmente der Dichtlippe 22 angeordnet, die federnd in die in F i g. 1 gestrichelt dargestellte Schließlage vorgespannt sind, so daß sie die Hohlraumöffnungen 24 bei stillstehendem oder langsamrotierendem Fahrzeugrad 4 verschließen, bei höherer Raddrehzahl aber selbsttätig unter Fliehkraftwir-

kung zunehmend freigeben und in ihrer vollen Öffnungslage den zwischen dem ScheibfT.ußenrand und der Fahrbahn 25 vorhandenen Spalt nach außen abdekken. 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 Schallschutzscheibe 6 doppelwandig ausgebildet, derart, daß die Resonator-Hohlräume 18 von den Scheiben-Seitenwänden 28 und 30 und einer zwischen diese eingeklebten Innenstruktur 32 begrenzt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 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 F ι g. 3 sinJ 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 Radialriciitung der Scheibe 6 exponentiell verjüngende Querschnittskonfiguration, d. h. die Einschnittf 34 in der äußeren Ringzone des Innenkerns 32.2 sind nach Art eines Schalltrichters gewölbt ausgebildet. Die in Schließrichturs vorgespannten (und in der OiF-nungslage dargestellten) Dichilippensegmente 22 sind im Hinblick auf eine vereinfachte Fertigung einstückig an der Gummi-Seitenwand 30 angeformt.

Um die wirksam;. Hohlraumlänge ohne Verbreiterung der äuCeren Scheiben-Ringzone zu vergrößern, besteht die Innenstruktur gemäß Fig.4 in diesem Bereich aus einer Vielzahl von schaufelform^ gekrümmten Stegen 32.3, die zwischen die Seitenwände 28, 30 eingeklebt und entweder selbst aus einem schalldämpfenden Material hergesiellt oder — wie gezeigt — zumindest im Bereich des inneren, spitz zulaufenden Hohlraum-Endabschnitts 20 schallweich ausgekleidet sind.

Die Seitenwände 28 und 30. die an letzterer einstückig angeformten Segmente der Dichtlippe 22 sowie das Mittelstück 32.4 der Innenstruktur sind wiederum aus einem stoßunempfindlichen, schalldämpfenden Material gefertigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

1. Patentansprüche:

   ί. Schallschutzschirm für ein Fahrzeugrad, bestehend aus einem mit dem Fahrzeugrad mitrotierenden, der Radlauffläche benachbarten Schallschutzschirm mit einer sich zum Scheibenumfang einseitig öffnenden Resonator-Hohlraumanordnung g e kennzeichnet durch eine am äußeren Scheibenrand auf der dem Fahrzeugrad (4) abgewandten Seite befestigte, die Resonatoröffnungen (24) jeweils fiiehkraftabhängig freigebende Dichtiippe (22).
2. 2. Schallschutzschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallschutzscheibe (6) in einer äußeren, einem Kraftfahrzeug-Luftreifen (2) benachbarten Scheibenringzone (16) mit der Resonator-Hohlraumanordnung (18, 20, 22, 34) versehen und nach Art einer Radkappe auf die Radfelge (10) aufsteckbar ist.
3. 3. Schallschutzschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Scheibenringzone (16) als Dichtlippe wirkend federelastisch ausgebildet ist
4. 4. Schallschutzschirm, insbesondere nach Anspruch 1, für ein Fahrzeugrad, bestehend aus einer der Radlauffläche benachbarten Schallschutzscheibe mit einer sich zum Scheibenumfang einseitig öffnenden, Resonator- Hohiraumanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß als Resonator-Hohlraumanordnung getrennt voneinander in Scheibenumfangsrichtung nebeneinandergereihte, gleichartig jeweils sich vom Scheibenumfang aus verjüngende und durch einen inneren, sch-.llabsorbierenden Endabschnitt (20) abgeschlossene Breitband-Einzelresonatoren (18) vorgesehen sind.
5. 5. Schallschutzschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallschutzscheibe (6) doppelwandig mit einer zwischen die Scheiben-Seitenwände (28, 30) eingeklebten und gemeinsam mit dieser die Resonator-Hohlraumanordnung (18,20,22,34) begrenzenden Innenstruktur (32) ausgebildet ist.
6. 6. Schallschutzschirm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstruktur (32) ein mit sich verjüngenden, in Scheibenumfangsrichtung nebeneinanderliegend angeordneten Einschnitten (34) versehener Innenkern (32.1,32.2) ist.
7. 7. Schallschutzschirm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstruktur aus senkrecht zu den Scheibenseitenwänden (28, 30) zwischen diese eingeklebten Siegen (32.3) besteht.
8. 8. Schallschutzschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallschutzscheibe (6) aus einem elastischen, schallabsorbierenden Material, insbesondere porösem Gummi oder Schaumstoff, besteht.
9. 9. Schallschutzschirm nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonator-Hohlraumanordnung (18, 20, 22, 34) mit einer schallweichen Auskleidung (36) versehen ist.
10. 10. Schallschutzschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonator-Hohlraumanordnung (18, 20, 22, 34) jeweils keilförmig konvergierende, ebene oder exponentiell gekrümmte Begrenzungswände aufweisen.

    Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallschutzschirm 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 Vielzahl von zum Schirmrand hin einseitig offenen, nebeneinanderliegenden Resonator-Hohlräumen, die im Bereich der Resonanz, einen

    ίο steilen Impedanzeinbruch 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.

    Allgemein sind sich verjüngend ausgebildete Hohlraumresonatoren, z.B. aus der DE-AS 26 25 168 bekannt.

    Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schallschutzschirm nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß mit geringem Bauaufwand und -volumen ein lückenlos breitbandiges Schallabsorptionsverhalten zu erzielen ist.

    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den jeweils in Patentanspruch 1 und 4 gekennzeichneten Schallschutzschirm gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2, 3 und 5 bis 10 angegeben.

    Aufgrund der speziellen, konvergierenden Raumform, 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 brv-iten Frequenzbereich wirksamer, ausgeprägter Impedanzeinbruch und somit ein breitbandiges, über die geometrische Schirmbegrenzung hinausreichendes Schallabsorptionsverhalten, wobei die untere Grenzfrequenz, an der diese Schallab-Sorptionswirkung 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 1000 bis 3000 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 mitrotierende 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.

    Um nicht nur am inneren Hohlraumende, sondern aus Gründen einer verbesserten Absorptionswirkung am gesamten Hohlraum eine Schalldämpfung tu erreichen, ist die Hohlraum-Innenfläche vorzugsweise vollständig schallweich ausgekleidet oder die die Hohlräume begrenzenden Wandbereiche bestehen aus einem schall-