DE4120878A1 - Fahrzeugreifen mit geraeuschmindernder konstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugreifen mit geräuschmindernder Konstruktion.

Neben dem Motor samt Abgasanlage und Antriebsstrang trägt die von den Reifen eines Kraftfahrzeug erzeugte Schall­ emission ganz wesentlich zum Gesamtgeräuschpegel eines Fahrzeugs bei. Schon bei relativ niedrigen Geschwindig­ keiten kann das von den Reifen erzeugte Geräusch die Schallemission der Antriebsquelle übersteigen. Dies gilt insbesondere für die Fahrt mit konstanter Geschwindig­ keit.

Die Schallabstrahlung von Fahrzeugreifen hat zwei Hauptausgangspunkte: Zum einen entstehen zwischen Reifenlauffläche und Fahrbahnoberfläche Abrollgeräusche, wobei die Gestaltung des Reifenprofils einen wesentlichen Einfluß hierauf nimmt, zum anderen geraten auch die Sei­ tenwände eines Fahrzeugreifens beim Abrollvorgang in Schwingungen und verursachen somit die Abstrahlung von Luftschall.

Durch Veränderung des Reifenprofils wurden bereits Teil­ erfolge hinsichtlich einer Lärmreduzierung von Fahr­ zeugreifen erzielt. Hierbei kam es jedoch zu Ziel­ konflikten hinsichtlich anderer erwünschter Eigenschaften der Fahrzeugreifen, die in erster Linie das Fahrverhalten und die Fahrsicherheit betreffen. Auch die Auswahl be­ sonderer lärmmindernder Gummimischungen stößt an die eben angesprochenen Grenzen und bereitet Probleme bezüglich der Haltbarkeit der Reifen.

Aus der DE-A 30 16 255 sind geräuschmindernde Einbauten in Fahrzeugreifen bekannt. Diese Einbauten sind als Schwingungsabsorber ausgebildet, die im Reifeninneren entweder an der der Lauffläche des Reifens gegenüberliegenden Innenseite oder an den Innenflächen der Seitenwände des Fahrzeugreifens angebracht sind. Diese Schwingungsabsorber bewirken infolge der Vermeidung von Reflektionen am freien Ende sowie aufgrund ihrer Dämpfungseigenschaften eine Umwandlung von Schwingungs­ energie in Wärmeenergie. Charakteristisch ist dabei, die Schwingungsabsorber so auszubilden, daß ausgehend von der Anbindungsstelle an den Schwingungserzeuger die Quer­ schnittsfläche oder die Dichte des Absorbers abnimmt. Diese Maßnahme ist erforderlich, damit keine Reflektionen am freien Ende auftreten.

Die obengenannte Offenlegungsschrift zeigt einige Aus­ führungsformen von Schwingungsabsorbern, die an den Sei­ tenwänden von Fahrzeugreifen angebracht sind. Insbe­ sondere die Fig. 3 und 4 zeigen im Querschnitt sichel­ förmig ausgebildete Absorber, die auf den Seitenwänden des Fahrzeugreifens aufliegen bzw. von den Seitenwänden ausgehen.

Aus der DE-A 29 46 273 sind unter anderem gemäß Fig. 7 schallabsorbierende luftdurchlässige Querwände vorgese­ hen, die sich sternförmig über den Umfang des Reifens verteilen.

Des weiteren sind schallabsorbierende Dämpfungsstoffe, die in das Reifeninnere eingelegt werden, in ver­ schiedenen Ausführungsformen bekannt.

Gemeinsames Merkmal der oben angeführten Maßnahmen zur Schallreduzierung an Fahrzeugreifen ist, daß durch Ein­ bauten in das Reifeninnere versucht wird, den von den Seitenwänden oder der Lauffläche des Reifens erzeugten Körperschall zu bedämpfen bzw. den Luftschall teilweise zu absorbieren. Insbesondere kann die Absorption aufgrund des zur Verfügung stehenden geringen Volumens im Inneren des Reifens nur zu einem geringen Teil erfolgen, so daß der im Reifeninneren herrschende Luftschall über die dünnen Reifenwandungen, aufgrund der begrenzten Dämmung, auch nach außen dringt. Die im Reifeninneren angebrachten Absorber bzw. Dämpfungseinlagen werden außerdem thermisch und durch die Walkarbeit auch mechanisch stark beansprucht und unterliegen somit einem hohen Verschleiß. Es sei an dieser Stelle auch deutlich auf die Problematik der Wuchtung im Zusammenhang mit weichen Reifeneinlagen hingewiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von den Seitenwänden eines Fahrzeugreifens ausgehenden Körper­ schallschwingungen durch entsprechende konstruktive Ver­ steifung des Fahrzeugreifens zu minimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fahrzeugreifen am Reifenumfang verteilte, im Inneren des Reifens quer zur Umfangsrichtung verlaufende, kraft­ schlüssige Verbindungselemente zwischen den gegenüber­ liegenden Seitenwänden aufweist.

Mit einem solchen Fahrzeugreifen wird den eingangs ge­ schilderten Maßnahmen zur Schallreduzierung mittels Schallabsorbern vorgegriffen, indem die von den Seiten­ wänden eines Fahrzeugreifens abgestrahlte Schalleistung durch die direkte Reduzierung der Körperschallschwingun­ gen am Reifen verringert wird.

Aus holographischen Untersuchungen ist bekannt, daß die Seitenwände eines sich drehenden Fahrzeugreifens beim Verlassen der Radaufstandsfläche in ihren Eigen­ schwingungsformen ausschwingen. Die im Zusammenhang mit solchen Eigenformen stehende Schallabstrahlung bildet einen Teil des Reifengesamtgeräusches. Zur weitgehenden Reduzierung dieser Seitenwandschwingungen wird vorge­ schlagen, die beiden gegenüberliegenden Seitenwände eines Reifens durch stegähnliche Einbauteile, die mehrfach am Reifenumfang verteilt sind, kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Durch einen derartigen Reifenaufbau ("Sandwich-Konstruktion") wird die Steifigkeit der Sei­ tenwände beträchtlich erhöht und außerdem eine gegen­ läufige Bewegung der gegenüberliegenden Seitenwände weit­ gehend unterbunden. Somit gelingt es, die Seitenwand- Schwingungsamplituden zu reduzieren und damit die abge­ strahlte Schalleistung zu vermindern.

Zweckmäßigerweise bestehen die kraftschlüssigen Ver­ bindungselemente aus reifenähnlichem, gummiartigem Mate­ rial und werden während des Herstellungsprozesses des Fahrzeugreifens in die Innenseiten der Reifenseitenwände mit einvulkanisiert (Patentanspruch 2).

Die Gestaltung der kraftschlüssigen Verbindungselemente richtet sich in erster Linie nach den Anforderungen an die Steifigkeits-, Dämpfungs- und Festigkeitseigenschaf­ ten sowie den Belangen bei der Herstellung des Fahr­ zeugreifens.

Zur Vermeidung von Reifenunwuchten werden die kraft­ schlüssigen Verbindungselemente vorzugsweise gleichmäßig über den Reifenumfang verteilt. Aus akustischen Gründen wäre eine ungleichmäßige Teilung jedoch vorteilhafter.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Fahrzeugreifen mit kraftschlüssigen Ver­ bindungselementen zwischen den Seitenwänden;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Fahrzeugreifen mit stabförmigen kraft­ schlüssigen Verbindungselementen zwischen den Seitenwänden;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch einen Fahrzeugreifen mit kraftschlüssigen Ver­ bindungselementen, die bandförmig ausgebildet sind;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch einen Fahrzeugreifen mit kraftschlüssigen Ver­ bindungselementen, die kreuzbandförmig ausge­ bildet sind.

Aus Fig. 1 geht der Aufbau eines Fahrzeugreifens mit am Umfang verteilten kraftschlüssigen Verbindungselementen 4 hervor. In die Seitenwand 3 eines in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten Fahrzeugreifens ist ein als Steghalter 5 fungierendes ringförmiges Band einvulkanisiert. Von dem Steghalter 5 gehen gleichmäßig über den Reifenumfang ver­ teilte kraftschlüssige Verbindungselemente 4 aus. Diese kraftschlüssigen Verbindungselemente 4 haben keine Ver­ bindung mit der Reifenlauffläche 2.

In der Darstellung nach Fig. 1 liegen die Verbindungsele­ mente 4 in Ebenen durch die Rotationsachse des Fahr­ zeugreifens 1. Denkbar sind ebenso schräg zur Reifenum­ fangsrichtung verlaufende Verbindungselemente 4 und/oder Anordnungen, bei denen eine Verlängerung der Längsachse des Querschnitts des Verbindungselements 4 die Rotations­ achse des Fahrzeugreifens 1 nicht schneidet (letzteres ist nur bei im Querschnitt nicht kreisförmigen oder qua­ dratischen Verbindungselementen 4 maßgeblich).

Die Fig. 2 mit 4 zeigen verschiedene Ausbildungen von kraftschlüssigen Verbindungselementen im Reifenquer­ schnitt.

In Fig. 2 ist ein stabförmig ausgebildetes Verbindungs­ element 4 zwischen den beiden Seitenwänden 3 des Fahr­ zeugreifens 1 dargestellt. Das stabförmige Verbindungs­ element 4 weist an seinen Enden eine Querschnittserweite­ rung auf, um den Steifigkeitssprung an der Übergangs­ stelle zum Steghalter 5, der in die Seitenwand 3 einvul­ kanisiert ist, zu entschärfen.

Fig. 3 zeigt ein Verbindungselement 4 zwischen den Sei­ tenwänden 3, das eher flächig als Gummiband ausgeführt ist. Die Form des Verbindungselements 4 macht in erster Linie in Umfangsrichtung eine Querschnittserweiterung an seinen Enden erforderlich, um eine dauerhaft belastbare Anbindung des Verbindungselements 4 an den Steghalter 5 zu gewährleisten.

Das kreuzbandförmige Verbindungselement 4 zwischen den Seitenwänden 3 nach Fig. 4 eröffnet vielfältige Möglich­ keiten, das Verformungsverhalten des jeweiligen Fahr­ zeugreifens 1 entsprechend zu beeinflussen.

Claims (7)

1. Fahrzeugreifen (1) mit geräuschmindernder Konstruk­ tion, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugreifen (1) am Reifenumfang verteilte, im Inneren des Fahr­ zeugreifens quer oder schräg zur Umfangsrichtung verlaufende, kraftschlüssige Verbindungselemente (4) zur direkten Verbindung der gegenüberliegenden Sei­ tenwände (3) des Fahrzeugreifens aufweist.

2. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kraftschlüssigen Verbindungs­ elemente (4) aus gummiartigem Material bestehen und in die Innenseiten der Seitenwände (3) des Fahr­ zeugreifens einvulkanisiert sind.

3. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gummiartige Material der kraftschlüssigen Verbindungselemente (4) durch Ge­ webeeinlagen verstärkt ist.

4. Fahrzeugreifen (1) nach mindestens einem der vorge­ nannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssigen Verbindungselemente (4) einen über ihre Längserstreckung weitestgehend gleichförmigen Querschnitt besitzen.

5. Fahrzeugreifen (1) nach mindestens einem der vorge­ nannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssigen Verbindungselemente (4) über ihre Längserstreckung eine veränderliche Querschnitts­ fläche und/oder veränderliche Querschnittsform be­ sitzen.

6. Fahrzeugreifen (1) nach mindestens einem der vorge­ nannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssigen Verbindungselemente (4) gleichmäßig über den Reifenumfang verteilt sind.

7. Fahrzeugreifen (1) nach mindestens einem der vorge­ nannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssigen Verbindungselemente (4) ungleich­ mäßig über den Reifenumfang verteilt sind.