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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsstützkörper für ein Fahrzeugrad
mit Reifen, der mindestens einen Geräuschdämpfer nach Art eines Helmholtz-Resonators
oder eines Viertelwellen-Resonators umfaßt.
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Die
Sicherheitsstützkörper für ein Fahrzeugrad,
das einen Reifen benutzt, sind gut bekannt. Das Dokument
EP 0 796 747 beschreibt
ein Beispiel eines solchen Stützkörpers, der
dem Oberbegriff des Anspruchs 14 entspricht. Dieser besteht aus
einem kreisförmigen
Körper,
der zur Montage auf der Felge eines Fahrzeugs eingerichtet ist.
Das in diesem Dokument dargestellte Beispiel ist in erster Linie
aus einer Mischung von vulkanisiertem Kautschuk hergestellt, bei
dem bestimmte Zonen verstärkt
sind, zum Beispiel mit Metall- oder Textilfilamenten. Natürlich können auch
andere Materialien benutzt werden, um einen solchen Stützkörper herzustellen.
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Im
allgemeinen werden die Sicherheitsstützkörper auf einer Felge im Inneren
eines Luftreifens angebracht, um für eine Auflage für den Scheitel
des Reifens während
einer Fahrt mit niedrigem Druck und sogar mit Druck Null zu sorgen,
zum Beispiel nach einer Reifenpanne. Man verhindert so die unmittelbare Berührung zwischen
dem Reifen und der Felge, die im allgemeinen eine gewissermaßen augenblickliche Verschlechterung
der Reifens veranlaßt.
Die Stützkörper gestatten
es demnach, die Sicherheit des Fahrzeugs zu verbessern, indem sie
die Fahrt während
einer gewissen Zeit noch gestatten. Diese Zeit kann im übrigen günstig sein,
um eine Reparaturstelle zu finden.
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Andererseits
kennt man die Wirkungen, die von der akustischen Resonanz von Luft
verursacht werden, die in einem Reifen enthalten ist. Zum Beispiel
ist ein Hohlraum erster Art (manchmal mit PMC bezeichnet) ein gut
bekanntes Phänomen,
aber seine Abschwächung
oder seine Unterdrückung
veranlaßt
oft zahlreiche Schwierigkeiten. Die natürliche Frequenz (oder die Resonanzfrequenz)
eines Rades ist eine unmittelbare Funktion seines Umfangs: eine Wellenlänge entspricht
so dem Umfang des Rades. Ein größeres Rad
impliziert eine größere Wellenlänge und
demnach eine weniger hohe natürliche
Frequenz. Es sei zum Beispiel vermerkt, daß ein Rad mit einem Durchmesser
von 15'' eine natürliche Frequenz
von etwa 230 Hz aufweist. Die akustische Energie aufgrund der Resonanzfrequenz
wird zum größten Teil
als Körperschall übertragen:
diese Art der Ausbreitung impliziert, daß die Schwingungen, die durch
die Luft verursacht werden, die im Hohlraum des Reifens anwesend
ist, auf das Rad übertragen
werden, und dann auf die Träger-
und Übertragungsorgane,
um schließlich
in den Fahrgastraum zu münden,
wo die Insassen dem übertragenen
Lärm unterzogen
werden.
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Es
gibt bestimmte Mittel, um danach zu trachten, dieser Situation abzuhelfen.
Ein solches Mittel ist im Dokument WO 98/35843 beschrieben, das
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht. Gemäß diesem Dokument sind Viertelwellen-Resonatoren
in einem speziell konzipierten Träger vorgesehen und zum Rad
hinzugefügt,
besonders durch Anbringung des Trägers auf der Felge. Diese Vorrichtung erfordert
die Anwesenheit eines speziellen Trägers. Es handelt sich demnach
um ein Zusatzteil, das einerseits Materialien und Herstellungszeit
und demnach Zusatzkosten erfordert, andererseits dem Rad eine zusätzliche
Masse hinzufügt.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante,
die im selben Dokument beschrieben ist, sind die Resonatoren in
der Felge vorgesehen. Eine solche Felge muß jedoch erhebliche Änderungen
erfahren, um dort die Resonatoren einzubringen.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese verschiedenen Nachteile
zu mildern, und besonders die akustischen Resonanzen infolge der
Anwesenheit von Luft (oder eines anderen Gases) im Hohlraum zu unterdrücken oder
mindestens ihre Amplitude zu schwächen.
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Hierfür ist nach
einem ersten Aspekt der Erfindung ein Rad für ein Fahrzeug bzw. ein Fahrzeugrad
vorgesehen, das eine Felge, eine Scheibe, einen Luftreifen, der
mit der Felge einen Umfangshohlraum C definiert, und mindestens
einen Resonator umfaßt,
der dazu eingerichtet ist, um bei einer natürlichen Resonanz des genannten
Hohlraums die Amplitude zu mindern oder sie zu unterdrücken, wobei das
genannte Rad auch einen Sicherheitsstützkörper aufweist, um von innen
her die Lauffläche
dieses Reifens im Fall des Verlusts von Aufpumpdruck abzustützen, und
wobei der genannte Stützkörper mindestens
eine der Wände
des genannten Resonators bildet.
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Diese
Anordnung, bei der der Stützkörper mindestens
eine der Wände
eines Resonators bildet, gestattet überdies die Abschwächung der
Amplitude, ja sogar die Unterdrückung,
einer oder mehrerer natürlicher
Resonanzen des Hohlraums, besonders des Hohlraums des ersten Schwingungsbereichs.
Die Resonatoren, die derart eingesetzt sind, daß sie in Verbindung mit dem
Hohlraum C stehen, und die an die Frequenz oder den Frequenzbereich
angepaßt sind,
auf dem man wirksam werden will, gestatten die Zerstreuung der Schwingungsenergie.
Man kann auf diese Weise die Schwingungs- oder Schallanstiege über das
Rad im Fahrgastraum minimieren oder ausräumen.
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In
vorteilhafter Weise ist jeder Resonator aus einem Hohlraum c gebildet,
der ein Volumen V einnimmt, das in Strömungsmittelverbindung mit dem genannten
Hohlraum C steht. Die genannte Strömungsmittelverbindung wird
vorteilhafterweise durch mindestens eine Öffnung sichergestellt.
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Nach
einer vorteilhaften Variante ist der Resonator im Stützkörper angeordnet.
In einer derartigen Anordnung können
die Wände
des Hohlraums eines Resonators durch Teile des Stützkörpers gebildet
werden. Die Wände
des Stützkörpers bilden
vorteilhafterweise alle Wände
eines Resonators.
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Gemäß einer
anderen, vorteilhaften Variante ist der genannte Resonator neben
dem Stützkörper angeordnet.
In einer solchen Anordnung können
die Wände
des Hohlraums eines Resonators von Teilen des Stützkörpers und Teilen der Felge
gebildet werden.
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Ein
solcher Stützkörper ist
besonders vorteilhaft, da er ja vermeidet, einen zusätzlichen
Träger einzig
und alleine zur Unterbringung der Resonatoren zu verwenden. Man
vermeidet so das zusätzliche Übergewicht,
das durch diese Träger
veranlaßt
wird. Andererseits besteht kein Anlaß, zum Sicherstellen der Integrierung
der Resonatoren die Felge oder den Reifen in irgendeiner wesentlichen
Weise zu modifizieren.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform sind
der oder die Resonatoren Helmholtz-Resonatoren.
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Es
handelt sich um eine Art von Resonator, die einfach herzustellen
ist und für
sehr befriedigende Ergebnisse sorgt. Die Kalibrierung dieser Art
von Resonator ist einfach und genau. Er gestattet im übrigen die
vorteilhafte Benutzung ohne wirkliche Modifizierung eines Sicherheitsstützkörpers bekannter
Art, wie es später
noch beschrieben wird.
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In
vorteilhafter Weise weist die Öffnung
eines Helmholtz-Resonators einen kalibrierten Durchmesser und eine
kalibrierte Länge
auf. Das Volumen V und die kalibrierten Abmessungen der Öffnung sind derart
bestimmt, daß sie
die Amplitude mindestens einer akustischen Resonanz der Luft abschwächen oder
unterdrücken,
die im Hohlraum C des Reifens enthalten ist, und zwar im wesentlichen
entsprechend einer gegebenen Frequenz oder einem gegebenen Frequenzbereich.
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Die
Hohlräume
der Helmholtz-Resonatoren haben im allgemeinen eine verhältnismäßig kleine Abmessung,
bezogen auf die Wellenlänge.
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Nach
einer anderen, vorteilhaften Ausführungsform sind der oder die
Resonatoren Viertelwellen-Resonatoren.
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Es
handelt sich ebenfalls um eine einfach herzustellende Art von Resonator,
der für
sehr befriedigende Ergebnisse sorgt. Seine Dimensionierung ist besonders
einfach durchzuführen,
da es sich ja vor allem darum handelt, eine Länge des Hohlraums vorzusehen,
die im wesentlichen dem Viertel der Wellenlänge entspricht, auf die man
einzuwirken wünscht.
Mehrere Resonatoren können
Längen
haben, die dem Viertel mehrerer, unterschiedlicher Wellen entsprechen.
Er gestattet im übrigen die
vorteilhafte Anwendung eines Sicherheitsstützkörpers bekannter Art, wie er
später
noch beschrieben wird, ohne wirkliche Modifizierung.
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Gemäß einem
anderen Aspekt betrifft die Erfindung auch einen Sicherheitsstützkörper, der
dazu bestimmt ist, auf der Felge eines Fahrzeugrades im Inneren
eines Luftreifens angebracht zu werden, um die Lauffläche dieses
Reifens von innen her im Fall des Verlustes des Aufpumpdrucks abzustützen, wobei
der genannte Reifen zusammen mit der Felge einen Hohlraum C definiert
und der genannte Stützkörper dazu
dient, mindestens eine der Wände
eines Resonators zu liefern, der dazu eingerichtet ist, um bei einer
natürlichen
Resonanz des genannten Hohlraums die Amplitude abzuschwächen oder
zu unterdrücken.
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Ein
solcher Stützkörper ist
besonders vorteilhaft, weil er ja vermeidet, einen zusätzlichen
Träger einzig
und allein für
einen Sitz der Resonatoren zu verwenden. Man vermeidet so das zusätzliche
Mehrgewicht, das durch diese Träger
veranlaßt
wird. Um die Integrierung der Resonatoren sicherzustellen, besteht
andererseits kein Anlaß,
die Felge oder den Reifen in irgendeiner bedeutenden Weise zu modifizieren.
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Die Öffnungen)
der Hohlräume
sind vorteilhafterweise von einem Rohr gebildet.
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Die
Kalibrierung solcher Rohre ist einfach durchzuführen, genauer und weniger kostspielig
als die unmittelbare Kalibrierung der Öffnungen der Wände.
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Gemäß einer
anderen, vorteilhaften Variante der Erfindung weist der Sicherheitsstützkörper
- – eine
im wesentlichen zylindrische Basis, die dazu bestimmt ist, sich
rund um die Felge anzupassen, und
- – einen
im wesentlichen zylindrischen Scheitel, der dazu bestimmt ist, mit
der Lauffläche
im Fall des Druckverlustes in Berührung zu gelangen, und einen
Abstand bezüglich
dieser bei Normaldruck hält,
sowie einen kreisringförmigen
Körper auf,
der die genannte Basis und den genannten Scheitel verbindet, wobei
die genannte Basis, der genannte Scheitel und der genannte, ringförmige Körper eine
Vielzahl von Hohlräumen
c definieren, die dazu eingerichtet sind, um unmittelbar oder mittelbar
durch mindestens eine Öffnung
mit dem Hohlraum C verbunden zu werden. Der genannte Körper kann
zwei seitliche, ringförmige Wände aufweisen,
die durch eine Vielzahl von Zwischenwänden mit im wesentlichen axialen Ausrichtungen
verbunden sind, wobei die genannten Wände und Zwischenwände mit
der Basis und dem Scheitel die genannten Hohlräume c festlegen. Die genannten
Trennwände
können über den
Umfang regelmäßig verteilt
sein.
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Vorteilhafterweise
sind bestimmte der Hohlräume
c miteinander durch Öffnungen
verbunden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Variante ist der Stützkörper hergestellt durch Zusammenbau
von zwei Hauptelementen, wobei das erste von einer Basis, einem
Scheitel und einem ringförmigen
Körper mit
einem in Umfangsrichtung durchgehenden, ringförmigen Element und einer Vielzahl
axialer Trennwände
gebildet ist, und das zweite von einem ringförmigen Element gebildet ist,
das dazu eingerichtet ist, das Schließen der ge nannten Hohlräume c während seines
Zusammenbaus mit der Basis durchzuführen.
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Nach
dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet
man einen Stützkörper bekannter
Art, der eine Reihe von Hohlräumen
umfaßt,
die in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, jedoch mit einer offenen
Wand, zu der man einfach eine Wand hinzufügt, die es gestattet, diese Hohlräume zu schließen, um
den Hohlraum der Resonatoren zu bilden. Um die Anordnung zu vereinfachen,
sind die Öffnungen
in der angesetzten Wand vorgesehen. Dies bringt eine nur minimale
Modifizierung des Stützkörpers mit
sich, da man an ihn ja nur ein komplementäres Element anfügen muß. Er bewahrt
demnach im wesentlichen die selbe Masse. Die Kosten, die einer solchen
Modifizierung innewohnen, sind im übrigen minimal.
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Die
vorliegende Erfindung sieht auch die Verwendung eines Sicherheitsstützkörpers in
einem Fahrzeugrad zwischen der Felge und dem Luftreifen des Rades
vor, wobei der genannte Stützkörper vorgesehen
ist, um die Lauffläche
des genannten Reifens im Fall des Verlustes von dessen Aufpumpdruck von
innen her abzustützen,
um mindestens einen Teil der Wände
eines Hohlraums eines Resonators zu bilden, der im genannten Rad
angebracht und dazu eingerichtet ist, um eine Frequenz der natürlichen
Resonanz dieses Hohlraums abzuschwächen.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Lektüre der beiden
Ausführungsbeispiele
des Sicherheitsstützkörpers für ein Fahrzeugrad
ersichtlich, der mindestens einen erfindungsgemäßen Resonator aufweist und
die nicht einschränkend
vorgelegt sind, indem man sich auf die beigefügten Figuren bezieht, in denen:
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1 ein Prinzipschema ist,
das die theoretische Wirkungsweise eines Helmholtz-Resonators darstellt;
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2 einen Querschnitt eines
erfindungsgemäßen Rades
darstellt, das einen Sicherheitsstützkörper mit Resonator umfaßt;
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3 ein Beispiel der Integrierung
eines Resonators in einen erfindungsgemäßen Sicherheitsstützkörper darstellt;
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4 ein Ausführungsbeispiel
eines Sicherheitsstützkörpers darstellt,
der eine Vielzahl von Resonatoren aufweist, in der Perspektive gesehen;
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5 schematisch ein Anordnungsbeispiel von
Resonatoren in einem Stützkörper darstellt;
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6 und 7 Schnitte von Beispielen von erfindungsgemäßen Rädern zeigen,
die mindestens einen Resonator umfassen, der zwischen den Profilelementen
der Felge und einer Wand oder Wänden des
Stützkörpers ausgebildet
ist;
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8a bis 8f schematisch Ausführungsbeispiele von Varianten
der Anordnung von Resonatoröffnungen
darstellen;
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9a bis 9d schematisch Ausführungsbeispiele von Varianten
der Anordnung von Resonatorrohren darstellen;
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10 ein Beispiel eines Stützkörpers darstellt,
in welchem ein Viertelwellen-Resonator angeordnet ist, in Perspektivansicht;
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11 den Stützkörper der 10 in Ansicht darstellt;
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12a und 12b Beispiele der Integrierung eines
Resonators in einen erfindungsgemäßen Sicherheitsstützkörper darstellen,
der eine verringerte Anzahl von Resonatoren aufweist; und
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13a bis 13d Beispiele der Integrierung einiger
Resonatoren in einen erfindungsgemäßen Sicherheitsstützkörper darstellen,
d er eine verringerte Anzahl von Resonatoren aufweist.
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1 stellt schematisch das
Funktionsprinzip eines Helmholtz-Resonators dar. Es handelt sich um
einen Hohlraum, der ein Volumen V festlegt und eine Öffnung oder
einen Hals mit dem Querschnitt a oder dem Radius r und der Länge 1 aufweist.
Diese Anordnung bietet eine Schwingungsart mit einer gegebenen Frequenz
dar. Das ist tatsächlich
das Volumen an Luft oder an einem gegebenen Gas, das im Hals enthalten
ist und zu einer Schwingungsbewegung angeregt wird; der Hohlraum
des Resonators spielt dann nur die Rolle einer Feder, auf der sich
die Masse abstützt.
Für den
Fall, daß die Öffnung des Hohlraums
kreisförmig
ist, ist die Frequenz dieses Resonators gegeben durch die folgende
Zuordnung: fH = (k/2Π) X (all' V)½
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Sie
hängt demnach
nur von der Schallgeschwindigkeit k und den Abmessungen des Resonators
ab.
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l' ist die scheinbare
Länge des
Halses des Resonators. Für
einen zylindrischen Hals mit dem Radius r (Querschnitt a = Π r2) errechnet sich diese scheinbare Länge wie
folgt:
l' =
l + 1,5 r wenn die Ränder
des Halses überstehen;
l' = l + 1,7 r wenn
die Ränder
des Halses bündig
abschließen.
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Die
scheinbare Länge
l' ist demnach ein
wenig länger.
Dies drückt
die Tatsache aus, daß das Luftvolumen,
das auf Höhe
des Halses oszilliert, ein wenig länger ist als dieser.
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Versuche
wurden durchgeführt
mit einer Baugruppe, die Resonatoren (dargestellt in 3) mit einem Volumen V =
75 ml und einem Innendurchmesser des Halses = 6 mm aufwies. Um eine
Frequenz in der Größenordnung
von 195 Hz abzuschwächen,
ist ein Hals mit einer Länge
von etwa 25 mm nötig.
Man erhält
dann besonders interessante Ergebnisse.
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In
dem Fall, in dem die Öffnung
des Hohlraumes keine kreisförmige
Form hat, kann eine äquivalente
Zuordnung hergestellt werden, um die Dimensionierung dieser Öffnung zu
gestatten. Tatsächlich kann
die Öffnung
quadratisch oder rechteckig sein oder kann eine Vielzahl anderer
Formen aufweisen.
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Die
2a bis
2d stellen verschiedene Beispiele von
erfindungsgemäßen Rädern im
Querschnitt dar. Das Rad
1 weist eine Felge
2 auf,
auf der ein Luftreifen
3 montiert ist. Ein Stützkörper
4 ist
im Inneren des Reifens angeordnet und gegen die Felge
2 anliegend
montiert. Ausführungsbei spiele
einer Felge, eines Stützkörpers und
eines Reifens sind in den Dokumenten
EP
0 796 747 und
US 4 248
286 beschrieben.
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Erfindungsgemäß weist
der Stützkörper im übrigen eine
Vielfalt von Helmholtz-Resonatoren auf. Diese sind vorteilhafterweise
in dem hohlen Abschnitt des Stützkörpers ausgebildet.
So sind gemäß der verschiedenen
Beispiele der 2a bis 2d Hohlräume 11, die durch
zwischen den Hohlräumen
liegende Wände 14 getrennt
sind, in Umfangsrichtung zwischen der Außenwand 12 und der
Innenwand 13 des Stützkörpers verteilt.
Jeder der Hohlräume 11 legt
ein Volumen V fest, das einerseits durch den Raum zwischen der Außenwand 12 und
Innenwand 13 und andererseits die zwischen den Hohlräumen liegenden
Wände 14 und
die beiden Seitenwände 16 begrenzt
wird. Die Hohlräume 11,
die in den 2 und 4 dargestellt sind, nehmen
im wesentlichen gleiche Volumina ein. Es sind jedoch auch Varianten möglich, mit
Hohlräumen,
die verschiedene Volumina aufweisen, zum Beispiel zwei, drei oder
mehr gegebene Volumina, die in Umfangsrichtung verteilt sind.
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Nach
dem Beispiel, das in den 2 und 4 dargestellt ist, weist
für jeden
der Resonatoren die eine der nebeneinanderliegenden oder in Verbindung mit
dem Hohlraum C des Reifens stehenden Wände mindestens eine Öffnung 15 auf.
Wie dies in 2 dargestellt
ist, ist die Öffnung
vorteilhafterweise auf Höhe
der Seitenwand vorgesehen, die der Innenflanke des Reifens zugewandt
ist, die zur Montage auf der Innenseite des Rades vorgesehen ist.
Es ist durchaus ersichtlich, daß die Öffnung,
nach verschiedenen Varianten, auch auf einer anderen Wand vorgesehen
sein kann, wie zum Beispiel der Außenwand 12.
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Im
Beispiel der 2d ist
die untere Wand des Resonators durch einen Teil der Felge 2 gebildet.
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Die 4 stellt eine vorteilhafte
Variante dar, bei der die Resonatoren von den Zellen eines Sicherheitsstützkörpers bekannter
Art gebildet sind. Um die Anordnung zu vereinfachen, sind die Öffnungen
in der angesetzten Wand vorgesehen. Rohre 17, die in den Öffnungen
vorgesehen sind, gestatten es, die Schwingungseigenschaften der
Resonatoren zu optimieren.
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Obwohl 4 einen Stützkörper darstellt,
in dem die Hohlräume
identische Volumina haben und in einer regelmäßigen Ordnung angeordnet sind, können die
Volumina auch längs
des Umfanges variieren, und/oder die Anordnung kann nicht gleichförmig sein
und zum Beispiel Abschnitte ohne Resonator aufweisen, oder mit Resonatoren
anderer Abmessungen, usw. Die Abmessungen und Lagen der Öffnungen 15 und/oder
der Rohre 17 können
ebenfalls längs
des Umfangs variieren. Die Verwendung von Resonatoren mit unterschiedlichen
Charakteristiken kann zum Beispiel dazu dienen, verschiedene Resonanzfrequenzen
abzuschwächen,
die sich jede mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit manifestiert. Die 13a bis 13d stellen andere Beispiele dar, bei denen
lediglich einige Hohlräume
verwendet werden, um Resonatoren zu bilden. Tatsächlich haben mehrere Versuche
gestattet, zu demonstrieren, daß die Verwendung
einer eingeschränkten
Anzahl von Resonatoren in manchen Fällen gestatten kann, die akustische
Energie in befriedigender Weise abzuschwächen, die durch Schwingung
von Luft im Hohlraum erzeugt wurde. Die 12a und 12b stellen dar,
wie solche Resonatoren zum Beispiel in einen Stützkörper integriert werden können.
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Nach
einer anderen Variante, die in 5 dargestellt
ist, können
die Resonatoren zum Beispiel in einer alternierenden Anordnung gegenüberliegend angeordnet
werden, wie gezeigt.
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Die 6 und 7 stellen eine erfindungsgemäße Ausführungsform
dar, in der der Stützkörper 4 gegen
die Felge 2 derart anliegend angeordnet ist, daß ein Hohlraum
zwischen der Felge und dem Stützkörper gebildet
wird. Dieser Hohlraum wird teilweise für die Ausbildung der Resonatoren
dienen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
weist die Felge vorstehende Abschnitte 21 oder Erhöhungen auf,
zwischen denen hohle Abschnitte 22 oder Einbuchtungen festgelegt
sind. Um einen Hohlraum wie den eines Resonators zu erhalten, genügt es, die hohlen
Abschnitte 22 mit einer Verschlußwand 23 zu schließen. Man
verwendet nun vorteilhafterweise eine oder mehrere Wände eines
Stützkörpers 4,
die zum Beispiel gegen die vorstehenden Abschnitte 21 der
Felge anliegen.
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Die
Hinzufügung
einer oder mehrere Öffnungen 15 gestattet
den Erhalt eines Helmholtz- oder Viertelwellen-Resonators. Die Öffnungen
können
in der Stützkörper-Verschlußwand 23 vorgesehen
sein, wie es in 6 dargestellt
ist, oder selbst in der Felge, zum Beispiel durch einen vorstehenden
Abschnitt 21 hindurch, wie es in 7 dargestellt ist. Ein Rohr 17 kann
ebenfalls in der Öffnung
angeordnet sein, gleichgültig,
ob diese in der Felge oder im Stützkörper vorgesehen
ist.
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Radiale
Wände,
die sich zwischen der Felge 2 und der Wand 23 des
Stützkörpers derart
erstrecken, daß sie
mehrere Hohlräume
c in Um fangsrichtung um die Felge herum isolieren, gestatten es,
eine Baugruppe zu erhalten, die eine Vielfalt von Resonatoren aufweist.
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Aus
den Beispielen, die in 6 und 7 dargestellt sind, ergibt
bzw. ergeben sich ein oder mehrere Resonatoren, jeder mit einem
Hohlraum 11, in Strömungsmittelverbindung
mit dem Hohlraum C, der zwischen der Felge und dem Reifen geformt
ist, und zwar durch eine Öffnung 15,
die gegebenenfalls mit einem Rohr 17 versehen ist.
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Eine
derartige Ausbildung ist besonders vorteilhaft, da sie ja gestattet,
die Amplitude zu reduzieren oder sogar bestimmte Arten der Resonanz
zu unterdrücken,
ohne daß die
Felge in bedeutender Weise modifiziert werden muß (allenfalls muß man eine oder
mehrere Durchbrüche
auf Höhe
der Felge vorsehen), oder ohne die Hinzufügung eines zusätzlichen
Elements zu benötigen,
das einzig und allein konzipiert ist, um die Resonatoren aufzunehmen.
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Eine
solche Ausbildung kann zum Einrichten von Helmholtz- oder Viertelwellen-Resonatoren
dienen.
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Die 8a bis 8f stellen Beispiele von Varianten von
Anordnungen von Öffnungen
dar, die die Strömungsmittelverbindung
zwischen den jeweiligen Hohlräumen
der Resonatoren und dem Rad gestatten. So stellt 8a ein erstes Beispiel dar, in dem die Öffnungen 15 alle
im wesentlichen den selben Durchmesser haben. 8b stellt ein Beispiel dar, das eine
Reihe von Öffnungen
mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, und zwar in diesem
Fall gemäß einem
im wesentlichen regelmäßigen Fortschreiten
vom kleinsten bis zum größten Durchmesser. 8c stellt eine Variante
dar, in der Paare von Hohlräumen
untereinander in Strömungs mittelverbindung
stehen, wobei im übrigen
jede von ihnen mit dem Hohlraum C des Rades verbunden ist. Im dargestellten
Beispiel haben die Öffnungen 15 unterschiedliche
Durchmesser und befinden sich an unterschiedlichen Stellen, aber
die eine oder die andere könnte
identisch sein. 8d stellt
eine andere Variante dar, in der vier Hohlräume in Verbindung stehen, wobei
nur ein einziger von ihnen mit dem Hohlraum C des Rades in Verbindung
steht.
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Gemäß einer
vorteilhaften Variante sind, besonders für Helmholtz-Resonatoren, die Hohlräume derart
angeordnet, daß sie
ein Netz bilden. Die 8c, 8d und 8f stellen solche Beispiele dar. Eine solche
Anordnung kann gegebenenfalls auf eine oder mehrere Frequenzen einwirken.
Eine Variante nach Art der, die in 8d dargestellt
ist, kann es gestatten, die Doppelanordnung eines Stützkörpers in Funktion
eines Reifens mit gegebener Abmessung zu erleichtern. Eine oder
mehrere Reihen von Hohlräumen
sind miteinander verbunden; in Funktion der Frequenz oder des Frequenzbereiches,
auf den man einzuwirken wünscht,
ist ein Hohlraum oder sind mehrere Hohlräume einer jeden Reihe gelocht,
um die Verbindung mit dem Hohlraum C des Rades herzustellen. Man
kann so ein und den selben Stützkörper für mehrere
Reifenabmessungen verwenden.
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Solche
Beispiele von Varianten können
ersichtlicherweise in gleichem Maße für Ausführungsformen verwendet werden,
wo die Resonatoren völlig in
den Stützkörper integriert
sind, wie für
Ausführungsformen,
wo die Resonatoren durch Wände
des Stützkörpers und
der Felge ausgebildet sind.
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Die 9a bis 9d stellen Beispiele von Anordnungsvarianten
der Öffnungen
dar, die die Strömungsmittelverbindung
zwischen den jeweiligen Hohlräumen
der Resonatoren und des Rades gestatten, mit verschiedenen Anordnungsbeispielen
von Rohren 17. So stellt die 9a ein
erstes Beispiel dar, in dem die Rohre 17 alle im wesentlichen
den selben Durchmesser und die selbe Länge haben. 9b stellt ein Beispiel dar, das eine
Reihe von Hohlräumen
mit Rohren in unterschiedlichen Längen aufweist, in diesem Fall
im wesentlichen gleichmäßig fortlaufend
von der kürzesten
Länge bis
zur längsten Länge. 9c stellt ein Beispiel dar,
das eine Reihe von Hohlräumen
mit Rohren unterschiedlicher Durchmesser aufweist, in diesem Fall
im wesentlichen gleichmäßig fortlaufend
vom kleinsten Durchmesser bis zum größten Durchmesser. Schließlich stellt 9d eine Variante dar, bei
der die Rohre nach unterschiedlichen Anordnungsarten angeordnet
sind. Natürlich
ist es möglich,
die unterschiedlichen Ausbildungsarten miteinander zu kombinieren, oder
noch andere ins Auge zu fassen, die zum Beispiel unregelmäßig fortlaufen,
und/oder Reihen, die eine Anzahl unterschiedlicher Hohlräume aufweisen, ohne
daß man
den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.
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In
der Praxis besteht während
der Fahrt infolge einer Quetschung des Reifens und bei der Drehung
des Rades die Gefahr, daß eine
Verdopplung der Resonanzfrequenz erzeugt wird, besonders bei der
ersten Schwingungsart des Hohlraumes. Bei Helmholtz-Resonatoren
kann man wählen,
verschiedene Resonatoren zu haben, die jeweils auf unterschiedliche
Frequenzen einwirken, oder man kann auch zum Beispiel Paare oder
andere Gruppierungen von Resonatoren haben, usw.
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Solche
Beispiele von Varianten können
ersichtlicherweise verwendet werden, und zwar ebenso für Ausführungsformen,
bei denen die Isolato ren völlig
in den Stützkörper integriert
sind, wie für
Ausführungsformen,
bei denen die Resonatoren durch Wände des Stützkörpers und der Felge ausgebildet sind.
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Gemäß einer
anderen, vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung, die in den 10 und 11 dargestellt ist, wird
der Sicherheitseinsatz verwendet, um Viertelwellen-Resonatoren aufzunehmen.
Nach dieser Art von Resonator kann der Einsatz zum Beispiel in zwei
oder vier Abschnitte oder Hohlräume
unterteilt werden, von denen jeder im wesentlichen dem Viertel der
Wellenlänge
der natürlichen
Resonanz entspricht, die man abzuschwächen wünscht. Jeder Hohlraum c ist
unmittelbar oder mittelbar mit dem Hohlraum C durch mindestens eine Öffnung verbunden,
der in dem Volumen gebildet ist, das zwischen dem Reifen und der
Felge gelegen ist.
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Das
Beispiel, das in den 10 und 11 dargestellt ist, zeigt
einen Sicherheitsstützkörper der
selben Art wie die, die in 2 dargestellt
ist, worin die Hohlräume 11 mit
länglicher
Form (weil sie λ/4
abdecken müssen)
in Umfangsrichtung in Anlage gegen den Körper des Stützkörpers verteilt sind. 11 stellt die Ausrichtung
der Hohlräume
dar, die mit Öffnungen 15 versehen
sind, die gegebenenfalls mit Rohren versehen sind, die den bereits
beschriebenen gleichartig sind. Die Öffnungen 15 stellen
die Strömungsmittelverbindung
zwischen den Hohlräumen 11 und
dem Hohlraum C des Rades sicher. In typischer Weise weist ein Viertelwellen-Resonator
mindestens einen Hohlraum auf, der sich über eine Umfangsstrecke von
etwa λ/4
erstreckt. Eine in Umfangsrichtung symmetrische Anordnung erleichtert die
Auswuchtung bzw. den Gleichgewichtszustand des Rades. Man kann mehrere
Reihen von Resonatoren vorsehen, um so von diesen mehr als vier
zu erreichen, zum Beispiel acht.
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Dieser
Resonator hat zur Wirkung, eine Welle mit einer Phase zu erzeugen,
die bezüglich
der Parasitenwelle umgekehrt ist, was zur Wirkung hat, diese zu
verhindern.
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Zusammen
mit Viertelwellen-Resonatoren kann man auch einen Resonator haben,
der größer als
ein Viertel der Wellenlänge
ist, um gegen niedrigere Frequenzen einzuwirken, oder kleinere Resonatoren,
um gegen eine höhere
Frequenz einzuwirken.
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Man
kann auch einen Viertelwellen-Resonator mit einem länglichen
Hohlraum ausbilden, der im wesentlichen eine Strecke von λ/2 überdeckt,
mit einer im wesentlichen mittigen Öffnung. Jeder halbe Hohlraum
wirkt dann als ein Resonator.
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Mit
Resonatoren der einen oder anderen Art kann man auf eine mittlere
Frequenz abzielen oder darauf abzielen, das Band der Wirksamkeit
des Resonatores zu vergrößern. Zum
Beispiel kann ein Resonator ein gegebenes Band von Frequenzen abdecken.
Man kann auch das Band der Wirksamkeit verbreitern, indem man in
oder an einem Resonator ein Dämpfungsmaterial
anordnet, wie zum Beispiel ein schaumartiges Material.
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Da
die Resonanzfrequenz eines Rades unmittelbar mit dessen Durchmesser
verknüpft
ist, ist es leicht, die vorliegende Vorrichtung an alle möglichen Radabmessungen
anzupassen, wobei man weiß, daß, je grö ßer der
Raddurchmesser ist, desto geringer die natürliche Frequenz sein wird.
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Solche
Beispiele von Varianten können
ersichtlicherweise ebenso für
Ausführungsbeispiele verwendet
werden, bei denen die Resonatoren völlig in den Stützkörper integriert
sind, wie für
Ausführungsformen,
bei denen die Resonatoren durch Wände des Stützkörpers und der Felge ausgebildet
sind.