DE60013691T2

DE60013691T2 - Rad mit Dämpfer für ein Motorfahrzeug und dessen Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60013691T2
Application number: DE60013691T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Yonban-cho Chiyoda-ku Kimura; Tadashi Yonban-cho Chiyoda-ku Imamura
Original assignee: Bridgestone Corp; Topy Industries Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Topy Industries Ltd
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: EP1055526A3; KR100358344B1; BR0001962A; JP2001058501A; US6439282B1; CN1275497A; CA2309532C; MXPA00005263A; CN1205056C; EP1055526B1; CA2309532A1; EP1055526A2; DE60013691D1; JP3910001B2; KR20000077465A; TW499371B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug sowie auf das Herstellungsverfahren dafür.
In den letzten Jahren wurde aus Gründen des Umweltschutzes die Verbesserung der Brennstoffwirtschaftlichkeit für Kraftfahrzeuge wichtig, und es gibt nachhaltige Forderungen, den Rollwiderstand der Reifen zu reduzieren. Neben verschiedenen Mitteln zur Reduzierung des Rollwiderstands ist ein Mittel zur Unterdrückung des Energieverlusts aufgrund der Verformung des Seitenwandabschnitts des Rads wirksam. Demgemäß wird die Verwendung eines Hochdruckreifens sowie eines Niederquerschnittreifens, der nur eine geringe Höhe sowie einen geringen Unterschied zwischen einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser aufweist, immer häufiger.
Mit einem Reifen, dessen Verformung am Seitenwandabschnitt unterdrückt wird, sind aber die folgenden Probleme verbunden, weil die Funktion, die ein normaler Reifen übernimmt, nämlich die Schwingungsübertragung von der Straße auf den Kraftfahrzeugkörper zu unterdrücken, verringert wird:
(1) Die Fahrqualität sinkt, so dass sich ein so genanntes "holpriges Fahrgefühl" entwickelt. Der Grund dafür liegt darin, dass die Schwingung in die vertikale Richtung im Bereich von 10 Hz oder mehr im Vergleich zu einem normalen Reifen nur sehr wenig gedämpft wird.
Ist ein Kraftfahrzeug mit einem normalen Reifen ausgestattet, so wird die Schwingung im Bereich von 10 bis 12 Hz oder mehr vom Reifen absorbiert oder gedämpft, und eine Schwingung unter 10 – 12 Hz, einschließlich eines Gefühls des Schwimmens und Neigens im Bereich von 5 Hz oder weniger sowie ein Schwingungsgefühl im Bereich von 5–12 Hz wird von einer Radaufhängung absorbiert oder gedämpft. Mit einem Hochdruck- und dem Niederquerschnittreifen wird, da die Steifheit des Reifens in die vertikale Richtung zunimmt, die Schwingung im Bereich von 10 bis 30 Hz geringfügig gedämpft.
Die Japanische Patentveröffentlichung HEI 5-338401 schlägt ein Rad vor, in welchem ein gegen Schwingungen isolierender Gummi zwischen einer Felge und einer Scheibe angeordnet ist. Im vorgeschlagenen Rad wirkt der Gummi als Schwingungsbarriere zur Isolierung der Schwingung aufgrund der Viskosität oder Viskoelastizität des Gummis, und somit wirkt der Gummi nicht als Federdämpfer. Weiters wirkt der Gummi bei Druck und weist eine zu hohe Federkonstante auf, um wirksam das oben beschriebene holprige Gefühl zu dämpfen. In beinahe allen der vorgeschlagenen Räder, die einen gegen Schwingungen isolierenden Gummi zwischen einer Felge und einer Scheibe angeordnet aufweisen, zielt der Gummi darauf ab, bei Druck zu wirken, und er ist zu hart, um effektiv das holprige Gefühl zu dämpfen.
(2) Aus demselben Grund wie zuvor verstärkt sich auch das Straßengeräusch (ein Geräusch, das man als "zaa" hört, wenn ein Kraftfahrzeug auf einer Straße fährt). Die durch die Straßenoberfläche erzeugte Schwingung wird zum Körper übertragen und versetzt die Körperplatte in Schwingung, so dass das Straßengeräusch erzeugt wird. Obwohl sich der Frequenzbereich, in welchem das Straßengeräusch auftritt, je nach Kraftfahrzeug ändert, tritt das Straßengeräusch eher im Bereich von 50 bis 100 Hz aus der allgemeinen Struktur eines Kraftfahrzeugs auf. Das Straßengeräusch wird insbesondere in der Nähe von 250 Hz, wo der Reifen eine säulenartige Resonanz erzeugt, besonders laut.
(3) Es entstehen Probleme in Zusammenhang mit der Instabilität der Steuerbarkeit. Insbesondere mit einem Reifen, der eine hohe Steifigkeit auf seiner Lauffläche aufweist, so z.B. ein breiter Reifen, ist die Schubkraft am Radsturz klein, und das Rad wird eher in einen schrägliegenden Abschnitt der Straße, z.B. eine Reifenspur, gezogen. Mit einem normalen Reifen gleitet das Rad nicht leicht in die Reifenspur ab, da die Schwerkraft, um das Rad in die Reifenspur hineinzuziehen, durch die Schubkraft des Sturzes aufgehoben wird. Im Gegensatz dazu ist bei einem Reifen mit einer hohen Steifigkeit auf der Lauffläche die Schubkraft am Sturz zu klein, um die Wirkung der Schwerkraft aufzuheben, da die Lauffläche des Reifens nicht leicht zur Neigung der Reifenspur verformt wird, so dass das Rad leicht in die Reifenspur auf der Straße hineingleitet.
Weiters nimmt bei einem herkömmlichen Rad, in welchem die Felge und die Scheibe steif miteinander verbunden sind, die Kraft, mit welcher der Reifen an der Straße haftet, während das Kraftfahrzeug rollt, ab. Rollt das Fahrzeug in eine schnelle Kurve, so stellt sich das Kraftfahrzeug leicht quer, und es wird ein Sturzwinkel zwischen dem Kraftfahrzeug und der Straßenoberfläche erzeugt. Zur selben Zeit neigt sich die Felge, und der Reifen neigt sich, und als Ergebnis dessen wird der Straßenkontaktdruck des Reifens in die Breitenrichtung des Reifens ungleichförmig, und die Kraft, mit welcher der Reifen an der Straße haftet, nimmt ab. Somit verringert sich auch die der Zentrifugalkraft entgegenwirkende Kraft, und trotz der Bemühungen, das Kraftfahrzeug während des Drehens zu steuern, rutscht das Fahrzeug gerade aus. Herkömmlicherweise wird ein solches Rutschen durch die Radaufhängung verhindert. Wird stark gerollt, so kann ein Rutschen nicht durch eine Aufhängung allein verhindert werden.
Weiters ist mit einem Hochleistungsreifen wie dem Breitreifen eine plötzliche Steuerfähigkeit des Fahrzeugs wahrscheinlich. Der Anstiegswinkel der Gierrate (Gierungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Steuerwinkel) des Hochleistungsreifens ist im Vergleich zu jenem des normalen Reifens groß. Somit funktioniert mit dem Hochleistungsreifen nach einem vorbestimmten unwirksamen Steuerwinkel das Lenken plötzlich. Ist der Hochleistungsreifen auf dem Kraftfahrzeug befestigt, das auf die Montage eines normalen Reifens abgestimmt wurde, so ist die Lenkverstärkung für das zu stehende Fahrzeug zu groß, und es ergibt sich ein Lenkproblem.
(4) Um die Unwucht und die Einförmigkeit des Rades zu kompensieren, ist es notwendig, ein Ausgleichsgewicht am Rad zu befestigen und das Rad auszugleichen.
(5) Ist das Rad mit einem Gummielement zwischen der Felge und der Scheibe montiert, so sollte, wenn das Gummielement bricht, die Sicherheit gewährleistet bleiben. Somit sollten, selbst wenn das Gummielement bricht, die Felge und die Scheibe nicht von einander getrennt werden, und selbst wenn das Gummielement bricht, sollte es der Felge und der Scheibe möglich sein, ein Antriebsdrehmoment und ein Bremsdrehmoment zwischen diesen zu übertragen. Bei beinahe allen vorgeschlagenen Rädern mit zwischen der Felge und der Scheibe angeordnetem Gummielement werden, wenn das Gummielement bricht, das Antriebsdrehmoment und das Bremsdrehmoment zwischen der Felge und der Scheibe nicht mehr übertragen. Somit können solche vorgeschlagenen Räder in der Praxis nicht mehr verwendet werden.
Ein Ziel der Erfindung liegt darin, ein Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das die Fahrqualität verbessern kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das Straßengeräusche unterdrücken aber auch die Fahrqualität verbessern kann.
Weitere Zielsetzungen in einigen Ausführungsformen sind wie folgt:
ein Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das die Lenksteuerbarkeit sowie die Fahrqualität verbessert;
ein Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das es dem Fahrzeug ermöglicht, Selbstausrichtung des Radreifens zu erzielen und das Fahrverhalten zu verbessern.
ein Rad mit einem Dämpfer bereitzustellen, welches es dem Fahrzeug ermöglicht sicher über eine gewisse Strecke betrieben zu werden, selbst wenn ein Gummielement, das zwischen einer Felge und einer Scheibe angeordnet ist, bricht, sowie auch das Fahrverhalten zu verbessern; und
ein Herstellungsverfahren mit hoher Produktivität für ein Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird.
Die Erfindung stellt ein Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug bereit, wie dies in Anspruch 1 dargelegt ist, sowie ein Herstellungsverfahren für dasselbe, wie dies in Anspruch 20 dargelegt ist.
Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßes Rad wie folgt konstruiert:

2) Im erfindungsgemäßen Rad wird die Federkonstante des Gummielements des Dämpfers so gewählt, dass die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems mit einer Feder des Gummielements und einer Masse des Kraftfahrzeugs in einem Bereich von 8 bis 10 Hz liegt.
3) Im erfindungsgemäßen Rad wird eine Federkonstante des Gummielements des Dämpfers so gewählt, dass die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems mit der Feder des Gummielements und der Masse der Felge in einem Bereich von 70 bis 150 Hz liegt.
4) Im erfindungsgemäßen Rad ist die Felge eine Felge zum Befestigen eines Niedergüerschnittreifens oder eines Hochdruckreifens auf diese.
5) Im erfindungsgemäßen Rad umfasst das Gummielement des Dämpfers einen zweiten Abschnitt, der mit einem gegenüberliegenden Element in Kontakt gebracht wird, um als ein Stoppmittel zu wirken, wenn die Felge und die Scheibe eine größere relative Verschiebung zueinander in die vertikale Richtung als den Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt und dem gegenüberliegenden Element verursachen.
6) Im erfindungsgemäßen Rad umfasst der Dämpfer: ein Felgenseitenelement, das gegen die Felge gedrückt, mit dieser verbunden, an dieser befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet ist, und ein Scheibenseitenelement, das gegen die Scheibe gedrückt, mit dieser verbunden, an dieser befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet wird. Der Dämpfer umfasst einen ersten Abschnitt mit einander gegenüberliegenden Enden. Der erste Abschnitt ist am Felgenseitenelement an einem der gegenüberliegenden Enden und am Scheibenseitenelement am anderen der gegenüberliegenden Enden befestigt. Ein kleinster Durchmesser des Felgenseitenelements ist kleiner als der größte Durchmesser des Scheibenseitenelements, so dass das Felgenseitenelement und das Scheibenseitenelement in eine axiale Richtung des Rades nicht voneinander getrennt werden können.
7) Im erfindungsgemäßen Rad umfasst der erste Abschnitt des Gummielements eine erste Endfläche, wo der erste Abschnitt an der Felge oder an einem an der Felge befestigten Felgenseitenelement befestigt ist, und eine zweite Endfläche, wo der erste Abschnitt an der Scheibe oder an einem an der Scheibe befestigten Scheibenseitenelement befestigt ist. Die erste Endfläche und die zweite Endfläche des ersten Abschnitts des Gummielements erstrecken sich orthogonal auf eine Radachse.
8) Im erfindungsgemäßen Rad umfasst der erste Abschnitt des Gummielements eine Innenfläche und eine Außenfläche, die einen Zwischenraum berühren und eine freie Oberfläche sind.
9) Im erfindungsgemäßen Rad erstreckt sich der erste Abschnitt des Dämpfers in eine axiale Richtung des Rads oder mit einem Winkel von weniger als 10 Grad zu einer Radachse, wenn auf den Dämpfer keine Last wirkt.
10) Im erfindungsgemäßen Rad besteht das Gummielement aus Gummi oder einem Laminat aus Gummiplatten und Metallplatten oder Gummi mit eingebettetem Metalldraht.
11) Im erfindungsgemäßen Rad ist der erste Abschnitt des Gummielements an der Felge oder an einem an der Felge befestigten Felgenseitenelement und an der Scheibe oder einem an der Scheibe befestigten Scheibenseitenelement mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt.
12) Im erfindungsgemäßen Rad ist der erste Abschnitt des Gummielements an der Felge oder an einem Felgenseitenelement, das an der Felge oder der Scheibe befestigt ist, befestigt, oder an einem Scheibenseitenelement, das durch mechanische Befestigung an der Scheibe befestigt ist. Bei der mechanischen Befestigung wird die Oberfläche der Felge oder des Felgenseitenelements zum Befestigen des Gummielements gerändelt, und eine Oberfläche der Scheibe oder des Scheibenseitenelements wird zum Befestigen des Gummielements gerändelt. Das Gummielement wird in eine axiale Richtung des Rades gegen die gerändelte Oberfläche gedrückt, um in die gerändelten Oberflächen einzugreifen.
13) Im Rad gemäß (5) ist ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Abschnitt des Gummielements des Dämpfers und einem gegenüberliegenden Element, das dem zweiten Abschnitt gegenüberliegt, vorgesehen. Die Größe des Zwischenraums in radialer Richtung des Rades ist mit 2d + α gewählt, wobei d die Auslenkung des Dämpfers ist, wenn eine Schwerkraft des Kraftfahrzeugs auf den Dämpfer wirkt, und α ist ein Wert im Bereich von 0 bis 1 mm.
14) Im Rad gemäß (5) wird der zweite Abschnitt des Gummielements mittels Vulkanisierungsverklebung entweder an der Felge oder einem Felgenseitenelement, das an der Felge befestigt ist, oder an der Scheibe oder einem an der Scheibe befestigten Scheibenseitenelement befestigt.
15) Im Rad gemäß (5) ist das Felgenseitenelement mittels einer ersten Schweißnaht an der Felge befestigt, und das Scheibenseitenelement ist durch eine zweite Schweißnaht an der Scheibe befestigt. Die Position und die Art der ersten und der zweiten Schweißnaht sind so gewählt, dass eine nach der Vulkanisierungsverklebung des Gummielements ausgeführte Schweißnaht aufgrund der beim Schweißen erzeugten Hitze das Gummielement nicht beschädigt.
16) Im Rad gemäß (6) umfasst das Felgenseitenelement zwei Unterelemente. Ein Unterelement der zwei Unterelemente wird gegen die Felge gedrückt, ohne dass es an die Felge angeschweißt wird, und das andere Unterelement der zwei Unterelemente wird an die Felge geschweißt.
17) Im erfindungsgemäßen Rad besteht die Felge aus Stahl, geschmiedetem Aluminium, gegossenem Aluminium, synthetischem Harz oder faserverstärktem Polymer.
18) Im erfindungsgemäßen Rad besteht die Scheibe aus Stahl, geschmiedetem Aluminium, gegossenem Aluminium, synthetischem Harz oder faserverstärktem Polymer.

Da die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems mit der Feder des Gummielements und der Masse des Kraftfahrzeugs im Bereich von 6 bis 12 Hz liegt, wird bei einem Rad der Erfindung die Schwingung, die in einem geringfügig höheren Bereich als der natürlichen Eigenfrequenz liegt, so gedämpft, dass das holprige Gefühl unterdrückt und die Fahrqualität verbessert wird. Ist der Resonanzpunkt des Schwingungssystems geringfügig unter 10 Hz eingestellt, so wird das holprige Gefühl im Bereich von 10 bis 30 Hz absorbiert und gedämpft.
Da der Dämpfer über eine weiche Struktur verfügt, neigt sich weiters der Reifen aufgrund der Verformung des Dämpfers. Als Ergebnis dessen ist die Schubkraft am Sturz des Rades groß, und es wird verhindert, dass das Rad in die Reifenspur hineinfällt. Weiters neigt sich, wenn ein Sturzwinkel aufgrund des Rollens des Kraftfahrzeugs auf das Rad hervorgerufen wird, die Felge entlang der Straße, so dass der Straßenkontaktdruck des Reifens einheitlich ist und die Eigenschaft der Straßenhaftung des Reifens verbessert wird. Daraus ergibt sich, dass die Steuerbarkeit während einer Kurve stabil wird. Weiters gibt es, da der Dämpfer über eine weiche Struktur verfügt, beim Lenken eine Zeitverzögerung, so dass eine plötzliche Fähigkeit, ein Kraftfahrzeug zu lenken, modifiziert wird, und auch die Steuerbarkeit wird verbessert.
Da der Dämpfer eine weiche Struktur aufweist, verfügt das auf dem Reifen montierte Rad über eine Funktion der Selbstausrichtung. Das bedeutet, dass das bereifte Rad so funktioniert, dass es selbst eine Rotationsmitte sucht und rotiert, und somit wird es nicht notwendig, ein Ausgleichsgewicht zu montieren, um die Unwucht des bereiften Rades zu kompensieren. Auf diese Weise wird das Auswuchten unnötig.
Da die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems mit dem Gummielement und der Masse der Felge in einem Bereich von 50 bis 200 Hz liegt, wird mit einem Rad gemäß dieser Erfindung eine Schwingung in einem Bereich, der geringfügig höher als die erste Eigenfrequenz ist, so gedämpft, dass die Schwingungsübertragbarkeit im Bereich von 150 bis 500 Hz unterdrückt und ein Straßengeräusch verringert wird.
Weiters kann, da im erfindungsgemäßen Rad das Gummielement in einer Schubverformung wirkt, der erste Abschnitt als weiche Feder mit einer geringen Federkonstante wirken, und die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems mit einer Feder des Gummielements und einer Masse des Kraftfahrzeugs kann leicht in einem Bereich von 6 bis 12 Hz eingestellt werden.
Mit einem Rad gemäß einem der Absätze (5), (13) und (14) kann, da das Anschlag-Gummielement vorgesehen ist, selbst wenn der erste Abschnitt des Gummielements bricht, das Kraftfahrzeug noch immer aufgrund der Drehmomentübertragung zwischen dem Anschlag-Gummielement und dem gegenüberliegenden Element gelenkt werden.
Mit einem Rad gemäß einem der Absätze (6), (15) und (16) können sich, da ein kleinster Durchmesser des Felgenseitenelements kleiner als ein größter Durchmesser des Scheibenseitenelement ist, das Felgen- und das Scheibenseitenelement nicht voneinander in axialer Richtung des Rads trennen. Somit ist, selbst wenn das Gummielement des Dämpfers bricht, dieses Brechen betriebssicher.
Mit dem Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Rades wird, da die Felge und die Scheibe einstückig gegossen werden und danach der Guss in Felge und Scheibe geschnitten wird, die Produktivität im Vergleich zu dem Fall, dass die Felge und die Scheibe getrennt voneinander gegossen werden, verbessert.
Die Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen noch besser verständlich, worin
1 ein Querschnitt eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Querschnitt eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein Querschnitt eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Querschnitt eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein Querschnitt eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Querschnitt eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 eine Seitenvorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
8 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 8-8 der 7 ist;
9 eine Vorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
10 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 10-10 der 9 ist;
11 eine Vorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
12 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 12-12 der 11 ist;
13 eine Vorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
14 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 14-14 der 13 ist;
15 eine Vorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
16 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 16-16 der 15 ist;
17 eine Vorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
18 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 18-18 der 17 ist;
19 eine Vorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
20 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 20-20 der 19 ist;
21 eine Vorderansicht eines Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
22 ein Querschnitt des Rads entlang der Linie 22-22 der 21 ist;
23 eine schematische Ansicht eines Schwingungssystems eines Kraftfahrzeugs, an dem ein Rad und ein Dämpfer angebracht sind, und das auf jede Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann;
24 eine grafische Darstellung einer Schwingungsübertragbarkeit in Anhängigkeit von der Frequenz des Rads mit einem Dämpfer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und gemäß einem herkömmlichen Rad ohne Dämpfer ist;
25 eine grafische Darstellung einer Belastung in Anhängigkeit von der Verformung einer Feder des Rades mit einem Dämpfer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und gemäß einem herkömmlichen Rad ohne Dämpfer ist;
26 eine grafische Darstellung eines Schwingungspegels (dB) in Abhängigkeit von der Frequenz (Hz) auf einer Feder (an einer Sitzschiene) in einem Niederfre quenzbereich (0 bis 45 Hz) im Fall ist, dass ein Kraftfahrzeug mit einem Rad und einem Dämpfer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einer holprigen Straße fährt, und im Fall, dass ein Kraftfahrzeug mit einem herkömmlichen Rad ohne Dämpfer auf der holprigen Straße fährt;
27 eine grafische Darstellung eines Geräuschpegels (dB) über die Frequenz (Hz) in einem Hochfrequenzbereich (100 bis 500 Hz) im Fall ist, dass ein Kraftfahrzeug mit einem Rad und einem Dämpfer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einer holprigen Straße fährt, und im Fall, dass ein Kraftfahrzeug mit einem herkömmlichen Rad ohne Dämpfer auf der holprigen Straße fährt; und
28 ein schematisches Arbeitsdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines Rads mit einem Dämpfer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Strukturabschnitte, die in allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gleich oder ähnlich sind, sind mit denselben Bezugsziffern von der ersten bis zur vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnet.
Erste Strukturabschnitte, die in allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gleich oder ähnlich sind, sind z.B. mit Bezug auf die 7 und 23 bis 28 erklärt.
Wie in 7 dargestellt ist, umfasst ein Rad 1 mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Erfindung eine Felge 10, eine Scheibe 20, die von der Felge 10 radial beabstandet ist, sowie einen Dämpfer 30, der zwischen der Felge 10 und der Scheibe 20 angeordnet ist. Der Dämpfer 30 verfügt über ein Gummielement 33 mit einer Federkonstante. Der Dämpfer 30 verbindet Felge 10 und Scheibe 20. Aufgrund des Dämpfers 30 können die Felge 10 und die Scheibe 20 einander in die vertikale Richtung verschieben, wenn das Rad 1 auf dem Kraftfahrzeug montiert ist. Das Gummielement 33 des Dämpfers 30 umfasst einen ersten Abschnitt 33a, 33b. In einem Schwingungssystem mit einer Feder des ersten Abschnitts 33a, 33b und einer Masse des Kraftfahrzeugs kann der erste Abschnitt 33a, 33b eine Schwingung, die geringfügig höher als ein Resonanzpunkt des Schwingungssystems ist, dämpfen.
Der erste Abschnitt 33a, 33b ist ein Element, um die Schwingung aufgrund der Feder zu dämpfen, und dies ist kein Element, um als Schwingungsisolierungssperre zu arbeiten oder um die Schwingung aufgrund der Viskosität zu verringern.
An der Felge 10 ist ein Niederquerschnittreifen 40 oder ein Hochdruckreifen 40 montiert.
Die Felge 10 besteht aus Stahl, geschmiedetem Aluminium, gegossenem Aluminium, synthetischem Harz oder faserverstärktem Polymer. Ähnlich besteht auch die Scheibe 20 aus Stahl, geschmiedetem Aluminium, gegossenem Aluminium, synthetischem Harz oder faserverstärktem Polymer.
Es sind auch verschiedene Kombinationen möglich. So können z.B. sowohl die Felge 10 als auch die Scheibe 20 aus Stahl, Aluminium oder synthetischem Harz bestehen; oder entweder die Felge 10 oder die Scheibe 20 besteht aus Stahl, und das andere Element, Felge 10 oder Scheibe 20, besteht aus Aluminium oder synthetischem Harz. Es ist jede beliebige Kombination möglich.
Die Felge 10 umfasst Flanschabschnitte 11a und 11b (worin der Bezug a eine Vorderseite und b eine Rückseite bezeichnet), die an den gegenüberliegenden Enden in einer axialen Richtung des Rads angeordnet sind, Wulstsitzabschnitte 12a und 12b, die mit den Flanschabschnitten 11a bzw. 11b verbunden sind, Seitenwandabschnitte 13a und 13b, die mit den Wulstsitzabschnitten 12a bzw. 12b verbunden sind, und einen Tiefbettabschnitt 14, der an einem axial mittrigen Abschnitt des Rades angeordnet ist.
Die Felge 10 kann eine Felge ohne mittleren Tiefbettabschnitt sein, d.h. eine Tiefbett-lose Felge. Im Fall einer Felge ohne Tiefbettabschnitt ist die Felge in axialer Richtung der Felge in zwei Abschnitte geteilt: in eine Tiefbettabschnitt-lose Innen-Felge und eine Außen-Felge, die mit der Innen-Felge verbunden wird, nachdem ein Reifen an der Innen-Felge angepasst wurde. Durch diese Struktur kann der Dämpfer 30 an einem am axial mittleren Abschnitt der Tiefbett-losen Felge erzeugten Zwischenraum angeordnet werden.
Die Scheibe 20 umfasst einen sich axial erstreckenden Abschnitt 21, der an einem radial äußersten Abschnitt der Scheibe positioniert ist, einen Hutabschnitt 22, der mit dem sich axial erstreckenden Abschnitt 21 verbunden ist, sowie einen Radnaben-Verbindungsabschnitt 23, der an einem radial mittleren Abschnitt der Scheibe positioniert ist. Im Hutabschnitt 22 sind Zierlöcher 26 ausgebildet. Ein Radnabenloch 24 ist in einem Mittelabschnitt des Radnaben-Verbindungsabschnitts 23 ausgebildet, und eine Vielzahl von Bolzenlöchern 25 ist um das Radnabenloch 24 herum gebildet.
Eine radiale Außenfläche des Flanschabschnitts 21 der Scheibe wird in radialer Richtung des Rads von einer Innenfläche eines Abschnitts der Felge 10, die radial außerhalb des Flanschabschnitts 21 positioniert ist, beabstandet, wenn die Scheibe 20 radial innerhalb der Felge 10 angeordnet wird. Dieser Abstand ermöglicht, dass sich die Felge 10 und die Scheibe 20 voneinander verschieben, und er dient dazu, den Dämpfer 30 anzuordnen.
Das Gummielement 33 erstreckt sich kontinuierlich und über den gesamten Umfang des Rads.
Das Gummielement 33 besteht aus Gummi oder einem Laminat aus Gummiplatten und Hartplatten, oder aus Gummi mit eingebettetem Metalldraht. Für den Fall, dass das Gummielement 33 aus einem Laminat aus Gummiplatten und Hartplatten (Metall oder Kunststoff) besteht, die sich orthogonal auf die axiale Richtung des Rads erstrecken, wird eine Federkonstante des Gummielements 33 in axialer Richtung des Rads vergrößert.
Der Dämpfer 30 kann ein Felgenseitenelement 31 und ein Scheibenseitenelement 32 umfassen. Das Felgenseitenelement 31 und das Scheibenseitenelement 32 bestehen aus einem Metall (Stahl oder eine Aluminiumlegierung etc.) oder aus Hartplastik. Für den Fall, dass das Felgenseitenelement 31 und das Scheibenseiten element 32 nicht vorgesehen sind, wird das Gummielement 33 direkt an der Felge 10 und an der Scheibe 20 befestigt.
Das Felgenseitenelement 31 umfasst ein oder mehrere Unterelemente und erstreckt sich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 ist mit der Felge verbunden oder an dieser befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet, oder es kann gegen die Felge 10 gedrückt werden, ohne dass es an die Felge 10 geschweißt wird.
Das Scheibenseitenelement 32 erstreckt sich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Scheibenseitenelement 32 ist mit der Scheibe 20 verbunden oder an dieser befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet, oder es kann gegen die Scheibe 20 gedrückt werden, ohne dass es an die Scheibe 20 geschweißt ist. Das Scheibenseitenelement 32 umfasst ein oder mehrere Unterelemente. Umfasst das Scheibenseitenelement 32 eine Vielzahl von Unterelementen, so können die Unterelemente direkt miteinander verbunden werden, oder sie können indirekt über die Scheibe 20 miteinander verbunden werden.
Ein kleinster Durchmesser des Felgenseitenelements 31 ist kleiner als ein größter Durchmesser des Scheibenseitenelements 32. Aufgrund dieser Struktur wird, selbst wenn das Gummielement 33 bricht, verhindert, dass das Felgenseitenelement 31 und das Scheibenseitenelement 32 sich voneinander in axialer Richtung des Rads trennen. Insbesondere können nach dem Zusammenbau das Felgenseitenelement 31 und das Scheibenseitenelement 32 ineinander in axialer Richtung des Rads eingreifen, so dass selbst bei Bruch des Gummielements 33 das Felgenseitenelement 31 und das Scheibenseitenelement 32 nicht voneinander getrennt werden können. In dieser Struktur muss, um den Zusammenbau zu vereinfachen, zumindest ein Unterelement des Felgenseitenelements 31 oder des Scheibenseitenelements 32 an der Felge oder Scheibe angeschweißt werden, nachdem das Gummielement 33 mittels Vulkanisierungsverklebung zusammengebaut wurde. Die nach der Vulkanisierungsverklebung des Gummielements 33 durchgeführte Schweißnaht muss vom Gummielement 33 ausreichend beabstandet sein, so dass am Gummielement 33 keine Hitzeschäden entstehen, oder es muss eine Form des Schweißens verwendet werden, so z.B. das Laserschweißen, um auf diese Weise die durch das Schweißen erzeugte Hitze auf eine lokalisierte Fläche zu begrenzen.
Das Gummielement 33 umfasst einen oder mehrere (zwei in der Zeichnung) erste Abschnitte 33a und 33b. Die ersten Abschnitte 33a und 33b sind voneinander in axialer Richtung des Rads beabstandet. Jeder erste Abschnitt 33a, 33b ist an der Felge 10 oder am Felgenseitenelement 31 an einem Ende und an der Scheibe 20 oder dem Scheibenseitenelement 32 am anderen Ende befestigt. Jeder erste Abschnitt 33a, 33b verbindet eine Felgenseite und eine Scheibenseite.
Vorzugsweise erfolgt das Befestigen des ersten Abschnitts 33a, 33b an der Felge 10 oder dem Felgenseitenelement 31 und an der Scheibe 20 oder dem Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung. Diese Vulkanisierungsverklebung kann durch mechanische Befestigung ersetzt werden. Eine solche mechanische Befestigung umfasst eine Art des Befestigens, in welcher eine Oberfläche der Felge 10 oder des Felgenseitenelements 31 getändelt wird, um das Gummielement 33 zu befestigen, und in welcher eine Oberfläche der Scheibe 20 oder des Scheibenseitenelements 32 gerändelt wird, um das Gummielement 33 zu befestigen, und in welcher danach das Gummielement 33 in eine axiale Richtung des Rads gegen die gerändelten Oberflächen gedrückt wird, um in die gerändelten Oberflächen in die Umfangsrichtung des Rads und in die vertikale Richtung einzugreifen.
Für den Fall, dass das Felgenseitenelement 31 und das Scheibenseitenelement 32 an der Felge 10 bzw. der Scheibe 20 angeschweißt werden, sollte die nach der Vulkanisierungsverklebung des Gummielements 33 durchgeführte Schweißnaht ausreichend vom Gummielement 33 beabstandet sein, um am Gummielement 33 keine Hitzeschäden entstehen zu lassen.
Der erste Abschnitt 33a, 33b verursacht in erster Linie eine elastische Schubverformung und wirkt als eine Feder, wenn die Felge 10 und die Scheibe 20 sich voneinander in die vertikale Richtung verschieben. Die Schubverformung kann von einer Biegeverformung und/oder einer Zug-Druck-Verformung begleitet werden. Die Schubverformung ist aber im Vergleich zur Biegeverformung und/oder der Zug-Druck-Verformung vorherrschend.
Damit der erste Abschnitt 33a, 33b in erster Linie eine Schubverformung auslöst, ist das Rad wie folgt konstruiert:
Der erste Abschnitt 33a, 33b des Gummielements 33 umfasst eine erste Endfläche, in welcher der erste Abschnitt 33a, 33b an der Felge 10 oder am an der Felge 10 befestigten Felgenseitenelement 31 befestigt ist, sowie eine zweite Endfläche, in welcher der erste Abschnitt 33a, 33b an der Scheibe 20 oder am an der Scheibe 20 befestigten Scheibenseitenelement 32 befestigt ist. Die erste Endfläche und die zweite Endfläche des ersten Abschnitts 33a, 33b des Gummielements 33 erstrecken sich orthogonal auf eine Radachse. Durch diese Struktur verursacht der erste Abschnitt 33a, 33b eine Schubverformung, wenn sich die Felge 10 und die Scheibe 20 voneinander in die vertikale Richtung verschieben. Sind die erste Endfläche und die zweite Endfläche von einer Richtung orthogonal auf die axiale Richtung des Rads geneigt, so würde eine Zug-Druck-Verformung im ersten Abschnitt 33a, 33b ebenso wie eine Schubverformung erzeugt werden. Als Ergebnis dessen wäre die Federkonstante des Gummielements 33 in die vertikale Richtung groß, und das Gummielement wäre hart, und es würde keine erwünschte Dämpfung stattfinden.
Der erste Abschnitt 33a, 33b des Gummielements 33 umfasst eine zylindrische Innenfläche und eine zylindrische Außenfläche, die einen Zwischenraum berühren und freie, unbegrenzte Oberflächen sind. Der Grund dafür liegt darin, dass eine Zug-Druck-Belastung im ersten Abschnitt erzeugt würde und das Gummielement keine Schubverformung verursachen würde, wenn die Innen- und Außenflächen des ersten Abschnitts 33a, 33b durch andere Elemente begrenzt wären. Wie dies in 25 dargestellt ist, ist eine Beziehung von Verformung in Abhängigkeit von der Last der Schubverformung linear, und die Federkonstante des Gummis bei Schubverformung ist kleiner als jene in einer Zug-Druck-Verformung.
Vorzugsweise erstreckt sich der erste Abschnitt 33a, 33b des Gummielements 33 des Dämpfers 30 in eine axiale Richtung des Rads oder in einem Winkel von weniger als 10 Grad (noch bevorzugter weniger als 5 Grad) zur Radachse, wenn keine Last auf den Dämpfer 30 wirkt. Der Grund dafür ist, dass je kleiner der Winkel ist, desto mehr die Zug-Druck-Verformung unterdrückt wird. Daraus ergibt sich, dass die Schubverformung vorherrscht, und die Beziehung von Verformung gegen Last ist im Wesentlichen linear; und die Federkonstante ist relativ klein im Vergleich zu dem Fall, dass das Gummielement einer Zug-Druck-Verformung unterworfen ist. Solange der erste Abschnitt 33a, 33b eine Schubverformung verursacht, kann der Winkel größer als 10 Grad sein, oder z.B. 15 oder 20 Grad.
Vorzugsweise sind die zwei Abschnitte 33a und 33b vorgesehen. Diese zwei ersten Abschnitte sind voneinander in axialer Richtung des Rads beabstandet, und insbesondere ist der eine erste Abschnitt 33a an einer Seite der axialen Radmitte und der andere erste Abschnitt 33b an der anderen Seite der axialen Radmitte positioniert. Der Grund dafür ist, dass ein Neigen der Felge 10 in Bezug auf eine Achse der Scheibe 20 aufgrund der Verformung des Gummielements 33 in einem geeigneten Ausmaß unterdrückt wird, so dass eine exzessive Verformung an den ersten Abschnitten 33a und 33b nicht erzeugt wird, wobei eine hohe Langlebigkeit des Gummielements 33 erreicht wird.
Das Gummielement 33 des Dämpfers 30 umfasst einen zweiten Abschnitt 33c. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich in axialer Richtung zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist Innen- und Außenflächen auf. Der zweite Abschnitt 33c berührt einen Zwischenraum an einer der Innen- und Außenflächen, und er berührt an jeweils der anderen der Innen- und Außenflächen eines der folgenden Elemente: Felge 10, Felgenseitenelement 31, Scheibe 20 und Scheibenseitenelement 32. Es ist ein Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt 33c und einem gegenüberliegenden Element vorgesehen. Eine radiale Dimension δ des Abstands ist mit 2d + α festgelegt, worin d eine Verformung des Dämpfers 30 ist, wenn eine Schwerkraft des Kraftfahrzeugs auf den Dämpfer 30 wirkt, und α ist ein Wert in einem Bereich von 0 bis 1 mm. Der Wert von α kann 1 mm überschreiten. Verursachen die Felge 10 und die Scheibe 20 eine größere relative Verschiebung zueinander in eine vertikale Richtung als den zwischen dem zweiten Abschnitt 33c und dem gegenüberliegenden Element vorgesehenen Zwischenraum, so wird der zweite Abschnitt 33c mit dem gegenüberliegenden Element in Kontakt gebracht und wirkt als Anschlag. Somit wird die Verformung der ersten Abschnitte 33a und 33b auf weniger als einen vorbestimmten Wert begrenzt, und die Haltbarkeit der ersten Abschnitte 33a und 33b wird sichergestellt.
Da der zweite Abschnitt 33c den Zwischenraum an einer Oberfläche des zweiten Abschnitts berührt, können sich die Felge 10 und die Scheibe 20 voneinander in die vertikale Richtung verschieben, bis der zweite Abschnitt 33c damit anfängt, das gegenüberliegende Element zu berühren, wodurch die ersten Abschnitte 33a und 33b eine Schubverformung verursachen können, ohne dabei begrenzt zu sein. Berührte der zweite Abschnitt den Zwischenraum an der einen Oberfläche nicht, so könnten sich die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in die vertikale Richtung verschieben, und somit könnten die ersten Abschnitte 33a und 33b keine Schubverformung verursachen. Durch den Zwischenraum ist dies möglich.
Brechen die ersten Abschnitte 33a und 33b, so kommt der zweite Abschnitt 33c mit dem gegenüberliegenden Element unterhalb der Radmitte in Kontakt und überträgt ein Antriebsdrehmoment und ein Bremsdrehmoment zwischen der Felge 10 und der Scheibe 20, wodurch das Kraftfahrzeug eine gewisse Entfernung (z.B. 100 km) sicher fahren kann. Bevor die ersten Abschnitte 33a und 33b vollständig gebrochen sind, beginnt der zweite Abschnitt 33c damit, das gegenüberliegende Element zu berühren, und somit wird die Oberfläche des zweiten Abschnitts 33c durch das gegenüberliegende Element abgerieben. Weiters greift das gegenüberliegende Element in das Gummielement ein. Daraus ergibt sich, dass die Reibung zwischen dem zweiten Abschnitt 33c und dem gegenüberliegenden Element relativ groß ist, und das Antriebs- und Bremsdrehmoment werden ausreichend übermittelt. Aufgrund des zweiten Abschnitts 33c werden sichere Bedienung sowie Betriebssicherheit erhalten, wenn die ersten Abschnitte 33a und 33b brechen.
Wie in 6 dargestellt, kann die Oberfläche des zweiten Abschnitts 33c, die dem gegenüberliegenden Element gegenüberliegt, zum gegenüberliegenden Element hin sich verjüngen. Die Verjüngung reduziert einen Stoß, wenn der zweite Abschnitt 33c mit dem gegenüberliegenden Element kollidiert.
Die Federkonstante (synthetische Federkonstante) der ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 des Dämpfers 30 wird so festgelegt oder eingestellt, dass eine erste Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das eine Feder der ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 und eine Masse des Kraftfahrzeugs umfasst, in einem Bereich von etwa 6 bis 12 Hz liegt. Die Einstellung der Federkonstante kann so durchgeführt werden, dass die Konfiguration und Dimension der ersten Abschnitte 33a und 33b gewählt wird.
Durch diese Struktur wird eine Schwingung in einem Bereich, der geringfügig höher als die erste eingestellte Eigenfrequenz ist, so gedämpft, dass das holprige Gefühl unterdrückt und die Fahrqualität verbessert wird. Wird der Resonanzpunkt des Schwingungssystems bei 8 bis 10 Hz eingestellt, so wird das holprige Gefühl im Bereich von etwa 10 bis 30 Hz absorbiert und gedämpft.
Eine Beziehung zwischen der ersten Eigenfrequenz f und der Verformung d [m] lautet wie folgt: d = 0,2482/f2
Aus dieser Gleichung ergibt sich, wenn die Verformung d gleich 3 mm ist, dass die erste Eigenfrequenz 9 Hz ist. Da im Gummi die dynamische Federkonstante größer als die statische Federkonstante ist, beträgt die erste Eigenfrequenz etwa 10 Hz. Dies trifft ungeachtet der Größe der Kraftfahrzeugmasse, insbesondere selbst wenn die Masse 400 oder 500 kg beträgt, zu.
Vorzugsweise wird eine Federkonstante (synthetische Federkonstante) der ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 des Dämpfers 30 so festgelegt oder eingestellt, dass eine erste Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das eine Feder der ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 30 und eine Masse der Felge 10, die radial außerhalb des Gummielements 33 positioniert ist, umfasst, in einem Bereich von etwa 50 bis 200 Hz liegt.
Noch bevorzugter wird die Federkonstante der ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 des Dämpfers 30 so gewählt, dass die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems mit einer Feder des Gummielements 33 und einer Masse der Felge 10 in einem Bereich von etwa 70 bis 150 Hz liegt.
Durch diese Struktur wird die Schwingung in dem Bereich, der geringfügig höher ist als die erste Eigenfrequenz, so gedämpft, dass die Schwingungsübertragbarkeit im Bereich von etwa 150 bis 500 Hz, z.B. 250 Hz, unterdrückt und das Straßengeräusch verringert wird, wenn die Federkonstante im Bereich von etwa 70 bis 150 Hz festgelegt wird.
Wie in 28 dargestellt, umfasst ein Verfahren zur Herstellung des obigen Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug wie folgt: das Gießen einer Felge und einer Scheibe als einstückiges Produkt, das Schneiden des Produkts in zwei Teile, um die Felge 10 und die Scheibe 20 zu erhalten, sowie das Montieren des Dämpfers 30 zwischen der Felge 10 und der Scheibe 20, um das Rad mit einem Dämpfer 30 zu erhalten. Durch dieses Herstellungsverfahren wird der Gießschritt auf einen Schritt verringert, im Vergleich zu zwei Schritten, wenn die Felge und die Scheibe getrennt voneinander gegossen werden, und dadurch wird auch die Produktivität erhöht. Der Schritt des Schneidens ist notwendig, aber da dieser Schritt hinsichtlich des Zeit- und Arbeitsaufwands weitaus geringer ist als der Schritt des Gießens, steigt die Gesamtproduktivität an.
Nachfolgend ist die Wirkung des obigen Rades mit einem Dämpfer in Bezug auf die 23 bis 27 erklärt.
Zuerst wird die Verringerung des holprigen Gefühls erklärt.
Die 23 veranschaulicht das Modell eines Schwingungssystems mit einer Masse M des Kraftfahrzeugs und einer Federkonstante K einer vertikal wirkenden Feder des Gummielements 33. Die erste Eigenfrequenz dieses Modells ist wie folgt: f=(1/2π)*(K/M)1/2
Damit in einem System dessen erste Eigenfrequenz bei 8 bis 10 Hz liegt, so z.B. bei 10 Hz, um dadurch die Schwingung im Bereich von etwa 10 bis 30 Hz zu unterdrücken, wenn die Masse des Kraftfahrzeugs pro Rad etwa 400 kg beträgt, sollte die Federkonstante K=1611 N/mmsein.
Dieser Wert gilt für eine dynamische Federkonstante. Im Fall von Gummi ist die statische Federkonstante kleiner als dieser Wert, und dieser wird 1300 N/mm betragen. Wirkt eine Last von 4 KN (400 kgf) auf die Feder, so verformt sich die Feder um etwa 3 mm, wie dies in 25 dargestellt ist. Der Verformungswert kann innerhalb des Bereichs von etwa 1 bis 6 mm variieren.
Die Schwingungscharakteristik des obigen Schwingungssystems ist in 24 dargestellt. Wie aus 24 ersichtlich ist, wird die Schwingungsübertragbarkeit (Beschleunigungsübertragbarkeit) im Bereich, der geringfügig über dem Resonanzpunkt liegt, verringert. In dem Fall, dass der Resonanzpunkt 8 bis 10 Hz beträgt, wird die Schwingung im Bereich von etwa 10 bis 30 Hz, z.B. bei 15 Hz, und in der Nähe dessen verringert, so dass das holprige Gefühl über einem Wert von 10 Hz reduziert werden kann.
Um die Eigenschaft der 24 zu erhalten, sollte das Gummielement 33 des Dämpfers 30 eine Beziehung einer linearen Last über einer Verformung um den Ausgleichspunkt herum unter der Last des Kraftfahrzeugs aufweisen. Für die lineare Eigenschaft wird der erste Abschnitt 33a und 33b des Gummielements 33 dazu gebracht, eine elastische Schubverformung abzugeben. Verursachen die ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 eine Zug-Druck-Verformung, so wird die Eigenschaft, wie durch eine strichliierte Linie in 23 dargestellt, nichtlinear, und die Federkonstante wird zu groß, so dass die erwünschte Schwingungsdämpfung nicht erhalten wird. Damit die ersten Abschnitte 33a und 33b sicher die elastische Schubverformung durchführen, werden die ersten Abschnitte 33a und 33b dazu gebracht, sich in axialer Richtung des Rads zu erstrecken, und selbst wenn sie sich von der axialen Richtung des Rads weg neigen, ist dieser Winkel mit weniger als 10 Grad festgelegt. Weiters werden die Innenfläche und die Außenfläche der ersten Abschnitte 33a und 33b dazu gebracht, als freie Flächen einen Zwischenraum zu berühren, und die Endflächen der ersten Abschnitte 33a und 33b erstrecken sich orthogonal auf die axiale Richtung des Rads.
26 zeigt eine Eigenschaft von Schwingungspegel (dB) über Frequenz (Hz) einer Feder (an einer Sitzschiene) in einem Niedrigfrequenzbereich (0 bis 45 Hz) in dem Fall, dass ein Kraftfahrzeug mit einem Rad mit einem Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung auf einer holprigen Straße fährt. 26 zeigt auch den Schwingungspegel in dem Fall, dass ein Kraftfahrzeug mit einem herkömmlichen Rad ohne Dämpfer auf einer holprigen Straße fährt. Wie aus 26 zu verstehen ist, kann mit dem Rad, das einen Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, eine beträchtliche Schwingungsreduzierung im Bereich von etwa 10 bis 30 Hz ausgemacht werden. Aufgrund der Schwingungsreduzierung wird auch das holprige Gefühl, das in einem Bereich von 10 bis 30 Hz, so etwa bei 15 Hz, erlebt wird, reduziert.
Das Straßengeräusch wird auf die folgende Art und Weise reduziert. Da die Masse m der Felge 10 und des Felgenseitenelements 31 5 bis 10 kg beträgt, und da die Federkonstante K der ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 des Dämpfers etwa 2900 N/mm beträgt, liegt die erste Eigenfrequenz des Feder-Masse-Systems im Bereich von 50 bis 200 Hz, so z.B. 120 Hz. Somit kann eine Schwingung in einem Bereich, der geringfügig höher als die erste Eigenfrequenz ist, d.h. im Bereich von 150 bis 250 Hz, so z.B. bei 250 Hz, effektiv verringert werden. In diesem Fall ist das Straßengeräusch ein Geräusch, das erzeugt wird, wenn die Schwingung von der Straße sich auf einen Kraftfahrzeugkörper überträgt, um somit eine Körperplatte etc. zum Schwingen zu bringen. Aus der Struktur von Kraftfahrzeugen ist der Resonanzpunkt im Bereich von 150 bis 500 Hz vorhanden. Insbesondere Lärm wird in der Nähe von 250 Hz verstärkt, wo eine säulenartige Resonanz des Reifens eher wahrscheinlich auftritt.
27 zeigt eine Eigenschaft von Geräuschpegel (dB) über Frequenz (Hz) in einem Hochfrequenzbereich von 100 bis 500 Hz. Wie aus 27 ersichtlich ist, wird in dem Fall, dass das Kraftfahrzeug, das über ein Rad mit einem Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt, auf einer Straße fährt, das Straßengeräusch im Bereich von 150 bis 500 Hz, so z.B. bei 250 Hz, effektiv im Vergleich zu dem Fall, in welchem ein Kraftfahrzeug mit einem herkömmlichen Rad ohne Dämpfer fährt, verringert. Der Grund dafür liegt wie folgt darin: Tritt eine Schwingungswelle, die viele Arten von Frequenzen umfasst, in ein System mit zahlreichen Resonanzpunkten, so z.B. ein Kraftfahrzeug, ein, so wählt das System die Welle, die einen Resonanzpunkt von etwa 120 Hz aufweist, und löst eine Resonanz mit der Welle aus, wodurch die Schwingung in einem Bereich, der geringfügig über dem Resonanzpunkt liegt, d.h. in einem Bereich von 150 bis 500 Hz, so z.B. etwa 250 Hz, wirksam unterdrückt wird.
Weiters gibt es die folgenden Wirkungen oder Effekte auf das Rad mit einem Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung:
Da die Schwingung am Dämpfer 30 absorbiert wird, ist der Dämpfer ein wirksames Gegenmittel, um eine Schwingung zu reduzieren, bevor sie in den Kraftfahrzeugkörper eintritt. Nachdem eine Schwingung in den Körper eingetreten ist, ist es schwierig, eine Gegenmaßnahme für den Fall einer vielfachen Resonanzpunkt struktur wie einem Kraftfahrzeugkörper zu ergreifen, und es ist auch kostenintensiv und nachteilig für die Brennstoffersparnis, da schwere Elemente für die Gegenmaßnahme erforderlich sind.
Weiters neigt sich, da der Dämpfer 30 eine weiche Struktur ist, der Reifen 40 aufgrund der Verformung des Dämpfers 30. Daraus ergibt sich, dass die Schubkraft am Sturz des Rads groß ist, und es kann verhindert werden, dass das Rad in eine Reifenspur eines Rads fällt.
Weiters neigt sich die Felge entlang der Straße, wenn ein Sturzwinkel zum Rad hin aufgrund des Rollens des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, so dass der Straßenkontaktdruck des Reifens einheitlich ist, und es wird die Eigenschaft der Straßenhaftung des Reifens gesteigert. Als Ergebnis dessen wird die Steuerbarkeit während einer Kurve stabil.
Da der Dämpfer 30 eine weiche Struktur ist, wird eine Kurve einer Giergeschwindigkeit gegen den Lenkwinkel (eine Gierrate) eines Hochleistungsreifens 40, der am Rad mit dem Dämpfer 30 montiert ist, auf eine Kurve eines normalen Reifens modifiziert, und somit gibt es zwischen der Handlenkung und der Gierung eine Zeitverzögerung. Als Ergebnis dessen wird die plötzliche Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeugs modifiziert und die Steuerbarkeit verbessert.
Da der Dämpfer eine weiche Struktur aufweist, besitzt das bereifte Rad weiters eine Funktion der Selbstausrichtung, d.h. eine Funktion, um selbst eine Rotationsmitte zu finden und zu rotieren. Als Ergebnis dessen wird es unnötig, ein Ausgleichsgewicht zu montieren, um eine Unwucht des bereiften Rades auszugleichen, und somit ist das Auswuchten nicht erforderlich.
Als nächster Schritt sind Strukturen beschrieben, die jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eigen sind.
Mit einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie dies in 1 dargestellt ist, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus gegossenem Aluminium oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 ist einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet, und das Felgenseitenelement 31 ist einstückig mit der Felge 10 ausgebildet oder an die Felge 10 geschweißt. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente: ein Unterelement befindet sich radial innerhalb der Vorderseite des Felgenflansches 11a, und das andere Unterelement befindet sich radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 weist keinen zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und dem Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, siehe 2, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 ist einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet. Das Felgenseitenelement 31 umfasst drei Unterelemente, die an die Felge 10 geschweißt sind. Ein Unterelement des Felgenseitenelement 31 an einer Vorderseite ist radial innerhalb der Vorderseite des Felgenflansches 11a angeordnet, und die anderen zwei Unterelemente befinden sich radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14. Das an der Vorderseite befindliche Unterelement verhindert, dass die Felge 10 und die Scheibe 20 voneinander getrennt werden, wenn das Gummielement 33 bricht. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 befinden sich in radialer Richtung des Rads auf verschiedenen Höhen, so dass ein Zusammenbau des Dämpfers 30 leicht ist.
Das Gummielement 33 weist keinen zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 3 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 ist an der Scheibe 20 angeschweißt, und das Felgenseitenelement 31 ist an der Felge 10 angeschweißt. Das Felgenseitenelement 31 befindet sich radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14. Das Scheibenseitenelement 32 umgibt das Felgenseitenelement 31 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b des Gummielements 33 befinden sich in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 weist keinen zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 weist zwei Abschnitte auf: ein Abschnitt ist einstückig mit dem Scheibenseitenelement 32 ausgebildet, und der andere Abschnitt ist am Scheibenseitenelement 32 angeschweißt und stellt den sich radial erstreckenden Abschnitt 21 der Scheibe 20 dar. Das Felgenseitenelement 31 ist an der Felge 10 mittels Laserschweißung befestigt. Das Felgenseitenelement 31 befindet sich radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14. Das Scheibenseitenelement 32 umgibt das Felgenseitenelement 31 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 weist keinen zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 5 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus gegossenem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 ist einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet. Das Felgenseitenelement 31 weist zwei Unterelemente auf: ein Unterelement befindet sich radial innerhalb der Vorderseite des Felgenflansches 11a und ist einstückig mit der Felge 10 ausgebildet, und das andere Unterelement befindet sich radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 und ist an der Felge 10 angeschweißt. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Ein Zwischenraum mit einer Dimension δ ist zwischen dem zweiten Abschnitt 33c und dem gegenüberliegenden Element (dem Tiefbettabschnitt 14 der Felge) vorgesehen. Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und dem Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 6 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 weist zwei Abschnitte auf: ein Abschnitt ist einstückig mit dem Scheibenseitenelement 32 ausgebildet, und der andere Abschnitt ist am Scheibenseitenelement 32 angeschweißt und stellt den sich axial erstreckenden Abschnitt 21 der Scheibe 20 dar. Das Felgenseitenelement 31 ist mittels Laserschweißung an der Felge 10 befestigt. Das Felgenseitenelement 31 befindet sich radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14. Das Scheibenseitenelement 32 umgibt das Felgenseitenelement 31 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Ein Zwischenraum mit einer Dimension δ ist zwischen dem zweiten Abschnitt 33c und dem gegenüberliegenden Element (dem Scheibenseitenelement 32) vorgesehen. Der zweite Abschnitt 33c weist einen Querschnitt auf, der sich zum gegenüberliegenden Element hin verjüngt, so dass die Bremskraft langsam arbeitet, wenn der zweite Abschnitt 33c mit dem gegenüberliegenden Element in Kontakt kommt. Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 7 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus gegossenem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 besteht aus einem einzelnen Abschnitt, der einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet ist. Das Scheibenseitenelement 32 ragt radial vom radial äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen und erstreckt sich kontinuierlich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente. Ein Unterelement des Felgenseitenelements 31 ist an einer Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 angepasst und wird gegen einen abgestuften Abschnitt (radial nach innen erstreckenden Abschnitt), der am Übergangsabschnitt vom Tiefbettabschnitt 14 zum Seitenwandabschnitt 13a der Felge 10 ausgebildet ist, in axialer Richtung des Rads gedrückt, ohne dass er an der Felge 10 angeschweißt ist. Der Grund dafür, warum er nicht angeschweißt wurde, liegt darin, dass verhindert werden soll, dass das Gummielement 33 durch die beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das andere Unterelement des Felgenseitenelements 31 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an einem Leistenabschnitt (einem Abschnitt zwischen dem Seitenwandabschnitt 13b und dem Wulstsitzabschnitt 12b) der Felge an einem anderen Ende des Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Diese Schweißnaht wird durchgeführt, nachdem die Dämpferkonstruktion 30 zwischen der Felge 10 und der Scheibe 20 montiert wurde. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die einen Zwischenraum berührt und nicht eingespannt ist, und die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt. Tritt eine große Schwingungsamplitude auf und berührt der zweite Abschnitt 33c das gegenüberliegende Element, so wirkt der zweite Abschnitt 33c als Anschlag.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 9 und 10 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus gegossenem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 besteht aus einem einzelnen Abschnitt, der einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet ist. Das Scheibenseitenelement 32 ragt radial vom radial äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen und erstreckt sich kontinuierlich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente. Ein Unterelement des Felgenseitenelements 31 ist an einer Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 angepasst und wird gegen einen abgestuften Abschnitt (radial nach innen erstreckenden Abschnitt), der am Übergangsabschnitt vom Tiefbettabschnitt 14 zum Seitenwandabschnitt 13a der Felge 10 ausgebildet ist, in axialer Richtung des Rads gedrückt, ohne dass er an der Felge 10 angeschweißt ist. Der Grund dafür, warum er nicht angeschweißt wurde, liegt darin, dass verhindert werden soll, dass das Gummielement 33 durch die beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das andere Unterelement des Felgenseitenelements 31 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an einer Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Diese Schweißnaht wird durchgeführt, nachdem die Dämpferkonstruktion 30 zwischen der Felge 10 und der Scheibe 20 montiert wurde. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die einen Zwischenraum berührt und nicht eingespannt ist, und die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt und an dieser mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt ist. Tritt eine große Schwingungsamplitude auf und berührt der zweite Abschnitt 33c das gegenüberliegenden Element, so wirkt der zweite Abschnitt 33c als Anschlag.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 11 und 12 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 besteht aus einem einzelnen Abschnitt, der einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet ist. Das Scheibenseitenelement 32 ragt radial vom radial äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen und erstreckt sich kontinuierlich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente. Ein Unterelement des Felgenseitenelements 31 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das andere Unterelement des Felgenseitenelements 31 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die einen Zwischenraum berührt und nicht begrenzt ist, und die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt und an dieser mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt ist.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 12 und 14 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 besteht aus einem einzelnen Abschnitt, der einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet ist. Das Scheibenseitenelement 32 ragt radial vom radial äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen und erstreckt sich kontinuierlich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente: ein vorderes Unterelement und ein hinteres Unterelement. Das vordere Unterelement weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das hintere Unterelement weist einen Abschnitt mit L-förmigem Querschnitt auf, der radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 angeordnet ist, sowie einen sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitt, der sich vom Abschnitt mit L-förmigen Querschnitt erstreckt und radial innerhalb des Seitenwandabschnitts 13b angeordnet ist. Das hintere Unterelement ist an der Innenfläche der Felge 10 an einem anderen Ende des sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitts des hinteren Unterelements als dem des Gummielements 33 ange schweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die einen Zwischenraum berührt und nicht eingespannt ist, und die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt und an dieser mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt ist.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 15 und 16 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 besteht aus einem einzelnen Abschnitt, der einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet ist. Das Scheibenseitenelement 32 ragt radial vom radial äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen und erstreckt sich kontinuierlich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente: ein vorderes Unterelement und ein hinteres Unterelement. Das vordere Unterelement weist einen L-förmigen Querschnitt auf, der radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 angeordnet ist, und einen sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitt, der radial innerhalb des Seitenwandabschnitts 13a positioniert ist. Das vordere Unterelement ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitts des vorderen Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das hintere Unterelement weist einen Abschnitt mit L-förmigem Querschnitt auf und ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die einen Zwischenraum berührt und nicht begrenzt ist, und die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt und an dieser mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt ist.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 17 und 18 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder geschmiedetem Aluminium, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 ist an der Scheibe 20 angeschweißt. Das Scheibenseitenelement 32 besteht aus einer Vorragung, die radial vom radialen äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen ragt und einen U- oder umgekehrten U-förmigen Querschnitt aufweist. Das Scheibenseitenelement 32 erstreckt sich kontinuierlich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente: ein vorderes Unterelement, das radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 angeordnet ist, und ein hinteres Unterelement, das radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 und des Seitenwand abschnitts 13b der Felge 10 angeordnet ist. Das vordere Unterelement weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das hintere Unterelement weist einen Abschnitt mit L-förmigem Querschnitt auf, der radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 angeordnet ist, sowie einen sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitt, der sich vom Abschnitt mit L-förmigen Querschnitt erstreckt und radial innerhalb des Seitenwandabschnitts 13b angeordnet ist. Das hintere Unterelement ist an der Innenfläche der Felge 10 an einem anderen Ende des sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitts des hinteren Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die einen Zwischenraum berührt und nicht begrenzt ist, und die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt und an dieser mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt ist.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 19 und 20 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium, und die Felge 10 besteht aus Stahl oder geschmiedetem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 ist an der Scheibe 20 angeschweißt. Das Scheibenseitenelement 32 besteht aus einer Vorragung, die radial vom radialen äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen ragt und einen U- oder umgekehrten U-förmigen Querschnitt aufweist. Das Scheibenseitenelement 32 erstreckt sich kontinuierlich über den gesamten Umfang in die Umfangsrichtung des Rads. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente: ein vorderes Unterelement, das radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 und des Seitenwandabschnitts 13a angeordnet ist, und ein hinteres Unterelement, das radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 angeordnet ist. Das vordere Unterelement weist einen Abschnitt mit L-förmigem Querschnitt auf, der radial innerhalb des Tiefbettabschnitts 14 angeordnet ist, sowie einen sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitt, der sich vom Abschnitt mit L-förmigen Querschnitt erstreckt und radial innerhalb des Seitenwandabschnitts 13b angeordnet ist. Das vordere Unterelement ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitts des hinteren Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das hintere Unterelement weist einen Abschnitt mit L-förmigem Querschnitt auf und ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 der Felge 10 an einem anderen Ende des sich schräg nach außen erstreckenden Abschnitts des hinteren Unterelements als dem des Gummielements 33 angeschweißt, so dass das Gummielement 33 nicht durch beim Schweißen erzeugte Hitze beeinträchtigt wird. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 ist am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt. Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die einen Zwischenraum angrenzt und somit nicht eingespannt ist, und die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt und an dieser mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt ist.
Bei einem Rad mit einem Dämpfer gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 21 und 22 veranschaulicht, besteht die Scheibe 20 aus gegossenem Aluminium oder synthetischem Harz, und die Felge 10 besteht aus gegossenem Aluminium.
Das Scheibenseitenelement 32 ist einstückig mit der Scheibe 20 ausgebildet und besteht aus einer einzelnen Vorragung, die radial vom radialen äußeren Abschnitt der Scheibe 20 nach außen ragt. Das Felgenseitenelement 31 umfasst zwei Unterelemente 31a und 31b, die radial innerhalb des Tiefbettabschnitts angeordnet sind. Das Unterelement 31a weist einen L-förmigem Querschnitt auf. Das Unterelement ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 angepasst und wird gegen den am Übergangsabschnitt vom Tiefbettabschnitt 14 zum Seitenwandabschnitt 13a ausgebildeten abgestuften Abschnitt gedrückt, ohne dabei an der Felge 10 angeschweißt zu sein. Das andere Unterelement 31b weist einen L-förmigem Querschnitt auf. Das Unterelement 31b ist an der Innenfläche des Tiefbettabschnitts 14 angepasst und wird in axialer Richtung des Rads gedrückt, um das Gummielement 33 axial zusammenzudrücken, und es wird schließlich an der Felge 10 befestigt, indem das Unterelement durch ein anderes Stück 36 dagegen gedrückt und das Stück 36 an der Felge 10 angeschweißt wird. Das Unterelement 36 selbst wird nicht an der Felge 10 angeschweißt. Das Felgenseitenelement 31 umgibt das Scheibenseitenelement 32 von außen in axialer Richtung des Rads, so dass die Felge 10 und die Scheibe 20 nicht voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden können, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Die zwei ersten Abschnitte 33a und 33b liegen in radialer Richtung des Rads auf derselben Höhe.
Das Gummielement 33 wird am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 mithilfe einer mechanischen Befestigung befestigt. Insbesondere werden die Oberflächen 34a und 34b des Felgenseitenelements 31, wo das Felgenseiten element 31 das Gummielement 33 berührt, gerändelt, und die Oberflächen 35a und 35b des Scheibenseitenelements 32, wo das Scheibenseitenelement 32 das Gummielement 33 berührt, werden ebenfalls gerändelt. Danach wird das Gummielement 33 zwischen dem Felgenseitenelement 31 und dem Scheibenseitenelement 32 angeordnet, und es wird eine Druckkraft an sie in axialer Richtung des Rads angelegt, so dass das Gummielement 33 in die gerändeltem Oberflächen 34a und 34b sowie 35a und 35b eingreift, wodurch das Gummielement 33 mechanisch mittels Reibung am Felgenseitenelement 31 und am Scheibenseitenelement 32 in die vertikale Richtung und in die Umfangsrichtung des Rads befestigt wird. Aufgrund dieser mechanischen Befestigung gibt es keine Vulkanisierungsverklebung. Nach dem Zusammenbau beult sich der erste Abschnitt 33a und 33b des Gummielements 33 radial aufgrund der axialen Kompression aus, wenngleich vor dem Zusammenbau die Innen- und Außenflächen der ersten Abschnitte 33a und 33b gerade sind. Die Innen- und Außenflächen der ersten Abschnitte 33a und 33b sind nach dem Zusammenbau nicht eingespannt.
Das Gummielement 33 weist den zweiten Abschnitt 33c als Anschlag auf. Der zweite Abschnitt 33c erstreckt sich zwischen den zwei ersten Abschnitten 33a und 33b. Der zweite Abschnitt 33c weist die Außenfläche auf, die an einen Zwischenraum angrenzt und somit nicht eingespannt ist, sowie die Innenfläche, welche die Außenfläche des Scheibenseitenelements 32 berührt, ohne an dieser mittels Vulkanisierungsverklebung befestigt zu sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die folgenden technischen Vorteile erreicht:
Erstens wird, da die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems, das eine Feder des Gummielements 33 und eine Masse des Kraftfahrzeugs umfasst, im Bereich von etwa 6 bis 12 Hz liegt, die Schwingung in einem Bereich, der geringfügig höher als die erste Eigenfrequenz ist, so gedämpft, dass das holprige Gefühl unterdrückt und die Fahrqualität verbessert wird. Wird der Resonanzpunkt des Schwingungssystems geringfügig unter 10 Hz eingestellt, kann das holprige Gefühl im Bereich von etwa 10 bis 30 Hz absorbiert und gedämpft werden.
Weiters kann, da der Dämpfer 30 eine weiche Struktur aufweist, der Reifen sich begleitet von einer Verformung des Dämpfers 30 neigen. Daraus ergibt sich, dass die Schubkraft am Sturz des Rads groß ist, und es wird verhindert, dass das Rad in die Reifenspur des Rads auf der Straße abfällt. Weiters neigt sich; wenn ein Sturzwinkel zum Rad aufgrund des Rollens des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, der Reifen entlang der Straße, so dass der Straßenkontaktdruck des Reifens gleichmäßig ist und die Eigenschaft der Straßenhaftung des Reifens verbessert wird. Als Ergebnis dessen wird die Steuerbarkeit während einer Kurve stabil. Weiters gibt es aufgrund der weichen Struktur des Dämpfers 30 beim Lenken eine Zeitverzögerung, so dass eine plötzliche Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeugs modifiziert und die Steuerbarkeit verbessert wird.
Weiters verfügt das bereifte Rad aufgrund der weichen Struktur des Dämpfers 30 über eine Funktion der Selbstausrichtung, d.h. eine Funktion, um selbst eine Rotationsmitte zu wählen und zu rotieren. Aus diesem Grund wird es unnotwendig, ein Ausgleichsgewicht zu montieren, um eine Unwucht des bereiften Rads zum bereiften Rad auszugleichen, weshalb aus diesem Grund das Auswuchten unnötig wird.
Zweitens wird in dem Fall, dass die erste Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das eine Feder des Gummielements 33 und eine Masse der Felge 20 (einschließlich des Felgenseitenelements 31) umfasst, im Bereich von etwa 50 bis 200 Hz liegt, die Schwingung, die nur geringfügig höher ist als die erste Eigenfrequenz, so gedämpft, dass die Schwingungsübertragbarkeit im Bereich von etwa 150 bis 500 Hz unterdrückt und somit das Straßengeräusch verringert wird.
Drittens kann, da das Gummielement so konstruiert ist, dass es eine Schubverformung verursacht, der erste Abschnitt 33a, 33b des Gummis 33 als eine weiche Feder mit einer geringen Federkonstante wirken, und die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems, das eine Feder des Gummielements und eine Masse des Kraftfahrzeugs umfasst, kann leicht in einem Bereich von 6 bis 12 Hz eingestellt werden.
Viertens kann in dem Fall, dass der zweite Abschnitt (Anschlag-Gummielement) 33c vorgesehen ist, selbst wenn der erste Abschnitt 33a, 33b des Gummielements 33 bricht, das Kraftfahrzeug aufgrund der Drehmomentübertragung zwischen dem Anschlag-Gummielement 33c und dem gegenüberliegenden Element seinen Betrieb über eine gewisse Distanz fortsetzen.
Fünftens wird in dem Fall, in welchem ein kleinster Durchmesser des Felgenseitenelements 31 kleiner als ein größter Durchmesser des Scheibenseitenelements 32 ist, verhindert, dass das Felgenseitenelement 31 und das Scheibenseitenelement 32 voneinander in axialer Richtung des Rads getrennt werden, selbst wenn das Gummielement 33 bricht. Somit wird eine Art einer betriebssicheren Konstruktion erreicht.
Sechstens wird, da die Felge und die Scheibe einstückig gegossen werden, und da der Guss daraufhin in Felge 10 und Scheibe 20 getrennt wird, die Produktivität im Vergleich zu dem Fall, in welchem Felge und Scheibe getrennt voneinander gegossen werden, verbessert.

Claims

Rad mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug, Folgendes umfassend: eine Felge (10); eine radial von der Felge (10) beabstandete Scheibe (20); und einen Dämpfer (30), der zwischen der Felge (10) und der Scheibe (20) angeordnet ist, wobei der Dämpfer (30) ein Gummielement (33) mit einer Federkonstanten aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das Gummielement (33) des Dämpfers (30) einen ersten Abschnitt (33a, 33b) beinhaltet, der in erster Linie einer elastischen Schubverformung unterworfen wird, um als eine Feder zu wirken, wenn die Felge (10) und die Scheibe (20) voneinander in einer vertikalen Richtung relativ verschoben sind, sowie dadurch, dass die Federkonstante des Gummimittels (33) des Dämpfers (30) so festgelegt ist, dass die erste Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das die Feder des Gummielements (33) und die Masse des Kraftfahrzeugs umfasst, im Bereich von 6 – 12 Hz liegt, und derart, dass die erste Eigenfrequenz eine Schwingungssystems, das die Feder des Gummielements und die Masse der Felge (10), die radial außerhalb des Gummielements (33) angeordnet ist, umfasst, im Bereich von 50 – 200 Hz liegt.
Rad mit einem Dämpfer nach Anspruch 1, worin die Federkonstante des Gummielements (33) so gewählt ist, dass die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems, das die Feder des Gummielements (33) und die Masse des Kraftfahrzeugs umfasst, im Bereich von 8 – 10 Hz liegt.
Rad mit einem Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, worin die Federkonstante des Gummielements (33) so gewählt ist, dass die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems, das die Feder des Gummielements (33) und die Masse der Felge (10) umfasst, im Bereich von 70 – 150 Hz liegt.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Felge (10) eine Felge zum Befestigen eines Niederquerschnitt-Reifens oder eines Hochdruckreifens auf dieser ist.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Gummielement (33) des Dämpfers (30) einen zweiten Abschnitt (33c) beinhaltet, der mit einem gegenüberliegenden Element in Kontakt gebracht wird, um als ein Stoppelement zu wirken, wenn die Felge (10) und die Scheibe (20) in einer vertikalen Richtung eine relative Verschiebung zueinander verursachen, die größer ist als der Zwischenraum zwischen dem zweiten Abschnitt (33c) und dem gegenüberliegenden Element.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Dämpfer (30) Folgendes umfasst: ein Felgenseitenelement (31), das gegen die Felge (10) gedrückt wird, mit diesem verbunden, an diesem befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist; und ein Scheibenseitenelement (32), das gegen die Scheibe (20) gedrückt wird, mit dieser verbunden, an dieser befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet ist, worin der Dämpfer (30) einen ersten Abschnitt (33a, 33b) mit einander gegenüberliegenden Enden beinhaltet, wobei der erste Abschnitt (33a, 33b) an einem der gegenüberliegenden Enden am Felgenseitenelement (31) und am anderen gegenüberliegenden Ende am Scheibenseitenelement (32) befestigt ist, und worin ein kleinster Durchmesser des Felgenseitenelements (31) kleiner ist als ein größter Durchmesser des Scheibenseitenelements (32), so dass das Felgenseitenelement (31) und das Scheibenseitenelement (32) in einer axialen Richtung des Rads nicht voneinander getrennt werden können.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der erste Abschnitt (33a, 33b) des Gummielements (33) eine erste Endfläche, wo der erste Abschnitt (33a, 33b) an der Felge (10) oder einem Felgenseitenelement (31), das an der Felge (10) befestigt ist, angebracht ist, und eine zweite Endfläche beinhaltet, wo der erste Abschnitt (33a, 33b) an der Scheibe (20) oder einem Scheibenseitenelement (32), das an der Scheibe (20) befestigt ist, angebracht ist, so dass sich die erste Endfläche und die zweite Endfläche des ersten Abschnitts (33a, 33b) des Gummielements (33) im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse des Rads erstrecken.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der erste Abschnitt (33a, 33b) des Gummielements (33) eine Innenfläche und eine Außenfläche beinhaltet, die mit einem Zwischenraum in Kontakt sind, der innerhalb des Rads definiert ist, so dass die Bewegung der Oberflächen nicht eingeschränkt ist.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin sich der erste Abschnitt (33a, 33b) des Dämpfers (30) in eine axiale Richtung des Rads oder mit einem Winkel von weniger als 10 ° in Bezug auf eine Achse des Rads erstreckt, wenn keine Last auf den Dämpfer (30) einwirkt.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Gummielement (33) aus Gummi, einem Laminat aus Gummiplatten und Metallplatten oder Gummi mit eingebettetem Metalldraht hergestellt ist.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der erste Abschnitt (33a, 33b) des Gummielements (33) durch Vulkanisationsverklebung an der Felge (10) oder einem Felgenseitenelement (31), das an der Felge (10) befestigt ist, und an der Scheibe (20) oder einem Scheibenseitenelement (32), das an der Scheibe (20) befestigt ist, angebracht ist.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der erste Abschnitt (33a, 33b) des Gummielements (33) durch mechanisches Befestigen an der Felge (10) oder einem Felgenseitenelement (31), das an der Felge (10) angebracht ist, und an der Scheibe (20) oder einem Scheibenseitenelement (32), das an der Scheibe (20) angebracht ist, befestigt ist, worin eine Oberfläche (34a, 34b) der Felge (10) oder des Felgenseitenelements (31) zum Befestigen des Gummielements (33) gerändelt ist, und eine Oberfläche (35a, 35b) der Scheibe (20) oder des Scheibenseitenelements (32) zum Befestigen des Gummielements (33) gerändelt ist, wobei das Gummielement (33) in einer axialen Richtung des Rads gegen die gerändelten Oberflächen (34a, 34b, 35a, 35b) gedrückt wird, um in die gerändelten Oberflächen (34a, 34b, 35a, 35b) einzugreifen.
Rad mit einem Dämpfer nach Anspruch 5, worin ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Abschnitt (33c) des Gummielements (33) des Dämpfers (30) und einem gegenüberliegenden Element, das dem zweiten Abschnitt (33c) gegenüberliegt, bereitgestellt ist, eine Größe des Zwischenraums in einer radialen Richtung des Rads so gewählt ist, dass sie 2d + α entspricht, wobei d eine Durchbiegung des Dämpfers (30) darstellt, wenn eine Schwerkraft des Kraftfahrzeugs auf den Dämpfer (30) wirkt, und α ein Wert in einem Bereich von etwa 0 – 1 mm ist.
Rad mit einem Dämpfer nach Anspruch 5, worin der zweite Abschnitt (33c) des Gummielements (33) durch Vulkanisation entweder an der Felge (10) oder an einem Felgenseitenelement (31), das an der Felge (10) angebracht ist, und an der Scheibe (20) oder einem Scheibenseitenelement (32), das an der Scheibe (20) angebracht ist, befestigt ist.
Rad mit einem Dämpfer nach Anspruch 6, worin das Felgenseitenelement (31) durch eine erste Schweißnaht an der Felge (10) und das Scheibenseitenelement (32) durch eine zweite Schweißnaht an der Scheibe (20) befestigt ist, wobei die erste und die zweite Schweißnaht so gewählt und angeordnet sind, dass das Schweißen der ersten und der zweiten Schweißnaht nach dem Verkleben des Gummielements (33) durch Vulkanisation keine Hitzeschäden am Gummielement (33) verursacht.
Rad mit einem Dämpfer nach Anspruch 6, worin das Felgenseitenelement (31) zwei Unterelemente (31a, 31b) beinhaltet, wobei ein Unterelement (31a) der zwei Unterelemente (31a, 31b) gegen die Felge (10) gedrückt wird, ohne dass es an die Felge (10) geschweißt wird, und das andere Unterelement (31b) der zwei Unterelemente (31a, 31b) an die Felge (10) geschweißt wird.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Felge (10) aus Stahl, geschmiedetem Aluminium, gegossenem Aluminium, synthetischem Harz oder einem faserverstärkten Polymer besteht.
Rad mit einem Dämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Scheibe (20) aus Stahl, geschmiedetem Aluminium, gegossenem Aluminium, synthetischem Harz oder einem faserverstärkten Polymer besteht.
Kraftfahrzeug mit zumindest einem Rad nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 18.
Verfahren zur Herstellung eine Rads mit einem Dämpfer für ein Kraftfahrzeug, worin das Rad mit dem Dämpfer Folgendes einschließt: eine Felge (10); eine von der Felge (10) radial beabstandete Scheibe (20); und einen Dämpfer (30) der zwischen der Felge (10) und der Scheibe (20) angeordnet ist, wobei der Dämpfer (30) ein Gummielement (33) mit einer Federkonstanten aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das Gummielement (33) des Dämpfers (30) einen ersten Abschnitt (33a, 33b) beinhaltet, der in erster Linie einer elastischen Schubverformung unterworfen wird, um als eine Feder zu wirken, wenn die Felge (10) und die Scheibe (20) voneinander in einer vertikalen Richtung relativ verschoben sind, sowie dadurch, dass die Federkonstante des Gummimittels (33) des Dämpfers (30) so festgelegt ist, dass die erste Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das die Feder des Gummielements (33) und die Masse des Kraftfahrzeugs umfasst, im Bereich von 6 – 12 Hz liegt, und derart, dass die erste Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das die Feder des Gummielements und die Masse der Felge (10), die radial außerhalb des Gummielements (33) angeordnet ist, umfasst, im Bereich von 50 – 200 Hz liegt; und dadurch, dass das Verfahren Folgendes umfasst: das Gießen einer Felge und einer Scheibe als einstückiges Produkt; das Schneiden des Produkts in zwei Teile, um die Felge (10) und die Scheibe (20) zu erhalten; und das Befestigen des Dämpfers (30) zwischen der Felge (10) und der Scheibe (20), um das Rad mit dem Dämpfer (30) zu erhalten.