DE69611179T2

DE69611179T2 - Reifen mit verbesserter pitch-folge

Info

Publication number: DE69611179T2
Application number: DE69611179T
Authority: DE
Inventors: Janusz Wesolowski
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2016-08-14
Also published as: CA2168331A1; EP0850143B1; US5759310A; MX9801442A; WO1997009183A1; DE69611179D1; BR9610464A; AU700692B2; EP0850143A1; ES2154418T3; AU6896996A

Description

Hinterrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, insbesondere ein Laufflächenprofil für einen Luftreifen.
Wenn ein Reifen auf einer Oberfläche abrollt, tritt eine Luftbewegung auf, die einen hörbaren Ton verursacht. Für jedes gegebene Laufflächenprofil wird eine bestimmte Menge akustischer Energie produziert. Während zwei unterschiedliche Laufflächenprofile die gleiche Menge akustischer Energie produzieren können, können die von jedem produzierten Geräusche sehr unterschiedliche Auswirkungen auf Menschen haben. Ein Reifen kann grell und unangenehm klingen und der andere recht annehmbar. Der Unterschied zwischen den beiden Tönen liegt in ihrem Frequenzspektrum und kann eine andere subjektive hörbare Reaktion ergeben. Der Zustand, bei dem der erzeugte Ton von einer einzelnen Frequenz und ihren Oberschwingungen dominiert wird, d. h. ein Großteil des erzeugten Tons in einem sehr kleinen Frequenzbereich des Tonspektrums konzentriert ist, ist unerwünscht. Diese Situation ist für einen Zuhörer psychologisch störend, da sie ein unbehagliches Gefühl verursacht. Zusätzlich dazu, daß sie irritierend sind, können die gesammelten Töne in größeren Abständen wahrgenommen werden und erfordern mehr Schallschutzmaterial, als nicht gesammelte Töne. Wenn eine gegebene Konzentration der Schallenergie über einen breiteren Frequenzbereich ausgebreitet werden könnte, würde dies die Unerwünschtheit des Tones verringern.
Es sind in der Vergangenheit verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die von Reifen erzeugten störenden Geräusche durch Verbreitern der produzierten Energie über den Frequenzbereich zu verringern. Z. B. offenbaren die US-Patente 4 327 792 und 4 474 223 ein Verfahren zum Verbreitern von Geräuschen, durch die lasttragenden Elemente einer Reifenlauffläche. Dieses wird durchgeführt, indem man lastlagernde Elemente in einer fünfschrittigen Verfahrensweise entwirft, um die maximale Anzahl sich wiederholender Designzyklen zu bestimmen, die verwendet werden kann, das maximale Teilungsverhältnis ausgewählt wird, die passende Zahl von Oberwellensegmenten bestimmt wird, in die die Lauffläche unterteilt werden kann, die Größe jedes Oberwellensegments und die Anzahl von Designzyklen für jedes Oberwellensegment bestimmt werden und zuletzt die verschiedenen Designzyklen derart in jedem der Oberwellensegmente angeordnet werden, daß die Wellenlänge der überwiegenden Modulationsfrequenz des Segments der Formellänge dieses Segments entspricht.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen, der mit einer Lauffläche versehen ist, die mehrere lasttragende Elemente aufweist, die um den Umfang des Reifens herum angeordnet sind. Die Lauffläche weist eine Teilungsfolge auf, mit
(a) insgesamt zwischen 52 und 64 Teilungen;
(b) nur vier unterschiedlichen Teilungslängen, und die niedrigsten nicht teilbaren ganzen Zahlen, die für die Teilungsverhältnisse für die vier Teilungslängen verwendet werden, sind 11-13-15 und 17;
(c) einem Verhältnis der längsten Teilungslänge zur kürzesten Teilungslänge, das im Bereich zwischen 1,54 und 1,55 liegt; und
(d) einem konstanten Stufensprung in der Teilungslänge in den vier unterschiedlichen Teilungslängen, wenn man von der kürzesten Teilungslänge zur längsten Teilungslänge fortschreitet.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion für eine Reifenlaufiläche mit 52 Teilungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist und die hierin offenbarte Teilungsfolge verwendet.
Fig. 2 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion für eine Reifenlauffläche, die 52 Teilungen aufweist und gemäß US-Patent 4 474 223 gebildet ist.
Fig. 3 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion für eine Reifenlaufftäche mit 64 Teilungen, die gemäß der vorliegenden Erindung gebildet ist und die hierin offenbarte Teilungsfolge verwendet.
Fig. 4 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion für eine Reifenlauffläche, die 64 Teilungen aufweist und gemäß US-Patent 4 474 223 gebildet ist.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Wie hierin und in den Ansprüchen verwendet, sollen die folgenden Bezeichnungen bedeuten:
"Teilung", auch bekannt als "Designzyklus", bezeichnet einen Abschnitt der Lauffläche in der Umfangsrichtung, der um den Außenumfang des Reifens wiederholt wird. Normalerweise enthält eine Teilung ein lastlagerndes Element und eine benachbarte Rille, die angrenzende lastlagernde Elemente in einer Reifenlauffläche trennt. Jedoch können die Umgrenzungen einer Teilung in der Umfangsrichtung ein lastlagerndes Element oder eine benachbarte Rille, abhängig von dem Punkt auf der Umgrenzung in der axialen Richtung halbieren. Allerdings enthält jede Teilung im allgemeinen die Gesamtmenge von mindestens einem lastlagernden Element und mindestens einer Rille, aber sie kann aus zwei Bruchteilen bestehen, die insgesamt ein vollständiges Element oder eine vollständige Rille ergeben.
"Teilungsverhältnis" bezeichnet das Verhältnis der längsten Designzykluslänge zur kürzesten Designzykluslänge.
"Teilungsfolge" bezeichnet die bestimmte Anordnung für unterschiedliche Designzykluslängensegmente um den vollen Umfang der Lauffläche herum.
"Luftreifen" bezeichnet eine laminierte mechanische Vorrichtung mit im allgemeinen torusförmiger Gestalt (normalerweise ein offener Torus) mit Wülsten, einer Karkaßlage und einer Lauffläche.
Die Luftreifen der vorliegenden Erindung weisen eine verbesserte Abfolge der Teilungen auf. Die Verwendung dieser Folgen in den Reifen ergibt verbesserte subjektive Geräuscheigenschaften.
Das Verhältnis der längsten Teilungslänge zur kürzesten Teilungslänge liegt im Bereich zwischen 1,54 und 1,55. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis 1,545.
In den Teilungsfolgen, die bei der vorliegenden Erimdung verwendet werden, sind die kleinsten, nicht teilbaren, ganzen Zahlen, die für Teilungsverhältnisse für die vier Teilungslängen verwendet werden, 11, 13, 15 und 17. Es gibt einen konstanten Stufensprung in der Teilungslänge in den vier unterschiedlichen Teilungslängen, wenn man von der kürzesten Teilungslänge zur längsten Teilungslänge fortschreitet. Z. B. ist für das Teilungslängenverhältnis 11, 13, 15, 17 dann ein konstanter Stufensprung 2.
Es gibt fünf Teilungsfolgen, die bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind. Mit diesen Teilungsverhältnissen ausgedrückt werden die nachstehenden Folgen offenbart. Die Folgen unten sind als Ausdruck eines geschlossenen Umlaufs (wie eines Reifens) zu interpretieren und jede Teilung kann die Folge einleiten oder die Folge beenden, solange die Reihenfolge der Folge beibehalten wird.
Die erste Teilungsfolge besteht aus insgesamt 52 Teilungen. Die Teilungsfolge ist wie folgt:
Die zweite bevorzugte Teilungsfolge weist eine Gesamtmenge von 57 Teilungen auf und ist wie folgt:
Die dritte bevorzugte Teilungsfolge besteht aus insgesamt 59 Teilungen und ist wie folgt:
Die vierte bevorzugte Teilungsfolge besteht aus insgesamt 62 Teilungen und ist wie folgt:
Die fünfte bevorzugte Teilungsfolge besteht aus insgesamt 64 Teilungen und ist wie folgt:
Die Reifen der vorliegenden Erindung können für Personenkraftwagen, Mehrzweckfahrzeuge, Leicht-LKW und mittlere LKW verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erindung sind die Anforderungen, die die einzelne Designzyklenlänge auf einem gegebenen Reifen bestimmen, wie folgt (a) es gibt insgesamt nur zwischen 52 und 64 Teilungen, (b) nur vier unterschiedliche Teilungslängen, (c) die spezifische Teilungsfolge, (d) die vier Designzykluslängenverhältnisse und (e) der bekannte Außenumfang des Reifens. Um festzustellen, wie lang jeder Designzyklus für einen Reifen eines gegebenen Außenumfangs sein würde, nimmt man die Summe aller ganzen Zahlen in der Teilungsfolge in Verhältnissen ausgedrückt. Z. B. würde für die oben genannte Folge mit 52 Teilungen die Summe 702 sein (11 · 16 + 13 · 15 + 15 · 13 + 17 · 8). Für einen Reifen der Größe P195/64R15 würde der Außenumfang 2001 mm betragen. Wenn man den Außenumfang 2001 mm durch 702 teilt, erhält man 2,85. Man nimmt diese Zahl 2,85 und multipliziert sie mit 11, 13, 15 und 17, um die jeweiligen Teilungslängen 31,35 mm, 37,05 mm, 42,75 mm und 48,45 mm zu erhalten.

Beispiel 1

Es sind Computersimulationstests durchgeführt worden, die die Oberwellenanalyse der Impulsfunktion der Reifenlaufflächen mit Teilungsfolgen, die gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet waren, mit Teilungsfolgen gemäß US-Patent 4 474 223 verglichen.
Fig. 1 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion unter Verwendung der Teilungsfolge, die aus 52 einzelnen Teilungen besteht, die wie folgt sind:
Fig. 2 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion unter Verwendung einer Teilungsfolge, die aus 52 einzelnen Teilungen gemäß US-Patent 4 474 223 besteht und die wie folgt sind:
Wenn man die Fig. 1 und 2 vergleicht, ist zu sehen, daß das Fourierspektrum der Impulsfunktion für die Reifenlauffläche, bei der die Teilungsfolge gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist (Fig. 1), flachere Oberwellenanteile als die Teilungsfolge in Fig. 2 aufweist. Die flacheren Oberwellenanteile setzen sich zu verringerten Reifengeräuschen um, wenn der Reifen mit der Straßenoberfläche in Kontakt gelangt. Die Qualität des errechneten Fourierspektrums kann auch durch eine maximale normierte Amplitude ausgedrückt werden. Es ist aus dem Vergleich von Fig. 1 mit 2 deutlich sichtbar, daß die aus gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneten Teilungsfolge(n) errechnete, maximale, normierte Amplitude kleiner als diejenigen sind, die gemäß dem US-Patent 4 474 223 angeordnet sind. Dementsprechend ist festgestellt worden, daß ein Reifen mit gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneten Teilungen eine Verringerung der Laufflächengeräusche bewirkt, wenn der Reifen mit der Straßenoberfläche in Kontakt gelangt. Insbesondere gibt es eine Verringerung der maximalen Amplitude im 200-Oberwellenspektrum um mehr als 20 Prozent.

Beispiel 2

Es sind Computersimulationstests durchgeführt worden, die die Oberwellenanalyse der Impulsfunktion der Reifenlaufflächen mit Teilungsfolgen, die gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet waren, mit Teilungsfolgen gemäß US-Patent 4 474 223 verglichen.
Fig. 3 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion unter Verwendung der Teilungsfolge, die aus 64 einzelnen Teilungen besteht, die wie folgt sind:
Fig. 4 ist eine graphische Abbildung der Oberwellenanalyse der Impulsfunktion unter Verwendung einer Teilungsfolge, die aus 64 einzelnen Teilungen gemäß US-Patent 4 474 223 besteht und die wie folgt sind:
Wenn man die Fig. 3 und 4 vergleicht, ist zu sehen, daß das Fourierspektrum der Impulsfunktion für die Reifenlauffläche, bei der die Teilungsfolge gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist (Fig. 3), flachere Oberwellenanteile als die Teilungsfolge in Fig. 4 aufweist. Die flacheren Oberwellenanteile setzen sich zu verringerten Reifengeräuschen um, wenn der Reifen mit der Straßenoberfläche in Kontakt gelangt. Die Qualität des errechneten Fourierspektrums kann auch durch eine maximale normierte Amplitude ausgedrückt werden. Es ist aus dem Vergleich von Fig. 3 mit 4 deutlich sichtbar, daß die aus gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneten Teilungsfolge(n) errechnete, maximale, normierte Amplitude kleiner als diejenigen sind, die gemäß dem US-Patent 4 474 223 angeordnet sind. Dementsprechend ist festgestellt worden, daß ein Reifen mit gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneten Teilungen eine Verringerung der Laufflächengeräusche bewirkt, wenn der Reifen mit der Straßenoberfläche in Kontakt gelangt. Insbesondere gibt es eine Verringerung der maximalen Amplitude im 200-Oberwellenspektrum um mehr als 30 Prozent.

Claims

1. Reifen, der mit einer Lauffläche versehen ist, die mehrere lasttragende Elemente aufweist, die um den Umfang des Reifens herum angeordnet sind, wobei die Lauffläche eine Teilungsfolge aufweist, die gekennzeichnet ist durch:

(a) insgesamt zwischen 52 und 64 Teilungen;

(b) nur vier unterschiedliche Teilungslängen, wobei die kleinsten, nicht teilbaren, ganzen Zahlen, die für die vier Teilungslängen verwendet werden, 11-13-15 und 17 sind;

(c) ein Verhältnis der längsten Teilungslänge zur kürzesten Teilungslänge, das im Bereich zwischen 1,54 und 1,55 liegt; und (d) einen konstanten Stufensprung in der Teilungslänge in den vier unterschiedlichen Teilungslängen, wenn man von der kürzesten Teilungslänge zur längsten Teilungslänge fortschreitet

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsfolge aus insgesamt 52 Teilungen besteht und besteht aus

3. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsfolge aus insgesamt 57 Teilungen besteht und besteht aus

4. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsfolge aus insgesamt 59 Teilungen besteht und besteht aus

5. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsfolge aus insgesamt 62 Teilungen besteht und besteht aus

6. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsfolge aus insgesamt 64 Teilungen besteht und besteht aus

7. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen für einen Personenkraftwagen vorgesehen ist.

8. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen für ein Mehrzweckfahrzeug vorgesehen ist.

9. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen für einen Leicht-LKW vorgesehen ist.

10. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen für einen mittleren LKW vorgesehen ist.