WO2020207915A1 - Schalldämpfungselement für ein rad für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2020207915A1
WO2020207915A1 PCT/EP2020/059544 EP2020059544W WO2020207915A1 WO 2020207915 A1 WO2020207915 A1 WO 2020207915A1 EP 2020059544 W EP2020059544 W EP 2020059544W WO 2020207915 A1 WO2020207915 A1 WO 2020207915A1
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WO
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rim
wheel
sound
base body
extensions
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/059544
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English (en)
French (fr)
Inventor
Conrad Schucht
Robert Hoffmann
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C19/002—Noise damping elements provided in the tyre structure or attached thereto, e.g. in the tyre interior
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B21/00—Rims
    • B60B21/12—Appurtenances, e.g. lining bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/10—Reduction of
    • B60B2900/133—Noise

Definitions

  • the invention relates to a sound-absorbing element for a wheel for a vehicle, in particular a motor vehicle, the wheel having a rim, a tire and a gas-filled cavity arranged between the rim and the tire, with an annular base body made of a textile material, the base body being designed in order to lie flat on a rim bed of the rim.
  • the invention further relates to a wheel for a motor vehicle with such a sound-damping element.
  • Tire rolling noise makes a significant contribution to the passing noise of a road vehicle. It is therefore desirable and partly due to legal regulations also necessary, the contribution of the tire rolling noise on from a
  • Sources of noise are, on the one hand, the tread of the tire itself, which can be excited to vibrate, for example, by contact with uneven road surfaces, and therefore also vibrations of the rim, which can also be radiated to the outside as sound.
  • Various attempts have been made to implement noise-insulating measures on motor vehicles in order to reduce the rolling noise.
  • Sound-absorbing materials for example, placed in the wheel arches or in the cavity inside the tire. Also
  • EP 1 099 572 A2 proposes arranging a strip-shaped fabric approximately in the middle of the rim well that is connected to a pile made of flexible fibers, the fibers of the pile extending in the radial direction within the cavity formed between the rim and the tire.
  • the relatively compact material made of flexible fibers acts as a sound absorber and is also intended to prevent the formation of standing waves within the cavity.
  • a reduction in the volume has an effect, but a deterioration in other properties such as adhesion to the surface, braking behavior or durability.
  • the object of the present invention is to provide a sound-absorbing element of the type mentioned above, which is suitable for damping both structure-borne noise emitted by the rim and sound propagating within the cavity and thus reducing the noise emissions of the wheel and, if possible, none at the same time to cause mechanical stress on the rim and / or on the tire.
  • the object is achieved according to the invention by a sound-absorbing element of the type described at the outset, which is characterized by extensions arranged on an outside of the base body which protrude into the cavity at least when the wheel rotates sufficiently quickly.
  • a sound-absorbing element of the type described at the outset, which is characterized by extensions arranged on an outside of the base body which protrude into the cavity at least when the wheel rotates sufficiently quickly.
  • the object is also achieved by a wheel for a motor vehicle with such a sound-absorbing element.
  • the extensions arranged on the base body can be designed in such a way that they protrude into the cavity essentially in the radial direction. In most preferred
  • connection between an individual extension and the base body and / or the individual extension is designed so flexibly that the extensions are movable.
  • the extensions can assume different orientations depending on the acting gravity and on centrifugal forces acting while driving. It is but it is also possible that the extensions protrude into the cavity even when the wheel is at a standstill.
  • Each extension itself preferably has a low inherent rigidity. Depending on the material from which the extensions are made, they can also have a certain elasticity. Both properties ensure that, depending on the speed of the wheel and thus depending on the centrifugal forces, the extensions extend differently into the cavity.
  • the material of the base body can be adapted to the rim in terms of density and volume in order to ensure sufficient damping.
  • the rim is often made of aluminum or steel, or alternatively of one
  • the base body can effect effective damping of the structure-borne noise propagating within the rim.
  • the extensions are preferably designed to be air-permeable or gas-permeable. They have a defined flow resistance. The flow resistance is preferably optimized for maximum damping. The one in the toroidal cavity
  • the sound-damping element therefore has at least 8, preferably at least 16, further preferably at least 24 or particularly preferably at least 36 extensions. The entire toroidal cavity is then divided into a corresponding number of smaller cavities by the extensions.
  • the number of extensions is advantageously completely divisible by 3, 4 or 8. This then results in a symmetrical distribution of the extensions around the axis so that no imbalance of the wheel can arise. This applies in particular when the extensions are arranged equidistantly distributed over the circumference of the base body. Each sub-volume is thus the same size, and the extensions have constant spacings from one another along the circumference of the rim.
  • the extensions are preferably aligned parallel to the axis of rotation of the wheel or the rim.
  • the extensions are made of the same material as the base body.
  • the material is preferably a textile material.
  • it can be a woven fabric, a knitted fabric or a knitted fabric. Both the elasticity of the material and the flow resistance can then be adjusted in a simple manner. To do this, the strength and density of the textile material can be changed. For example, a mesh size or spacing between individual threads can be adapted in such a way that the desired flow resistance results.
  • the material can also be a material in which holes have been made in order to achieve the desired flow resistance. In other words, the material can be a porous material.
  • the extensions consist of a double layer of the textile material of the base body.
  • This embodiment makes it possible to manufacture the entire sound-absorbing element from a single long band of the textile material.
  • Each extension is then formed by a double-layer flap.
  • Such a tab is created, for example, when a first section of the tape is folded over an adjacent second section and fixed in this form.
  • the two sections are preferably of the same length.
  • the fixation can consist of a seam, but can also be an adhesive bond or a weld.
  • the fixation runs perpendicular to the length of the rectangular base body, which speaks ent when pulled onto the rim of the axial direction.
  • the extensions are then formed by double-layer tabs which have a connecting line running in an axial direction.
  • the base body prefferably has a closure line or a closure area at which two opposite ends of the base body are connected to one another in such a way that an annular base body is formed.
  • the ring-shaped base body is then produced from an originally strip-shaped part.
  • the closure line which in turn can be in the form of a seam, an adhesive bond or a weld, can lie in an area in which the two ends of the base body overlap.
  • the overlap area is designed to be as small as possible.
  • a so-called so-called tension seam as it is used, for example, in the covering of steering wheels.
  • a small area can be turned over at each of the ends of the base body to be connected, so that in this variant, too, a small area is made with two layers on both sides of the seam.
  • each section corresponds to the sum of the distance between two extensions or two tabs and the length of the extension or tab.
  • the next section is attached. This distance generally corresponds to the circumference of the Fel ge divided by the number of extensions.
  • fastening line that can be embodied as a seam, weld or bond that runs in the axial direction.
  • the extensions can be attached to an annular base body, which can be made in one piece and, for example, as a textile belt.
  • a single extension has a length that corresponds to the desired expansion in the radial direction, for example the radial extension of the toroidal cavity, as well as an allowance for attaching the extension or the tab to the base body.
  • the suture material can penetrate the base body and, for example, two layers of the material of the extension.
  • the extension then has two sections which are fixed to the base body and which are arranged one above the other and parallel to one another and parallel to the base body. The two fixed sections can be folded over one another.
  • the extension has a movable section which protrudes into the cavity and is flexibly pivotable about an axis that is defined by the seam.
  • the textile material can have a weight per unit area of at least 400 g / m 2 , preferably of at least 600 g / m 2 .
  • the textile material preferably has a weight per unit area of less than 1000 g / m 2 , preferably less than 750 g / m 2 .
  • the sound-absorbing element is under tension when it is pulled onto the rim. On the one hand, this reliably prevents slipping on the rim, and on the other hand, the sound-absorbing element is prevented from becoming detached from the rim even at high speeds of rotation of the wheel. If the sound-absorbing element rests on the rim under tension, but there is no other form-fitting or material connection with the rim, it is not stressed by the sound-absorbing element while driving. If the total extent of the sound-absorbing element in the radial direction is smaller than the radial extent of the cavity between the rim and tire, the sound-absorbing element does not come into physical contact with the tire either, so that it is also not stressed.
  • Another advantage of the described invention is that neither the rim nor the tire need to be changed.
  • the system can therefore be used flexibly and can also be retrofitted.
  • the invention does not, or only insignificantly, prevent the tire from being pulled onto the rim, since the tire must be pulled asymmetrically over the rim edge (rim flange). This is an essential requirement for any type of wheel damper.
  • the base body preferably fills at least 90%, particularly preferably at least 95%, of a free width of the rim base of the rim.
  • the sound circulating in the cavity thus has essentially no possibility of propagating past the extensions, so that the essential portion of the circulating sound interacts with the extensions and is thus attenuated.
  • the extensions in the fully erected state preferably occupy at least 90% of the free height, particularly preferably at least 95% of the free height in the cavity.
  • a damping material can be arranged on the inside of the tread of the tire.
  • the damping material can be, for example, an open-cell polyurethane foam or melamine foam.
  • the length of the extensions is preferably adapted to the presence of the damping material. In other words, the maximum expansion in the radial direction, of course in the erect state under the influence of centrifugal force, continues to be determined by the free height or expansion of the cavity in the radial direction. However, the presence of the damping material reduces this free height.
  • the base body is glued onto the rim. This achieves a particularly secure fit of the sound-absorbing element on the rim.
  • the adhesive surface can be used as an elastic, pasty or viscous absorber surface.
  • Fig. 2 a first embodiment of a wheel according to the invention in a perspective's view obliquely from above,
  • FIG. 4 a detail of a second embodiment of a sound-damping element according to the invention together with a rim in a view obliquely from above
  • FIG. 5 a detail of a second embodiment of a wheel according to the invention in a perspective view.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an inventive
  • the rim 3 has a rim well 4, several spokes 6 and a hub 8.
  • the annular base body 10 of the sound-absorbing element 2 rests flat on the rim well 4.
  • Sound-damping element 2 consists essentially of the annular base body 10 and the tabs 12. There are a total of 36 tabs 12, which are arranged equidistantly over the circumference of the rim 3. Each tab 12 consists of a first layer 16 of the tab 12 and a second layer 18 of the tab 12. The two layers 16 and 18 of the Tabs 12 adjoin one another on the end face 20 and consist of a single piece of textile material. This is illustrated again with the aid of the following figures. A situation is shown in which the wheel with the sound-absorbing element 2 rotates at a medium speed, so that the tabs 12 are erected due to the centrifugal force and extend radially outwards, but there is a cavity 14 between the two layers 16, 18 .
  • Figure 2 shows a first embodiment of a wheel 22 according to the invention in a schematic perspective view obliquely from above.
  • the rim 3 is again shown, on the rim base 4 of which the textile base body 10 of the sound-absorbing element 2 rests.
  • the base body 10 takes up almost the entire free width between the outer rim flange 26 and the inner rim flange 28.
  • a plurality of extensions or tabs 12 are arranged on the textile base body 10, distributed around the circumference of the rim 3.
  • the illustrated embodiment the
  • Extensions 12 also made of textile material, but in contrast to the embodiment shown in Figure 1, designed in a single layer.
  • the outer end of the wheel 22 is also indicated by the tire 24, which together with the rim 3 encloses a toroidal cavity in which the sound-absorbing element 2 is arranged.
  • the cavity is divided by the individual projections 12 into a plurality of individual volumes, each volume on its underside by the textile base body 10, on its upper side and on the axially inner and outer end faces of the sidewalls of the tire 24 or the tire patch and on which is in the radial direction between the two
  • Rim flanges 26, 28 extending sides are each delimited by one of the extensions 12. Again, a situation is shown in which the extensions 12 or tabs have erected due to the rotation of the wheel 22 and each point radially outward.
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment from FIG. 2 in a view from the radial direction. It can be seen that both the textile base body 10 and the individual extensions 12 occupy the free space of width b that exists between the two rim flanges 26, 28. The length in the radial direction of the individual extensions 12 corresponds to the height h shown. The height h essentially corresponds to the distance between the rim well 4 and the circumferential surface 25 of the tire 24, which was reduced by a small amount in order to take into account the thickness of the tread of the tire 24 and a small safety distance.
  • FIG. 4 shows a detail of a second exemplary embodiment of a sound-absorbing element 2 according to the invention together with a rim 3 in a view obliquely from above.
  • the sound-damping element 2 which comprises the belt-shaped textile base body 10 and a plurality of tabs 12, is shown again.
  • the tabs 12 are again designed in two layers and each have a first layer 16 and a second layer 18, which adjoin one another on the end face 20. It can be seen particularly well that the two layers 16, 18 are in contact with one another at the rim-side end of each tab 12. At this point, the two layers 16, 18 are fixed to one another with a seam 13. The area between two seams 13 is each filled with a layer of the textile material. These areas together form the textile base body 10, which overall has a length which corresponds to the circumference of the rim 3.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment similar to the exemplary embodiment shown in FIG. 4, all components of the wheel 22 being shown in FIG.
  • the rim 3 with the spokes 6 and the rim base 4, the tire 24 and the sound-absorbing element 2 with the base element 10 and the tabs 12 are again shown.
  • a layer of a damping material 30 is arranged in the tire contact patch, that is to say on the inside of the tread of the tire 24. This picks up structure-borne noise emanating from the tire 24.
  • Three damping mechanisms are then used in parallel: the textile base body 10 dampens the structure-borne noise of the rim, the tabs 12 dampen the sound circulating in the cavity, and that
  • Damping material 30 dampens the structure-borne noise of the tire 24.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

Ein Schalldämpfungselement (2) für ein Rad (22) für ein Fahrzeug oder Kraftfahrzeug, wobei das Rad (22) eine Felge (3), einen Reifen (24) und einen zwischen der Felge (3) und dem Reifen (24) angeordneten gasgefüllten Hohlraum aufweist, mit einem ringförmigen Grundkörper (10) aus einem textilen Material, wobei der Grundkörper (10) ausgestaltet ist, um flächig auf einem Felgenbett der Felge aufzuliegen, zeichnet sich dadurch aus, dass an einer Außenseite des Grundkörpers (10) angeordneten Fortsätzen (12), die zumindest dann, wenn das Rad eine ausreichend schnelle Drehbewegung ausführt in den Hohlraum hineinragen. Ein Rad für ein Kraftfahrzeug zeichnet sich durch ein solches Schalldämpfungselement (2) aus.

Description

Beschreibung
Schalldämpfungselement für ein Rad für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Schalldämpfungselement für ein Rad für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, wobei das Rad eine Felge, einen Reifen und einen zwischen der Felge und dem Reifen angeordneten gasgefüllten Hohlraum aufweist, mit einem ringförmigen Grundkörper aus einem textilen Material, wobei der Grundkörper ausgestaltet ist, um flächig auf einem Felgenbett der Felge aufzuliegen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Schalldämpfungselement.
Beim Betrieb von Kraftfahrzeugen entstehen aus unterschiedlichen Gründen Geräusche. So sind insbesondere bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor die Motorgeräusche
wahrzunehmen, abhängig von der Geschwindigkeit aber auch Windgeräusche und Geräusche, die durch das Abrollen der Räder auf dem Untergrund verursacht werden. Die
Reifenabrollgeräusche erbringen dabei einen wesentlichen Beitrag zum Vorbeifahrgeräusch eines Straßenfahrzeugs. Es ist daher wünschenswert und teilweise aufgrund von gesetzlichen Bestimmungen auch notwendig, den Beitrag des Reifenabrollgeräuschs am von einem
Kraftfahrzeug emittierten Lärm möglichst gering zu halten. Die immer höher werdenden
Qualitätsanforderungen an die Fahrzeuge bedingen dabei zum einen einen geringeren
Lärmpegel im Inneren des Fahrzeugs, zum anderen sollen Passanten, Anwohner und Umwelt ebenfalls nach Möglichkeit durch geringe Geräuschemissionen geschützt werden. Bei Elektro- sowie Hybridfahrzeugen fehlt zudem im Inneren des Fahrzeugs der akustische
Verdeckungseffekt des Antriebsgeräusches in Form eines Verbrennungsmotors, sodass es für diese Fahrzeuge ebenfalls wünschenswert ist, dass Reifenabrollgeräusch zu reduzieren.
Lärmquellen sind dabei einerseits die Lauffläche des Reifens selbst, die beispielsweise durch Kontakt zu Fahrbahnunebenheiten zu Schwingungen angeregt werden kann, sowie daher auch Schwingungen der Felge, die ebenfalls als Schall nach außen abgestrahlt werden können. Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, geräuschdämmende Maßnahmen an Kraftfahrzeugen umzusetzen, um das Abrollgeräusch zu reduzieren. Dabei wurden schallabsorbierende Materialien beispielsweise in die Radkästen oder in den Hohlraum im Inneren des Reifens eingebracht. Ebenfalls
ist es bekannt, die Steifigkeit der Seitenwände der Reifen zu erhöhen, um hier die
Schwingungsneigung zu verringern.
Die EP 1 099 572 A2 schlägt vor, etwa in der Mitte des Felgenbetts ein streifenförmiges Gewebe anzuordnen, dass mit einem Flor aus flexiblen Fasern verbunden ist, wobei sich die Fasern des Flores innerhalb des zwischen Felge und Reifen ausgebildeten Hohlraumes in radialer Richtung erstrecken. Das relativ kompakte Material aus flexiblen Fasern wirkt dabei als Schallabsorber und soll auch die Ausbildung von stehenden Wellen innerhalb des Hohlraumes verhindern.
Weitere Ansätze zur Reduzierung des Vorbeifahrgeräusches eines Kraftfahrzeugs bestehen in Veränderungen der Reifen hinsichtlich Art und Tiefe des Reifenprofils sowie der
Gummimischung. Im Regelfall bedingen Änderungen dieser Art, die sich positiv auf die
Verringerung der Lautstärke auswirken, aber eine Verschlechterung anderer Eigenschaften wie Haftung auf dem Untergrund, Bremsverhalten oder Haltbarkeit.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schalldämpfungselement der eingangs genannten Art anzugeben, welches geeignet ist, sowohl von der Felge abgestrahlten Körperschall als auch sich innerhalb des Hohlraumes ausbreitenden Schall zu dämpfen und damit die Lärmemmission des Rades zu reduzieren und dabei gleichzeitig nach Möglichkeit keine mechanische Belastung für die Felge und/oder für den Reifen zu verursachen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schalldämpfungselement der eingangs beschriebenen Art, das sich durch an einer Außenseite des Grundkörpers angeordnete Fortsätze, die zumindest dann, wenn das Rad eine ausreichend schnelle Drehbewegung ausführt in den Hohlraum hineinragen, auszeichnet. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Schalldämpfungselement.
Die an dem Grundkörper angeordneten Fortsätze können derart ausgestaltet sein, dass sie im Wesentlichen in radialer Richtung in den Hohlraum ragen. In den meisten bevorzugten
Ausgestaltungen ist die Verbindung zwischen einem einzelnen Fortsatz und dem Grundkörper und/oder ist der einzelne Fortsatz derartig flexibel ausgestaltet, dass die Fortsätze beweglich sind. Insbesondere können die Fortsätze abhängig von der wirkenden Schwerkraft sowie von während der Fahrt wirkenden Fliehkräften unterschiedliche Ausrichtungen annehmen. Es ist aber ebenfalls möglich, dass die Fortsätze auch bei Stillstand des Rades in den Hohlraum hineinragen.
Jeder Fortsatz selbst weist vorzugsweise eine geringe Eigensteifigkeit auf. Abhängig vom Material, aus dem die Fortsätze bestehen, können diese ebenfalls eine gewisse Elastizität aufweisen. Beide Eigenschaften sorgen dafür, dass sich abhängig von der Drehzahl des Rades und somit abhängig von den wirkenden Fliehkräften die Fortsätze unterschiedlich weit in den Hohlraum erstrecken.
Körperschall, der sich entlang der Felge ausbreitet, wird von dem Grundkörper wirkungsvoll gedämpft und absorbiert. Das Material des Grundkörpers kann dabei hinsichtlich Dichte und Volumen an die Felge angepasst sein, um eine ausreichende Dämpfung sicherzustellen. Die Felge besteht häufig aus Aluminium oder Stahl, alternativ auch aus einem
Faserverbundwerkstoff, so dass die Felge selbst nur eine äußerst geringe innere Dämpfung aufweist. Der Grundkörper kann hier eine wirkungsvolle Dämpfung des sich innerhalb der Felge ausbreitenden Körperschalls bewirken.
Die Fortsätze sind vorzugsweise luftdurchlässig bzw. gasdurchlässig ausgestaltet. Sie weisen dabei einen definierten Strömungswiderstand auf. Der Strömungswiderstand ist dabei vorzugsweise auf maximale Dämpfung hin optimiert. Die im torusförmigen Hohlraum
umlaufenden Schallwellen müssen also immer wieder die Fortsätze durchqueren. Dabei kommt es zu Reibung zwischen den Gasmolekülen und der Faserstruktur der Fortsätze. Die Reibung bewirkt eine Wandlung der Schallenergie in Wärme und somit zu einer Absorption von
Schallenergie durch das Material der Fortsätze.
Je öfter eine umlaufende Schallwelle einen der Fortsätze durchqueren muss, desto höher fällt der Abbau der Schallenergie aus. Der Dämpfungsmechanismus beruht dabei auf Reibung. Ge mäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Schalldämpfungselement daher zumindest 8, bevorzugt zumindest 16, weiterhin bevorzugt zumindest 24 oder besonders bevor zugt zumindest 36 Fortsätze auf. Der gesamte torusförmige Hohlraum wird dann durch die Fortsätze in eine entsprechende Anzahl von kleineren Hohlräumen aufgeteilt.
Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Fortsätze restlos durch 3, durch 4 oder durch 8 teilbar. Es ergibt sich dann eine symmetrische Verteilung der Fortsätze um die Achse herum, sodass kei nerlei Unwucht des Rades entstehen kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Fortsätze äquidistant über den Umfang des Grundkörpers verteilt angeordnet sind. Jedes Teilvolumen ist somit gleich groß, und die Fortsätze weisen entlang des Umfangs der Felge jeweils konstante Abstände zueinander auf. Die Fortsätze sind dabei bevorzugt parallel zur Drehachse des Rades bzw. der Felge ausgerichtet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bestehen die Fortsätze aus dem gleichen Material wie der Grundkörper. Hierdurch ergeben sich Vorteile bei der Herstellung des gesamten Schall dämpfungselements. Das Material ist vorzugsweise ein textiles Material. Es kann sich dabei insbesondere um ein Gewebe, ein Gestrick oder ein Gewirk handeln. Es können dann sowohl die Elastizität des Materials als auch der Durchströmungswiderstand auf einfache Art und Wei se angepasst werden. Hierzu können Festigkeit und Dichte des textilen Materials verändert werden. Beispielsweise kann eine Maschengröße bzw. Abstände zwischen einzelnen Fäden derart angepasst werden, dass sich der gewünschte Strömungswiderstand ergibt. Alternativ kann das Material auch ein Material sein, in das Löcher eingebracht wurden, um den gewünsch ten Strömungswiderstand zu realisieren. Mit anderen Worten kann das Material ein poröses Material sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bestehen die Fortsätze aus einer doppelten Lage des textilen Materials des Grundkörpers. Dieser Ausführungsform ermöglicht es, das gesamte Schalldämpfungselement aus einem einzelnen langen Band des textilen Materials herzustellen. Jeder Fortsatz wird dann von einer doppellagigen Lasche gebildet. Eine solche Lasche entsteht beispielsweise, wenn ein erster Abschnitt des Bandes über einen angrenzenden zweiten Ab schnitt gefaltet und in dieser Form fixiert wird. Die beiden Abschnitte sind dabei vorzugsweise gleich lang. Die Fixierung kann dabei aus einer Naht bestehen, aber auch eine Verklebung oder eine Verschweißung sein. Die Fixierung verläuft dabei senkrecht zu der Länge des rechteck förmigen Grundkörpers, was im auf die Felge aufgezogenen Zustand der axialen Richtung ent spricht. Die Fortsätze werden dann durch doppellagige Laschen gebildet, welche eine in einer axialen Richtung verlaufende Verbindungslinie aufweisen.
Es ist möglich, dass der Grundkörper eine Verschlusslinie oder einen Verschlussbereich auf weist, an der zwei gegenüberliegende Enden des Grundkörpers derart miteinander verbunden sind, dass ein ringförmiger Grundkörper gebildet wird. Der ringförmige Grundkörper wird dann aus einem ursprünglich streifenförmigen Teil hergestellt. Die Verschlusslinie, die wiederum in Form einer Naht, einer Verklebung oder einer Verschweißung ausgebildet sein kann, kann da bei in einem Bereich liegen, in dem sich die beiden Enden des Grundkörpers überlappen. Um eine mögliche Unwucht zu vermeiden ist der Überlappbereich aber möglichst klein ausgestaltet. Ebenfalls ist es möglich, die beiden Enden ohne Überlapp zu verbinden. Dabei kann eine söge- nannte Zugnaht, wie sie beispielsweise bei der Verkleidung von Lenkrädern eingesetzt wird, verwendet werden. An den zu verbindenden Enden des Grundkörpers kann dazu jeweils ein kleiner Bereich umgeschlagen werden, so dass auch bei dieser Variante beidseitig der Naht ein kleiner Bereich doppellagig ausgeführt ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform werden jeweils eine Lasche und ein zu der jeweili gen Lasche gehöriger Anteil des Grundkörpers gemeinsam von einem im Wesentlichen recht eckigen Abschnitt des textilen Materials gebildet. Die Länge jedes Abschnitts entspricht dabei der Summe aus dem Abstand zweier Fortsätze bzw. zweier Laschen sowie der Länge des Fort satzes bzw. der Lasche. An einer Position, die einen Abstand zu einem ersten Ende eines Ab schnitts aufweist, der dem gewünschten Abstand zweier Fortsätze entspricht, wird jeweils der nächste Abschnitt befestigt. Dieser Abstand entspricht dabei im Regelfall dem Umfang der Fel ge geteilt durch die Anzahl der Fortsätze. Auch hier ergibt sich eine Befestigungslinie, die als Naht, Verschweißung oder Verklebung ausgeführt sein kann, die in axialer Richtung verläuft. Wenn alle Abschnitte ringförmig miteinander verbunden sind ergibt sich ein vollständiges Schalldämpfungselement, das Fortsätze aufweist, die aus einer einzelnen Lage des textilen Materials bestehen. Wenn es zur Befestigung der einzelnen Elemente aneinander notwendig ist, die beiden Elemente im Verbindungsbereich einander überlappen zu lassen, so muss der Überlappbereich natürlich bei der Bestimmung der Länge jedes Abschnitts berücksichtigt bzw. addiert werden.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform können die Fortsätze an einem ringförmi gen Grundkörper, welcher einstückig und beispielsweise als Textilgurt ausgeführt sein kann, befestigt sein. Ein einzelner Fortsatz weist dabei eine Länge auf, die der gewünschten Ausdeh nung in radialer Richtung, beispielsweise also der radialen Ausdehnung des torusförmigen Hohlraums, sowie einer Zugabe zur Befestigung des Fortsatzes bzw. der Lasche an dem Grundkörper, entspricht. Wenn der Fortsatz mit einer Naht an dem Grundkörper befestigt wird, so kann das Nahtmaterial den Grundkörper sowie beispielsweise zwei Lagen des Materials des Fortsatzes durchdringen. Der Fortsatz weist dann zwei an dem Grundkörper fixierte Abschnitte, die übereinander und parallel zueinander sowie parallel zu dem Grundkörper angeordnet sind, auf. Die beiden fixierten Abschnitte können übereinander gefaltet sein. Weiterhin weist der Fort satz einen beweglichen Abschnitt auf, der in den Hohlraum hineinragt und um eine Achse, die von der Naht definiert wird, flexibel schwenkbar ist.
Um einen für viele Anwendungsbereiche günstigen Durchströmungswiderstand zu erreichen, kann das textile Material ein Flächengewicht von zumindest 400 g/m2, bevorzugt von zumindest 600 g/m2 aufweisen.
Um das Gesamtgewicht des Schalldämpfungselements möglichst gering zu halten weist das textile Material vorzugsweise ein Flächengewicht von weniger als 1000 g/m2, bevorzugt von weniger als 750 g/m2 auf.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung steht das Schalldämpfungselement im auf die Felge aufgezogenen Zustand unter Spannung. Zum einen wird so ein Verrutschen auf der Felge si cher verhindert, zum anderen wird auch bei hohen Umdrehungszahlen des Rades ein Ablösen des Schalldämpfungselements von der Felge vermieden. Wenn das Schalldämpfungselement unter Spannung auf der Felge aufliegt, aber keine sonstige formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung mit der Felge besteht, wird diese durch das Schalldämpfungselement während der Fahrt nicht belastet. Wenn die gesamte Ausdehnung des Schalldämpfungselements in radialer Richtung kleiner ist, als die radiale Ausdehnung des Hohlraums zwischen Felge und Reifen, so kommt das Schalldämpfungselement auch mit dem Reifen nicht in physischen Kontakt, so dass dieser ebenfalls nicht belastet wird.
Weiterhin ist an der beschriebenen Erfindung vorteilhaft, dass weder an der Felge noch am Rei fen Änderungen vorgenommen werden müssen. Das System ist somit flexibel einsetzbar und auch nachrüstbar.
Aufgrund des textilen Materials behindert die Erfindung nicht oder nur unwesentlich das Aufzie hen des Reifens auf die Felge, da der Reifen unsymmetrisch über den Felgenrand (Felgenhorn) gezogen werden muss. Das ist eine wesentliche Forderung bei jeder Art eines Raddämpfers.
Bevorzugt füllt der Grundkörper zumindest 90%, besonders bevorzugt zumindest 95% einer freien Breite des Felgenbetts der Felge aus. Der im Hohlraum umlaufende Schall hat somit im Wesentlichen keine Möglichkeit, sich an den Fortsätzen vorbei auszubreiten, sodass der we sentliche Anteil des umlaufenden Schalls mit den Fortsätzen interagiert und somit gedämpft wird.
Aus dem gleichen Grund nehmen die Fortsätze im vollständig aufgerichteten Zustand bevorzugt zumindest 90% der freien Höhe, besonders bevorzugt zumindest 95% der freien Höhe im Hohl raum ein. Um auch von dem Reifen ausgehenden Körperschall zu beruhigen kann an der Lauffläche des Reifens innenseitig ein Dämpfungsmaterial angeordnet sein. Das Dämpfungsmaterial kann bei spielsweise ein offenporiger Polyurethanschaum oder auch Melaminschaum sein. In diesem Fall ist die Länge der Fortsätze vorzugsweise an das Vorhandensein des Dämpfungsmaterials angepasst. Mit anderen Worten wird die maximale Ausdehnung in radialer Richtung, natürlich im unter Fliehkrafteinfluss aufgerichteten Zustand, weiterhin durch die freie Höhe bzw. Ausdeh nung des Hohlraums in radialer Richtung bestimmt. Durch das Vorhandensein des Dämp fungsmaterials wird diese freie Höhe jedoch reduziert.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Grundkörper auf die Felge aufgeklebt. Hier durch wird ein besonders sicherer Sitz des Schalldämpfungselements auf der Felge erreicht.
Die Klebefläche kann dabei als elastische, pastöse oder viskose Absorberfläche genutzt wer den.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schalldämpfungselements zusammen mit einer Felge in einer Seitenansicht,
Fig. 2: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rades in einer perspektivi schen Ansicht von schräg oben,
Fig. 3: das Ausführungsbeispiel aus Figur zwei in einer Ansicht aus radialer Richtung,
Fig. 4: einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schall dämpfungselements zusammen mit einer Felge in einer Ansicht von schräg oben, und Fig. 5: einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rades in einer perspektivischen Ansicht.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Schalldämpfungselements 2 zusammen mit einer Felge 3 in einer Seitenansicht. Die Felge 3 weist ein Felgenbett 4, mehrere Speichen 6 sowie eine Nabe 8 auf. Auf dem Felgenbett 4 liegt der ringförmige Grundkörper 10 des Schalldämpfungselements 2 flächig auf. Das
Schalldämpfungselement 2 besteht im Wesentlichen aus dem ringförmigen Grundkörper 10 und den Laschen 12. Es sind insgesamt 36 Laschen 12 vorhanden, die äquidistant über den Umfang der Felge 3 verteilt angeordnet sind. Jede Lasche 12 besteht aus einer ersten Lage 16 der Lasche 12 und aus einer zweiten Lage 18 der Lasche 12. Die beiden Lagen 16 und 18 der Lasche 12 grenzen an der Stirnseite 20 aneinander an und bestehen aus einem einzigen Stück textilen Materials. Dies wird anhand der folgenden Figuren noch einmal verdeutlicht. Dargestellt ist eine Situation, in der sich das Rad mit dem Schalldämpfungselement 2 mit einer mittleren Geschwindigkeit dreht, sodass die Laschen 12 aufgrund der Fliehkraft aufgerichtet sind und sich radial nach außen hin erstrecken, zwischen den beiden Lagen 16, 18 aber jeweils ein Hohlraum 14 besteht.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rades 22 in einer schematischen perspektivischen Ansicht von schräg oben. Dargestellt sind wiederum die Felge 3, auf deren Felgenbett 4 der textile Grundkörper 10 des Schalldämpfungselements 2 aufliegt. Der Grundkörper 10 nimmt dabei nahezu die vollständige freie Breite zwischen dem äußeren Felgenhorn 26 und dem inneren Felgenhorn 28 ein.
Um den Umfang der Felge 3 verteilt sind an dem textilen Grundkörper 10 eine Vielzahl von Fortsätzen bzw. Laschen 12 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Fortsätze 12 ebenfalls aus textilem Material hergestellt, im Gegensatz zum in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aber einlagig ausgestaltet. Als äußerer Abschluss des Rades 22 ist weiterhin der Reifen 24 angedeutet, der gemeinsam mit der Felge 3 einen torusförmigen Hohlraum umschließt, in dem das Schalldämpfungselement 2 angeordnet ist. Der Hohlraum wird von den einzelnen Fortsätzen 12 in eine Vielzahl von Einzelvolumina eingeteilt, wobei jedes Volumen auf seiner Unterseite von dem textilen Grundkörper 10, auf seiner Oberseite sowie auf den axial inneren und äußeren Stirnseiten von den Seitenwänden des Reifens 24 bzw. dem Reifenlatsch und an den sich in radialer Richtung zwischen den beiden
Felgenhörnern 26, 28 erstreckenden Seiten jeweils von einem der Fortsätze 12 begrenzt wird. Es ist wiederum eine Situation dargestellt, in der sich die Fortsätze 12 bzw. Laschen aufgrund der Rotation des Rades 22 aufgerichtet haben und jeweils nach radial außen weisen.
Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Figur 2 in einer Ansicht aus radialer Richtung. Es ist zu erkennen, dass sowohl der textile Grundkörper 10 als auch die einzelnen Fortsätze 12 den zwischen den beiden Felgenhörnern 26, 28 bestehenden Freiraum der Breite b einnehmen. Die Länge in radialer Richtung der einzelnen Fortsätze 12 entspricht dabei der eingezeichneten Höhe h. Die Höhe h entspricht dabei im Wesentlichen dem Abstand zwischen dem Felgenbett 4 und der Umlauffläche 25 des Reifens 24, welcher um einen kleinen Betrag verringert wurde, um der Dicke der Lauffläche des Reifens 24 sowie einem kleinen Sicherheitsabstand Rechnung zu tragen. Figur 4 zeigt einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schalldämpfungselements 2 zusammen mit einer Felge 3 in einer Ansicht von schräg oben. Dargestellt sind wiederum das Schalldämpfungselement 2, das den gurtförmigen textilen Grundkörper 10 sowie mehrere Laschen 12 umfasst. Die Laschen 12 sind wiederum zweilagig ausgestaltet und weisen jeweils eine erste Lage 16 und eine zweite Lage 18 auf, die an der Stirnseite 20 aneinander grenzen. Es ist besonders gut zu erkennen, das am felgenseitigen Ende jeder Lasche 12 die beiden Lagen 16, 18 im Kontakt miteinander stehen. An dieser Stelle sind die beiden Lagen 16, 18 mit einer Naht 13 aneinander fixiert. Der Bereich zwischen zwei Nähten 13 wird jeweils von einer Lage des textilen Materials ausgefüllt. Diese Bereiche bilden zusammen den textilen Grundkörper 10, der insgesamt eine Länge aufweist, die dem Umfang der Felge 3 entspricht.
Mit anderen Worten besteht das gesamte Schalldämpfungselement 2 aus einem rechteckigen, gurtförmigen Stück textilen Materials, dass die Breite b und die Länge l=U+2n*h aufweist, wobei U der Umfang der Felge ist, n die Anzahl der Laschen 12 bezeichnet und h die Länge in radialer Richtung einer einzelnen Lage 16, 18 darstellt.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei in Figur 5 alle Komponenten des Rades 22 abgebildet sind. Es sind wiederum die Felge 3 mit den Speichen 6 und dem Felgenbett 4, der Reifen 24 sowie das Schalldämpfungselement 2 mit dem Grundelement 10 sowie den Laschen 12 dargestellt. Im Reifenlatsch, also an der Innenseite der Lauffläche des Reifens 24 ist eine Schicht aus einem Dämpfungsmaterial 30 angeordnet. Diese nimmt vom Reifen 24 ausgehenden Körperschall auf. Es werden dann drei Dämpfungsmechanismen parallel genutzt: Der textile Grundkörper 10 dämpft den Körperschall der Felge, die Laschen 12 dämpfen den im Hohlraum umlaufenden Schall, und das
Dämpfungsmaterial 30 dämpft den Körperschall des Reifens 24.
Bezugszeichenliste
2 Schalldämpfungselement
3 Felge
4 Felgenbett
6 Speiche
8 Nabe
10 Textiler Gurt
12 Lasche
13 Naht
14 Hohlraum
16 erste Lage der Lasche
18 zweite Lage der Lasche
20 Stirnseite der Lasche/Scheitelkante
22 Rad
24 Reifen
26 äußeres Felgenhorn
28 inneres Felgenhorn
30 Dämpfungsmaterial
32 torusförmiger Hohlraum
h Höhe
b Breite

Claims

Patentansprüche
1. Schalldämpfungselement (2) für ein Rad (22) für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahr zeug, wobei das Rad (22) eine Felge (3), einen Reifen (24) und einen zwischen der Felge (3) und dem Reifen (22) angeordneten gasgefüllten Hohlraum aufweist, mit einem ringförmigen Grundkörper (10) aus einem textilen Material, wobei der Grundkörper (10) ausgestaltet ist, um flächig auf einem Felgenbett (4) der Felge (3) aufzuliegen, gekenn zeichnet durch an einer Außenseite des Grundkörpers (10) angeordnete Fortsätze (12), die zumindest dann, wenn das Rad (22) eine ausreichend schnelle Drehbewegung aus führt in den Hohlraum hineinragen.
2. Schalldämpfungselement (2) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch zumindest 8, durch zumindest 16, durch zumindest 24 oder durch zumindest 36 Fortsätze (12).
3. Schalldämpfungselement (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fortsätze (12) aus dem gleichem textilen Material bestehen, wie der Grundkörper (10).
4. Schalldämpfungselement (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fortsätze (12) aus einer doppelten Lage (16, 18) des textilen Materials des Grundkörpers (10) bestehen.
5. Schalldämpfungselement (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fortsätze (12) durch doppellagige Laschen (16, 18) gebildet werden, welche eine in einer axialen Richtung verlaufende Verbindungslinie (13) aufwei sen.
6. Schalldämpfungselement (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass jeweils eine Lasche (12) und ein zu der jeweiligen Lasche (12) gehö riger Anteil des Grundkörpers (10) gemeinsam von einem im Wesentlichen rechteckigen Abschnitt des textilen Materials gebildet wird.
7. Rad (22) für ein Kraftfahrzeug mit einem Schalldämpfungselement (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
8. Rad (22) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfungselement (2) im auf die Felge (3) aufgezogenen Zustand unter Span nung steht.
9. Rad (22) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) zumindest 90%, bevorzugt zumindest 95% einer freien Breite (b) eines (4) Felgenbetts der Felge (3) ausfüllt.
10. Rad (22) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (12) im vollständig aufgerichteten Zustand zumindest 90% der freien Höhe (h), bevorzugt zumindest 95% der freien Höhe (h) im Hohlraum einnehmen.
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