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Die
Erfindung betrifft einen Luftreifen, mit einem Laufflächenabschnitt
und beidseits daran seitlich anschließenden Seitenwandabschnitten,
die einen Reifenhohlraum begrenzen, in dem wenigstens ein Geräuschdämpfungselement
vorgesehen ist.
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Ein
solcher Luftreifen, wie er üblicherweise bei Kraftfahrzeugen
zum Einsatz kommt, ist beispielsweise aus
EP 2 017 092 A1 bekannt.
Dort ist direkt auf der Innenseite des Laufflächenabschnitts, also
im Reifenhohlraum, ein um den gesamten Innenumfang umlaufendes Geräuschdämpfungselement
aus einem geschäumten, mehrzelligen Dämpfungsmaterial,
wie beispielsweise offenzelligem Polyurethanschaum oder dergleichen,
mittels eines doppelseitigen Klebebandes oder Klebstoffs aufgebracht.
Mittels eines solchen Geräuschdämpfungselements
können Geräusche, die durch die rollenden Reifen
erzeugt werden, bedampft werden. Die Geräuscherzeugung
ist primär auf Resonanzeffekte der im Reifen befindlichen
Luft, die sich in einem Frequenzband von 170–260 Hz bewegen,
zurückzuführen. Es hat sich gezeigt, dass durch
Einsatz eines solchen Geräuschdämpfungselements
diese Resonanzgeräusche reduziert werden können.
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Wie
bereits ausgeführt, ist bei dem aus
EP 2 017 092 A1 bekannten
Luftreifen das Geräuschdämpfungselement, das unterschiedliche
Querschnittsgeometrien haben kann, großflächig
und um den Umfang laufen auf die Innenseite des Laufflächenabschnitts
aufgeklebt, wobei das Geräuschdämpfungselement
auch entsprechend breit bemessen ist, um eine möglichst
große Innenfläche zu belegen und ein hohes Dämpfungsvolumen
bereitzustellen.
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Ein
gravierender Nachteil eines solchen Luftreifens liegt jedoch darin,
dass infolge der Anordnung des Geräuschdämpfungselements
der Einsatz eines Reifenreparatursets, bei dem in den Reifenhohlraum ein
sich auf der Innenseite verteilendes Dichtmittel eingebracht wird,
das ein etwaiges Loch in der Lauffläche verschließt,
nicht möglich ist. Denn das Dichtmittel kann nicht in den
Laufflächenbereich gelangen, der vom Geräuschdämpfungselement
belegt ist.
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Ein
weiteres Problem bei einem solchen bekannten Luftreifen ist, dass
bei Reifen, die sehr hohe Fahrgeschwindigkeiten zulassen (Reifen
der Geschwindigkeitsklasse „V” oder höher)
eine beachtliche Erwärmung im Laufflächenbereich
bei hoher Fahrgeschwindigkeit gegeben ist. Das auf die Laufflächeninnenseite
aufgebrachte Geräuschdämpfungselement verhindert
oder erschwert einen Wärmetransport in den Reifenhohlraum
respektive einen Wärmeübergang zur Luft bzw. erwärmt
sich selber. Dies kann zu einem Wärmestau im Bereich der
Lauffläche und einem etwaigen wärmebedingten Schaden
am Reifen wie beispielsweise einer Ablösung der Cordbänder
oder dergleichen führen.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen Luftreifen anzugeben,
der trotz Integration eines Geräuschdämpfungselements
die genannten Probleme nicht aufweist.
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Zur
Lösung dieses Problems ist bei einem Luftreifen der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass
entweder
- – das Geräuschdämpfungselement
auf wenigstens einem Träger angeordnet ist, der an seiner Unterseite
zur Innenwand des Laufflächenabschnitts vorspringende Befestigungsabschnitte aufweist,
die an der Innenwand befestigt sind, derart, dass die Unterseite
des Geräuschdämpfungselements oder des Trägers
von der Innenseite des Laufflächenabschnitts beabstandet
ist,
- – oder dass am Geräuschdämpfungselement selbst
unterseitig vorspringende Befestigungsabschnitte angeformt sind, über
die es an der Innenwand befestigt ist, derart, dass die Unterseite
des Geräuschdämpfungselements von der Innenseite des
Laufflächenabschnitts beabstandet ist,
- – oder dass an der Innenwand vorspringende Befestigungsabschnitte
vorgesehen sind, auf denen wenigstens ein das Geräuschdämpfungselement tragender
Träger oder das Geräuschdämpfungselement
selbst angeordnet ist, derart, dass die Unterseite (15, 4)
des Geräuschdämpfungselements (1) oder
des Trägers (2) von der Innenseite (6) des
Laufflächenabschnitts (1) beabstandet ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Luftreifen ist gemäß einer
ersten Alternative das Geräuschdämpfungselement
nicht unmittelbar auf dem Laufflächenabschnitt aufgebracht,
sondern über wenigstens einen Träger mit dem Laufflächenabschnitt
verbunden. Dieser Träger ist seinerseits mit dem Laufflächenabschnitt
nur über vorspringende Befestigungsabschnitte verbunden,
die entweder direkt auf die Innenwand aufgesetzt sind, oder die
wie erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen ist in
an der Innenwand vorgesehene Befestigungsaufnahmen eingreifen. Hierdurch
wird erreicht, dass die Unterseite des Trägers von der
Innenseite des Laufflächenabschnitts beabstandet ist, dass
also der Träger, der selbst plattenförmig ist
bzw. einen plattenförmigen Trägerabschnitt aufweist,
auf dem das Geräuschdämpfungselement aufgebracht
ist, nicht flächig aufliegt, sondern ein hinreichend großer
Spalt oder Abstand zwischen Trägerunterseite und Laufflächeninnenseite
gegeben ist.
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Eine
zweite Alternative sieht vor, am Geräuschdämpfungselement
selbst die Befestigungsabschnitte anzuformen oder vorzusehen, über
die das Geräuschdämpfungselement selbst von der
Innenwand beabstandet wird. Dazu können die Befestigungselements
direkt auf der Innenwand befestigt, z. B. verklebt werden, alternativ
können auch hier an der Innenwand Befestigungsaufnahmen
vorgesehen sein, in die die Befestigungsabschnitte eingreifen. Handelt
es sich bei dem Geräuschdämpfungselement z. B.
um einen Streifen aus einem geschäumten Kunststoff wie
z. B. PU-Schaum, so sind die Befestigungsabschnitte als unterseitig
vorspringende „Schaumfüße” ausgeführt, über
die der Geräuschdämpfungselement an der Innenwand
befestigt ist.
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Auch
eine dritte Alternative sieht die Beabstandung des Geräuschdämpfungselements
vor, wozu an der Innenwand zum Reifenhohlraum vorspringende lokale
Befestigungsabschnitte in Form von Stegen oder Zapfen oder dergleichen
vorgesehen sind, die als Auflagen für den das Geräuschdämpfungselement
tragenden schienen,- oder plattenförmigen flächigen
Träger oder das Geräuschdämpfungselement
selbst dienen. Diese Befestigungsabschnitte können beim
Vulkanisieren, also der Reifenherstellung selbst, bereits erzeugt
werden. Die Fixierung erfolgt durch Verkleben, z. B. mittels Klebeband
oder fluidem Klebemittel, oder durch Formschluß.
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Diese
bei jeder Erfindungsalternative erzielte quasi „angehobene” Befestigung
ist aus mehrerlei Gründen vorteilhaft. Denn im Falle einer
Reifenbeschädigung kann ohne weiteres ein dem Verschließen
eines Loches dienendes Dichtmittel (üblicherweise „tire-fit” genannt)
eingebracht werden, da es sich ohne weiteres auf dem gesamten Laufflächeninnenabschnitt
verteilen kann, nachdem die Trägerunterseite bzw. die Unterseite
des Geräuschdämpfungselements von der Laufflächeninnenseite
beabstandet ist und der Träger bzw. das Geräuschdämpfungselement
lediglich an den Befestigungspunkten, an denen ein Befestigungsabschnitt
an der Innenwand angreift oder in eine Befestigungsaufnahme eingreift,
mit der Reifeninnenseite verbunden ist. Das heißt, dass
sich das flüssige Dichtmittel vollflächig verteilen
kann. Darüber hinaus ist aufgrund der Beabstandung ein
unmittelbarer Übergang Reifen-Luft gegeben, so dass zwangsläufig
auch ein ungehinderter Wärmeübergang und Wärmetransport
vom Reifen zur Reifenluft möglich ist und die eingangs
genannten thermischen Probleme ebenfalls nicht mehr gegeben sind.
Bei direkter Anformung der Befestigungsabschnitte an das aus einem
komprimierbaren Schaummaterial bestehenden Geräuschdämpfungselement
selbst liegt ein weiterer Vorteil darin, dass die Befestigungsabschnitte
mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Reifens aufgrund der
Fliehkräfte immer stärker komprimiert werden,
so dass es während der Fahrt zu einer zumindest teilflächigen Anlage
des Geräuschdämpfungselements an der Innenwand
kommt, was für eine noch besser Dämpfungswirkung
vorteilhaft sein kann. Im Stand federn die Befestigungsabschnitte
wieder zurück, so dass das Geräuschdämpfungselement
wieder beabstandet ist.
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Die
Befestigungsabschnitte, von denen eine hinreichende Anzahl an der
Unterseite des plattenförmigen Trägerabschnitts
vorgesehen ist, sollten möglichst klein ausgeführt
sein, damit sich eine möglichst „offene” Trägerfixierung
ergibt, die ein Eindringen des Dichtmittels von der Seite her nicht
behindert. Die Anzahl der Befestigungsabschnitte ist möglichst
gering zu wählen, mit dem Ziel, gleichwohl eine hinreichende
Fixierung respektive Abstützung hierüber zu erreichen.
Ein solcher Befestigungsabschnitt kann als länglicher oder
stegartiger Vorsprung und eine Befestigungsaufnahme als umlaufende
Nut oder als kurz bemessener Schlitz ausgeführt sein. Ein
stegartiger oder länglicher Vorsprung kann beispielsweise
eine Länge von ca. 1 cm besitzen. Die Befestigungsaufnahme,
sofern vorgesehen, ist zweckmäßigerweise als umlaufende
Nut ausgeführt, so dass es beim Montieren des Trägers
nicht erforderlich ist, diesen in irgendeiner Form genau auszurichten.
Gleichwohl ist aber auch die Ausführung einer Befestigungsaufnahme
als Schlitz, in den der Vorsprung dann formschlüssig eingreift,
denkbar. Bezogen auf die Breite des Trägers bzw. des plattenförmigen
Trägerabschnitts sind zweckmäßigerweise
mehrere parallel angeordnete Vorsprünge und entsprechend
parallel laufende Nuten oder Schlitze vorgesehen. Hat ein Träger
oder das Geräuschdämpfungselement selbst beispielsweise
eine Breite von 10–15 cm, so sind beispielsweise drei parallel
angeordnete Vorsprünge und eine entsprechende Nuten- oder Schlitzanzahl
denkbar.
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Alternativ
zur stegartigen Ausführung des Vorsprungs bzw. der nut-
oder schlitzartigen Ausführung der Befestigungsaufnahme
ist es auch denkbar, einen Befestigungsabschnitt als vorzugsweise
querschnittlich runden, zapfenartigen Vorsprung und eine gegebenenfalls
vorgesehene Befestigungsaufnahme als umlaufende Nut oder als Sackloch
auszuführen. Auch diese zapfenartige Vorsprungausführung
lässt eine einfache Fixierung des Trägers zu.
Wird eine umlaufende Nut am Laufflächenabschnitt ausgebildet,
so ist die Montage sehr einfach, wird eine Befestigungsaufnahme
als Sackloch ausgeführt, so ist jeder zapfenartige Vorsprung
in ein solches Sackloch einzusetzen, so dass sich eine formschlüssige
Fixierung ergibt, die wie im Falle der Schlitzausführung der
zuvor beschriebenen Ausführungsform eine Lagefixie rung
auch in Umfangsrichtung bietet. Auch hier können bezogen
auf die Breite des plattenförmigen Trägerabschnitts
mehrere Zapfen nebeneinander angeordnet sein, je nachdem, wie viele
Auflagepunkte benötigt werden.
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Auch
hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung des Trägers sind
unterschiedliche Ausführungsalternativen denkbar. Nach
einer ersten Erfindungsalternative kann der Träger ein
um den gesamten Innenumfang laufendes Bauteil sein, an dem ein ebenfalls
umlaufendes Geräuschdämpfungselement oder mehrere
einzelne Geräuschdämpfungselemente angeordnet
sind. Der Träger ist also ein einteiliges Bauteil bzw.
weist zumindest einen einteiligen plattenförmigen Trägerabschnitt
auf. Der Träger respektive der Trägerabschnitt
können dabei entweder von Haus aus eine gebogene Form aufweisen,
das heißt, dass sie bereits vorgeformt sind. Denkbar ist
es aber auch, wenn Träger bzw. Trägerabschnitte
aus einem hinreichend biegbaren Material sind, die Verformung erst während
der Montage vorzunehmen. Dabei sieht eine besonders zweckmäßige
Erfindungsausbildung vor, dass der Träger nach Art einer
Schiene ausgeführt ist und der Reifenform entsprechend
rundlich gebogen ist, wobei der Träger durch eine sich
biegebedingt aufgebaute Rückstellkraft im Reifen verspannt
ist. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung wird
der Träger nebst Geräuschdämpfungselement nur
durch die rückstellkraftbedingte Ausdehnung des gebogenen
Trägers im Reifen verspannt, das heißt, dass der
Träger, der sich infolge der Verbiegung wieder aufbiegen
möchte, gegen den Reifeninnenumfang drückt und
somit quasi selbsthaltend ist. Die Befestigungsabschnitte, gleich
wie diese ausgeführt sind, werden durch den sich aufspreizenden
Träger in die hier bevorzugt vorzusehenden Befestigungsaufnahmen
gedrückt, so dass es zu einer reinen formschlüssigen
Halterung der Befestigungsabschnitte in den Nuten oder Schlitzen
oder Sacklöchern, je nachdem wie die Befestigungsabschnitte ausgeführt
sind, kommt. Diese Art der Ausführung lässt auch
eine sehr einfache Montage zu, nachdem hierzu der Träger
lediglich verbogen und in den Reifen eingesetzt werden muss, wo
er sich selbsttätig verspreizt. Eine zusätzliche
Fixierung durch Verkleben oder dergleichen ist nicht erforderlich.
Die Verspreizung ist ohne weiteres ausreichend, um den Träger
bei stehendem Rad ausreichend lagefest zu fixieren. Bei rollendem
Rad wird der Träger ohnehin aufgrund der wirkenden Zentrifugalkräfte
nach außen gedrückt, so dass er sich noch fester
gegen die Laufflächeninnenwand legt. Ein weiterer Vorteil
dieser „losen” Befestigung des Trägers
liegt ferner darin, dass der Träger wieder verwendbar ist.
Ist der Reifen abgefahren und zu entsorgen, so kann der Träger
ohne weiteres entnommen und in einen neuen Reifen eingesetzt werden.
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Alternativ
zur Ausführung eines Trägers als quasi einteiliges
Bauteil mit einem durchgehenden, umlaufenden Trägerabschnitt
ist es auch denkbar, mehrere um den Innenumfang verteilt angeordnete Träger
vorzusehen, die jeweils wenigstens ein separates Geräuschdämpfungselement
tragen, oder die gemeinsam wenigstens ein umlaufendes Geräuschdämpfungselement
tragen. Bei dieser Erfindungsausgestaltung kommen mehrere einzelne
Träger zum Einsatz, die beispielsweise ein großflächiges, umlaufendes
Geräuschdämpfungselement tragen. Dieses ist mit
den einzelnen Trägern – wie im übrigen bei
allen Trägerausführungen zweckmäßig – beispielsweise
verklebt. Es ist nun lediglich erforderlich, die einzelnen Träger über
ihre Befestigungsabschnitte in den entsprechenden reifenseitigen
Befestigungsaufnahmen zu fixieren, um das Geräuschdämpfungselement
zu montieren. Auch hier kann, wenn Steg-Schlitz- oder Zapfen-Sackloch-Ausführungen
zum Einsatz kommen, ohne weiteres hinreichend feste formschlüssige
Fixierungen erwirkt werden, so dass ein Einkleben oder dergleichen
nicht erforderlich ist und auch hier das Geräuschdämpfungselement
wieder verwendet werden kann. Alternativ zur Verwendung eines umlaufenden
Geräuschdämpfungselements kann jeder Träger
auch ein eigenes, entsprechend kurz vermessenes Geräuschdämpfungselement
tragen.
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Neben
der bereits beschriebenen formschlüssigen Halterung ist
es denkbar, die Befestigungsabschnitte in den Befestigungsaufnahmen
einzukleben oder beispielsweise durch geeignete Schweißtechnik
(z. B. Ultraschallschweißen) einzuschweißen, mithin
also eine feste Verbindung zu erzielen.
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Die
Befestigungsaufnahme selbst sind besonders bevorzugt während
eines Vulkanisiervorgangs des Luftreifens in die Innenwand eingeformt, das
heißt, sie werden bereits bei der Reifenherstellung ausgebildet.
In der Vulkanisier form sind entsprechende Formelemente, gegebenenfalls
beweglich, vorgesehen, die die entsprechende Befestigungsabschnittsgeometrie
abbilden. Sollen beispielsweise Sacklöcher ausgebildet
werden, so sind an der Vulkanisierform entsprechende ausfahrbare
Zapfen vorgesehen, die während des Vulkanisiervorgangs
ausgefahren und in das weiche Gummimaterial eingedrückt
werden, um die Sacklöcher auszubilden. Sofern erforderlich
ist es zur Ausbildung einer hinreichenden Tiefe der Befestigungsaufnahmen
auch möglich, beim Vulkanisieren an der Innenwand quasi kegelartige
Materialanhäufungen zu erzeugen, in die dann jeweils eine
Befestigungsaufnahme in Form eines Schlitzes oder Lochs eingebracht
wird. Diese Möglichkeit bietet sich dann an, wenn die Innenwand nicht
hinreichend dick bis zur ersten eingebetteten Cordbandlage oder
dergleichen ist. Infolge der bereits herstellungsseitig eingebrachten
Befestigungsaufnahmen sind diese auch stets in einer definierten Lage,
was dazu führt, dass der Träger auch eindeutig positioniert
werden kann.
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Am
Träger bzw. dem flächigen plattenförmigen
Trägerabschnitt sind ferner bevorzugt Aussparungen vorgesehen,
die die Unterseite des Geräuschdämpfungselements
freigeben, so dass eine größere Fläche, über
die Schwingungen in das Dämpfungsmaterial einkoppeln können,
gegeben ist.
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Der
oder ein Träger selbst ist wie bereits beschrieben beispielsweise
ein einstückiges Bauteil aus Kunststoff, das bevorzugt
aus einem Spritzgussverfahren auf einfache Weise hergestellt werden kann.
Handelt es sich um einen einteiligen, umlaufenden Träger,
so ist der Träger entsprechend flexibel auszuführen
bzw. das Material entsprechend zu wählen, dass er wie bereits
beschrieben gebogen werden kann, sofern er nicht rundlich vorgeformt
ist. Die Befestigungsabschnitte, seien es Stege oder Zapfen oder
dergleichen, sind einteilig an dem Träger bzw. dem plattenförmigen
Trägerabschnitt angeformt.
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Alternativ
ist es auch denkbar, den Träger mehrteilig auszuführen,
bestehend aus einem platten- oder schienenförmigen Trägerabschnitt
und daran befestigten Befestigungsabschnitten. Beispielsweise kann
der Trägerabschnitt aus Kunststoff sein, während
die Befestigungsabschnitte aus Metall sind oder umgekehrt. Denkbar
ist es aber auch, Trägerabschnitte und Befestigungsabschnitte
aus Kunststoff auszuführen, jedoch die Befestigungsabschnitte
erst nachträglich am Trägerabschnitt zu fixieren.
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Auch
bei der zweiten Erfindungsalternative, bei der die Befestigungsabschnitte
direkt am Geräuschdämpfungselement selbst ausgebildet
sind, können die Befestigungsabschnitte als stegartige oder
zapfenartige Vorsprünge und etwaige Befestigungsaufnahmen
als Nuten, Schlitze oder Sacklöcher ausgeführt
sein. Die Befestigung erfolgt auf einfache Weise durch Verkleben,
z. B. mittels eines doppelseitigen Klebebands oder mittels direkt
aufgebrachtem Klebemittel.
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Die
Höhe eines Befestigungsabschnitts, gleich wie, wo und woraus
dieser ist, sollte zwischen 5–20 mm, insbesondere zwischen
10–15 mm, und die Tiefe einer gegebenenfalls vorgesehenen
Befestigungsaufnahme zwischen 1–5 mm, insbesondere 2–3
mm, betragen. Die entsprechenden Maße sind so zu wählen,
dass sich ein Abstand von wenigstens 3 mm, vorzugsweise von wenigstens
5 mm, zwischen Laufflächeninnenseite und der Unterseite
des Trägers oder des Geräuschdämpfungselements
ergibt.
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Ein
Geräuschdämpfungselement selbst ist aus einem
schwammartigen, multizellularen Material, wofür sich besonders
ein geschäumter Kunststoff eignet. Beispielsweise kann
es sich hierbei um Schaumgummi handeln, z. B. Chloroprenkautschuk(CR)-Schwamm,
Nitril-Butadienkautschuk(NBR)-Schwamm oder Ethylen-Propylen(EDPM)-Kautschuk-Schwamm.
Auch ein Polyurethan-Schwamm oder ein Polyethylen-Schwamm sind verwendbar,
wie auch geschäumtes Harzmaterial oder Faserstoffe (Kunstfaser,
tierische oder pflanzliche Faser). Die Befestigung des Geräuschdämpfungselements
am Träger erfolgt zweckmäßigerweise durch
Verkleben, beispielsweise unter Verwendung eines doppelseitigen
Klebebands oder eines entsprechend fluiden Klebemittels, wobei das
Geräuschdämpfungselement eine beliebige Form,
bevorzugt aber rechteckig, aufweisen kann.
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Insgesamt
zeigt der erfindungsgemäße Luftreifen eine Reihe
von Vorteilen gegenüber bisher bekannten Luftreifen. Ein
wesentlicher Vorteil ist seine Tauglichkeit für den Einsatz
eines fluiden Dichtmittels, das ohne weiteres jeden Bereich der
Laufflächenabschnittsinnenwand erreichen kann. Im Falle einer „losen” Befestigung
des Trägers kann dieser sogar wieder verwendet werden,
wobei der Träger eindeutig positioniert werden kann, nachdem
die Befestigungsabschnitte bevorzugt unmittelbar bei der Reifenvulkanisierung
ausgebildet werden. Die Möglichkeit, den Träger
nebst Geräuschdämpfungselement oder das Geräuschdämpfungselement
selbst auf die sehr einfache Weise durch Einsetzen in die Befestigungsabschnitte
zu fixieren, bietet ferner den Vorteil, dass der Träger
bzw. das Geräuschdämpfungselement erst unmittelbar
im Fahrzeugwerk montiert werden kann, so dass es zu keinerlei Nässeaufnahme
bei der Montage des Dämpfungselements kommt. Eine etwaige
Feuchtigkeit, die das Dämpfungselement aufgenommen hat,
kann sich weiter nachteilig auf das Resonanzverhalten sowie eine
etwaige Schwingungsbildung bei hoher Raddrehzahl auswirken. Schließlich
ist, insbesondere wenn eine rein formschlüssige Trägerfixierung
ohne Klebemittel erfolgt, keine aufwändige Reinigung der
Innenwandfläche (des Innerliners) erforderlich, wie es
bisher bei dem direkten großflächigen Aufkleben
des Dämpfungselements erforderlich ist. Weiterhin kann
die thermische Belastung des Reifens infolge der Beabstandung des
Dämpfungselements deutlich verbessert werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie
anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Teilansicht eines erfindungsgemäßen Trägers
nebst Dämpfungselement,
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2 eine
Aufsicht auf die Laufflächeninnenwandung eines Luftreifens,
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3 eine
Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Luftreifen
mit eingesetztem Träger nebst Geräuschdämpfungselement,
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht durch den Laufflächenabschnitt
des Luftreifens aus 3,
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5 eine
seitliche Teilansicht eines Trägers einer zweiten Ausführungsform
ohne daran befestigtem Geräuschdämpfungselement,
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6 eine
Prinzipdarstellung eines Geräuschdämpfungselements
mit mehreren Trägern nach einer weiteren Ausführungsform,
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7 eine
Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform, bei
der die Befestigungsabschnitte direkt am Geräuschdämpfungselement
angeformt sind, und
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8 eine
Prinzipdarstellung eines Reifens mit an der Innenwand ausgebildeten
Befestigungsaufnahmen, auf denen der Träger samt Geräuschdämpfungselement
befestigt ist.
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1 zeigt
in einer Teilansicht ein Geräuschdämpfungselement 1 aus
einem schaumartigen, multizellulären Material, beispielsweise
einem Schaumgummi oder Polyurethanschaum. Das Geräuschdämpfungselement
ist hinreichend flexibel, so dass es ohne weiteres zu einer Ringform
gebogen werden kann. Das Geräuschdämpfungselement 1 ist
auf einem Träger 2 befestigt, vorzugsweise über
ein doppelseitiges Klebeband oder einen fluiden Klebstoff angeklebt.
Der Träger 2 besteht aus einem platten- oder schienenförmigen
Trägerabschnitt 3, an dessen Unterseite 4 eine
Vielzahl von im gezeigten Beispiel zapfenförmigen Befestigungsabschnitten 5 vorspringen,
die hier exemplarisch in vier Reihen angeordnet sind. Der Träger 2 ist
beispielsweise eine in einem Spritzgussverfahren hergestelltes einstückiges
Bauteil aus Kunststoff, beispielsweise Polyurethan oder Hart-PVC.
Das verwendete Material sollte in jedem Fall hinreichend biegbar
sein, so dass der Träger zu einer Ringform gebogen werden
kann. Die Befestigungsabschnitte 5 sind wie beschrieben
als Zapfen mit vorzugsweise runder Geometrie ausgeführt.
Der Trägerabschnitt 3 kann, wie gestrichelt gezeigt
ist, Ausnehmungen 15 aufweisen, so dass die Unterseite des
Geräuschdämpfungselements frei liegt.
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Dieses
Geräuschdämpfungselement 1 nebst Träger 2 wird,
wie 3, die nachfolgend noch erläutert wird,
im Detail gezeigt, in den Hohlraum eines Luftreifens eingesetzt
und an der Innenwand 6 des Laufflächenabschnitts 7 des
Luftreifens 8 lagefest fixiert. Hierzu ist die Innenwand 6 des
Laufflächenabschnitts 7, siehe 2,
mit einer Vielzahl von Befestigungsaufnahmen 9 versehen,
deren Geometrie bevorzugt der Geometrie der Befestigungsabschnitte 5 des
Trägers 2 entspricht, die hier also als querschnittlich
vorzugsweise runde Sacklöcher ausgeführt sind. Die
Befestigungsaufnahmen werden bei der Vulkanisierung des Luftreifens,
also bei dessen Herstellung, unmittelbar über die Vulkanisierform
an der Laufflächeninnenwand 6 eingeformt. Die
Lage und der Abstand der ebenfalls in Viererreihen angeordneten
Befestigungsaufnahmen 9 entspricht der Lage und Anordnung
der Befestigungsabschnitte 5. Zur Fixierung greifen die
Befestigungsabschnitte 5 in die Befestigungsaufnahme 9 ein.
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Ein
Montagebeispiel ist in 3 gezeigt. Der Luftreifen 8 weist
in bekannter Weise den Laufflächenabschnitt 7 sowie
die daran anschließenden Seitenwandabschnitte 10 auf,
die einen Reifenhohlraum 11 begrenzen. Der Träger 2 mit
daran befestigtem Geräuschdämpfungselement 1 weist
in seiner Grundform eine längliche, also gerade Geometrie auf.
Um ihn nun im Reifenhohlraum zu fixieren wird der Träger 2 zu
einem Ring gebogen, so dass er in den Reifenhohlraum 11 eingesetzt
werden kann. In diesem wird er so ausgerichtet, dass die einzelnen Befestigungsabschnitte 5 in
die jeweiligen Befestigungsaufnahmen 9 eingreifen, so dass
es zu einem formschlüssigen Eingriff kommt. Der Träger 2 baut während
seiner Verbiegung zur Kreisform eine Rückstellkraft auf,
das heißt, er versucht, sich nach Entlastung wieder aufzuweiten.
Diese Rückstellkraft drückt ihn nun automatisch
gegen die Innenwand 6 des Laufflächenabschnitts 7,
mithin also die Befestigungsabschnitte 5 in die Befestigungsaufnahmen 9. Es
kommt also zu einer Selbst halterung, eine zusätzliche Verklebung
oder dergleichen zur Fixierung der Befestigungsabschnitte 5 in
den Befestigungsaufnahmen 9 ist hier nicht erforderlich.
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Eine
vergrößerte Schnittansicht durch den Bereich des
Laufflächenabschnitts 7 zeigt 4.
In dieser ist zum einen die Karkasse 12 sowie zwei sich kreuzende
Stahlcordbandlagen 13 gezeigt, wobei hier der konkrete
Aufbau des Reifens nur dem Prinzip nach angegeben ist. Ersichtlich
sind in das Gummimaterial des Reifens die Befestigungsaufnahmen 9 unmittelbar
eingeformt. Sofern die Materialdicke in diesem Bereich nicht ausreichend
ist, hinreichend tiefe Befestigungsaufnahmen zu bilden, besteht
die Möglichkeit, durch entsprechende Ausbildung der Vulkanisierform
lokale kegelartige Materialanhäufungen zu bilden, in die
dann die Befestigungsaufnahmen eingeformt werden. In diesen sind
die Befestigungsabschnitte 5 formschlüssig aufgenommen.
Die Tiefe der Befestigungsaufnahmen 9 und die Länge der
Befestigungsabschnitte 5 sind derart gewählt, dass
die Unterseite 4 des plattenförmigen Trägerabschnitts 3 von
der Innenwand 6 des Laufflächenabschnitts 7 beabstandet
ist. Der konkrete Abstand sollte beispielsweise wenigstens 5 mm
betragen. Das heißt, dass weder der Träger 2 noch
das Geräuschdämpfungselement 1 flächig
auf der Innenwand 6 aufliegen, vielmehr ist lediglich eine
Mehrpunkt-Auflage gegeben. Ersichtlich liegt folglich nahezu die
gesamte Fläche der Innenwand 6 frei, so dass sich
ein im Reparaturfall eingebrachtes fluides Dichtmittel ohne weiteres
auf der gesamten Innenwand verteilen und ein etwaiges Loch geschlossen
werden kann. Infolge dieser Mehrpunkt-Auflage sind auch keine Wärmebarrieren
gegeben, das heißt, dass im Falle einer rollbedingten Aufheizung
des Reifens die Wärme ohne weiteres unmittelbar in den
Reifenhohlraum 11 bzw. die dortige Luft übertreten
kann, der Wärmeübergang ist also nicht behindert.
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An
dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass anstelle der Ausbildung
einzelner, der Geometrie der Befestigungsabschnitte 5 angepasster
Befestigungsaufnahmen 9 (hier in Form der Sacklöcher)
auch um den Gesamtumfang laufende Nuten (hier dann vier parallele
Nuten) vorgesehen werden können. Auch hier lässt
sich quasi eine zumindest teilweise formschlüssige Aufnahme der
Befestigungsabschnitte 5 erreichen, die dann in die jeweiligen
Nuten eingreifen und an diesen seitlich anliegen. Diese Ausgestaltung lässt,
nachdem die Befestigungsabschnitte 5 nur bezüglich
jeweils einer Nut auszurichten sind, eine etwas einfachere Montage
als die jeweils einzelne Ausrichtung eines Befestigungsabschnitts 5 auf
eine einzelne Befestigungsaufnahme 9 zu. Infolge der selbsttätigen
Aufweitung des Trägers infolge der biegebedingt erzeugten
Rückstellkraft kann auch bei dieser Ausgestaltung eine
sichere Fixierung auch in Umfangsrichtung erreicht werden.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform eines Trägers 2,
wobei soweit möglich für gleiche Bauteile die
gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist eine im Wesentlichen
platten- oder schienenförmiger Trägerabschnitt 3 vorgesehen,
an dessen Unterseite 4 mehrere vorspringende Befestigungsabschnitte 5 vorgesehen
sind, die hier jedoch in Form schmaler, länglicher Stege
ausgeführt sind. Im gezeigten Beispiel sind vier Stegreihen
vorgesehen. Auf den Träger 2 wird in bereits beschriebener Weise
das hier nicht gezeigte Geräuschdämpfungselement 1 aufgesetzt.
Die Befestigungsaufnahmen 9 können hier ebenfalls
als dezedierte Aufnahmen, hier in Form von Schlitzen, ausgeführt
sein, das heißt, dass jeder Steg in einen Schlitz formschlüssig
eingreift. Denkbar wäre aber auch hier, die Befestigungsaufnahmen
als umlaufende Nuten auszuführen, wobei hier drei parallele
Nuten vorzusehen wären, in die die jeweiligen Stegreihen
dann ebenfalls zumindest teilweise formschlüssig eingreifen.
Auch hier kann der Träger 2 ein komplett einteiliges
Bauteil, hergestellt in einem Kunststoffspritzverfahren, sein.
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Wenngleich
die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen sowohl einen vollständig
um den Innenumfang des Reifens umlaufenden Träger nebst
Geräuschdämpfungselement zeigen, ist es auch denkbar,
mehrere kurze Träger und ein umlaufendes Geräuschdämpfungselement
zu verwenden. Eine solche Ausführungsform ist in 6 gezeigt.
Das Geräuschdämpfungselement 1 läuft
hier um 360° um. An seiner Außenseite sind mehrere,
hier insgesamt acht, einzelne Träger 2 angeordnet,
die über ihre jeweiligen Trägerabschnitte 3 auf
das Geräuschdämpfungselement 1 aufgeklebt
sind. An jedem Trägerabschnitt 3 sind wiederum
vorspringende Befestigungsabschnitte 5, seien es Zapfen
oder Stege, vorgesehen, die in entsprechend ausgeformte Befestigungsabschnitte
an der hier nicht näher gezeigten Laufflächeninnenwand
eingreifen. Hier wird also das Geräuschdämpfungselement 1 nur
an einigen wenigen Positionen über jeweils einen sehr kurz
bemessenen Träger 2 abgestützt und angehoben,
so dass die Unterseite des jeweiligen Trägers wie auch
die Unterseite des Geräuschdämpfungselements,
hier also seine Außenseite 14, von der Innenwand 6 des
Laufflächeninnenabschnitts 7 beabstandet ist.
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Wenngleich
die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen jeweils einstückige,
in einem Kunststoffspritzverfahren hergestellte Träger
beschreiben, bei denen die Befestigungsabschnitte einstückig
mit den jeweiligen Trägerabschnitten sind bzw. daran angeformt
sind, ist es selbstverständlich denkbar, die Befestigungsabschnitte
als separate Elemente an dem Trägerabschnitt zu befestigen.
Denkbar ist beispielsweise, den Trägerabschnitt mit entsprechenden
Bohrungen zu versehen, in die die nach Art von Nägeln oder
dergleichen ausgeführten Befestigungsabschnitte 5 eingesetzt
werden, so dass sie an der Trägerunterseite hervorspringen,
während sie an der Trägeroberseite mit ihrem Kopf
aufgelagert und dort beispielsweise verklebt sind. Diese Ausgestaltung lässt
es auch zu, Trägerabschnitt und Befestigungsabschnitt aus
unterschiedlichen Materialien auszugestalten.
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7 zeigt
ein Geräuschdämpfungselement 1, an dessen
Unterseite die Befestigungsabschnitte 5 über die
Länge verteilt direkt ausgebildet bzw. angeformt sind.
Die Befestigungsabschnitte 5 sind als runde Zapfen oder
längliche Stege ausgeführt. Über sie ist
das Geräuschdämpfungselement 1 direkt
auf die Innenwand 6 aufgeklebt, z. B. mittels eines doppelseitigen
Klebebands.
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8 zeigt
schließlich eine Ausführungsform, bei der an der
Innenwand 6 selbst während des Vulkanisierens
zapfen- oder stegartige Befestigungsabschnitte 5 am Innenumfang
z. B. in mehreren Reihen verteilt angeformt wurden. Diese dienen
als Auflagen für den Träger 2, an dem
das Geräuschdämpfungselement 1 angeklebt
ist. Der Träger 2 wird auf den Befestigungs abschnitten 5 aufgeklebt.
Denkbar wäre aber auch, am Träger 2 entsprechende
Bohrungen anzubringen, in die die kegelförmigen Zapfen
hineinragen, wo sie formschlüssig fixiert sind. Die Anzahl
der vorgesehenen Befestigungsabschnitte 5 ist, wie bei
allen Ausführungen, möglichst gering zu wählen.
Denkbar wäre es auch, das Geräuschdämpfungselement 1 selbst
direkt, also ohne Träger, auf die Befestigungsabschnitte
zu kleben. Auch hierüber kann eine Beabstandung der Trägerunterseite
von der Innenwandfläche erreicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 2017092
A1 [0002, 0003]