Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Laufflächen von Reifen und auf ein
Verfahren zum Vermindern des von den Reifenlaufflächen auf einer Straßenoberfläche erzeugten
Geräuschesv indem die Folge der Profilstrukturabstände in einem in Umfangsrichtung verlaufenden
Abschnitt der Reifenlauffläche relativ zu dem Profilstrukturabstand (= Pitch) in zumindest einem
weiteren in Umfangsrichtung bzw. um den Umfang verlaufenden Abschnitt gezielt angeordnet wird.
Ein Reifen für ein Fahrzeug weist typischerweise eine Reifenkarkasse, einen Laufflächengürtel
und eine Reifenlauffläche auf. Beispielsweise enthält die Reifenkarkasse für einen Radialreifen
radiale Lagen, die sich von einem Wulst zum anderen erstrecken und in Gummi eingebettet sind.
Die radialen Lagen weisen zumindest zwei Schichten auf, wobei jede Schicht eine Reihe von
Verstärkungskorden hat, die sich im wesentlichen senkrecht zu der Umfangsrichtung des Reifens
erstrecken. Weiterhin sind die Gürtellagen für den Radialreiten zwischen der Karkasse und der
Reiten lauffläche angeordnet und weisen im allgemeinen ebenfalls zumindest zwei Schichten auf,
die Verstärkungskorde haben.
Die Reifenlauffläche erstreckt sich um den äußeren Umfang des Reitens herum und ist für den
Kontakt mit der Straßenoberfläche ausgelegt. Die Reifenlauffläche hat ein Muster, welches in eine
Vielzahl von erhabenen, lastaufnehmenden Blöcken aufgeteilt ist, die durch einander schneidende,
in Umfangsrichtung und quer verlaufende Nuten und/oder Lamellen voneinander getrennt sind.
Die Blöcke besummen die Steuer-, Beschleunigungs- und Bremseigenschaften des Reitens,
während die Nuten und/oder Lamellen notwendig sind, um eine Flexibilität und Wasserentfernung
zu gewährleisten. Die Reitenblöcke des Reifens sind typischerweise in "Basisstrukturabständen"
angeordnet, wobei jeder Basisstrukturabstand (Basis-Pitch) eine vorbestimmte Geometrie ganzer
und/oder teilweise Laufflächenblöcke einschließt. Jeder Basisstrukturabstand kann in
Breitenrichtung des Reitens variieren. Beispielsweise kann sich je ein Basisstrukturabstand im Bereich quer
von der Schulter zur Zentrallinie des Reitens auf je einem um den Umfang verlaufenden Abschnitt
oder einer "Formhälfte" des Reitens erstrecken. Alternativ kann sich jeder Basisstrukturabstand
quer über nur einen einzelnen Umfangsabschnitt des Reitens erstrecken, beispielsweise über eine
einzelne Rippe oder eine Kombination von Rippen hinweg. In jedem Fall wiederholen sich die
Basisstrukturabstände um die Umfangsrichtung des Reitens herum, um die vollstandige
Reifenlauffläche zu bilden.
Die konstante bzw. andauernde Berührung der Reifenlauffäche mit der Straßenoberfläche kann
in einigen Fällen ein unerwünschtes Geräusch hervorrufen. Insbesondere bewirken die einzelnen
Laufflächenblöcke, wenn der Reifen mit der Straßenoberfläche in Kontakt kommt,
Luftverwirbelungen beim Auftreffen auf der Straße, wodurch ein Spektwm von hörbaren Frequenzen
erzeugt wird, was allgemein als "Reifengeräusch" bezeichnet wird. Das Reifengeräusch wird
zumindest teilweise erzeugt durch: (1) das Auftreffen des Laufflächenblockes auf der
Straßenoberfläche, (2) die Vibration der Reifenkarkasse, und (3) das "Luftpumpen", weiches auftritt, während
die Reifenblöcke komprimiert werden und sich in die Nuten ausdehnen, welche benachbarte
Blöcke voneinander trennen. Die Grundfrequenz des Geräusches ist eine Funktion der Anzahl der
Laufflächenblöcke um den Umfang des Reifens herum, sowie der Rotationsgeschwindigkeit des
Reifens.
Es sind Techniken entwickelt worden, um die von der Reifenlauffläche erzeugte Geräuschfrequenz
über ein breites Frequenzband zu verteilen, um sich dem zu nähern, was als "weißes rauschen"
bezeichnet wird. Beispielsweise besteht eine bekannte Technik zur Verminderung des
Reifengeräusches darin, Basisstrukturabstände zu verwenden, die unterschiedliche Längen bzw.
Abstände haben, wobei die "Länge des Strukturabstandes" ein Maß der Länge bzw. des
Abstandes von der vorderen Kante eines Basisblockes bzw. einer Basisstruktur zu der vorderen
Kante der nächst benachbarten, entsprechenden Basisstruktur in Umfangsrichtung des Reifens
ist. Eine Vielzahl von Basisstrukturen, die unterschiedliche Strukturlängen haben, wird
üblicherweise als "Strukturlängenfolge" (= "pitch sequence") bezeichnet. Andere Techniken verwenden
lediglich eine zufällige oder sinusförmige Folge der Strukturängen für den Versuch, die zu
beanstandenden, das Geräusch hervorrufenden Frequenzen zu modulieren.
Beispielsweise offenbart Vorih im US-Patent Nr. 3,926,238 eine Technik zum Modulieren des von
rotierenden, eine Last tragenden Elementen hervorgewfenen Geräusches, indem verschiedene
Struktur- bzw. Blocklängen verwendet werden, bei welchen das Verhältnis der Blocklängen in die
offenen Intervalle fällt, welche definiert werden durch die Grenzknotenpunkte bzw. Intervallgrenzen
((N-1)/(N:1.0, (wobei N eine ganze Zahl ist, die ausgewählt wird aus 2, 3, 4, 5 oder 6), und
Ausschließen der Verhältnisse, die durch die Grenzknotenpunkte definiert werden. Eine weitere
Modulation erhält man durch eine Anordnungsfolge der einzelnen Blocklängenabstände in der
Weise, daß die Folge gekennzeichnet ist durch eine Mehrzahl von Strängen der lasttragenden
Elemente, wobei jeder Strang aus zumindest drei aufeinanderfolgenden lasttragenden Elementen
von im wesentlichen identischer Strukturänge besteht. Die Länge und Anordnungsfolge der
Stränge wird so gewählt, daß die Harmonische der Blockfrequenz, die bei der Rotation des
Reifens erzeugt wird, moduliert wird.
Die obigen Techniken sind jedoch in erster Linie darauf ausgelegt, daß Geräusch von Reifen zu
vermindern, indem der Strukturabstand bzw. Wiederholabstand der Laufflächenblöcke in
Umfangsrichtung des Reifens variiert wird, um das Geräusch über ein breites Frequenzband zu
verteilen. Die Techniken sind nicht darauf ausgerichtet, das Reifengeräusch zu reduzieren, indem
gezielt die Folge der Wiederholabstände in einem entlang des Umfanges verlaufenden Abschnitt
des Reifens relativ zu der Folge der Wiederholabstände in zumindest einem weiteren entlang des
Umfanges verlaufenden Abschnitt anzuordnen.
Eine Technik zur Verminderung des Reifengeräusches bei Reifen durch gezieltes Anordnen von
Gruppen von Folgen von Wiederholabständen in Umfangsrichtungen ist dargestellt in dem US-
Patent Nr. 2,878,852 von Lippmann. Lippmann offenbart eine Reifenlauffläche, die vorstehende
und rückspringende Formhälften hat, wobei jede Formhälfte eine wiederholabstandsfolge
("pitchfolge") hat, die individuelle "Auslegungseinheiten" hat, d.h. eine vorgewählte Anzahl von
Laufflächenblöcken, die sich um den Umfang des Reifens erstrecken. Die Längen in
Umfangsrichtung der sich wiederholenden Ausgungseinheiten des Laufflächenmusters werden so
gewählt, daß sie spiegelbildlich zu sich selbst oder zu anderen Gruppen von Ausgungseinheiten
in jeder der jeweiligen Formhälfte sind. Die Wiederholabstandsfolge in der vorspringenden
Formhälfte ist jedoch identisch mit der Wiederholabstandsfolge in der zurückspringenden
Formhälfte. Dementsprechend ist die Lippmann-Technik nicht auf Situationen ausgerichtet, in
welchen die Wiederholabstandsfolge in einem Umfangsabschnitt (oder Formhälfte) von der
Wiederholabstandsfolge in einem anderen Umfangsabschnitt (oder Formhälfte) verschieden ist.
Darüberhinaus ordnet die Lippmann-Technik die Wiederholabstandsfolge in jeder Formhälfte
relativ zu der anderen nicht gezielt an, um das Reifengeräusch zu vermindern.
Die US-A-4,721,141 offenbart ebenfalls einen Reifen dieser Art, der die Merkmale des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
Dementsprechend besteht, auch wenn die oben erwähnten Dwckschriften gewisse Techniken für
die Verminderung von Reifengeräusch offenbaren, ein dauerhaftes Bedürfnis in der Industrie nach
verbesserten Techniken, welche die Reifengeräusche weiter reduzieren, und insbesondere nach
Techniken, die das Reifengeräusch bei Reifen reduzieren, deren Wiederholabstandsfolgen in
zumindest zwei Umfangsabschnitten angeordnet sind, unabhängig von den verwendeten
Wiederholabstandsfolgen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues und zweckmäßiges Verfahren zur Verminderung des
Reifengeräusches bei Reifenlauffächen bereit, und insbesondere zum Vermindern des
Reifengeräusches bei Reifenlaufflächen, die Wiederholabstandsfolgen haben, welche auf
zumindest zwei in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitten angeordnet sind, um gezielt die
Wiederholabstandsfolgen in dem einen Umfangsabschnitt relativ zu den Wiederholabstandsfolgen
in zumindest einem weiteren Umfangsabschnitt anzuordnen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Reifenlauffäche eine
Mehrzahl von Grundstruktur- bzw. -wiederholabständen (Basis-pitches) auf, die in zwei
Umfangsabschnitten oder Formhälften entlang des Umfanges des Reifens angeordnet sind. Jeder
Grundwiederholabstände weist eine vorgewählte Anordnung von lastaufnehmenden
Laufflächenblöcken auf, die durch in Umfangsrichtung und quer verlaufende Nuten und/oder Lamellen
getrennt sind. Die Grundwiederholabstände haben zumindest zwei unterschiedliche
Wiederholabstandslängen. Die Wiederholabstandslängen bilden eine Wiederholabstandsfolge in jedem
Umfangsabschnitt um den Reifen herum. Das Reifengeräusch von der Reifenlauffläche wird
vermindert durch das Anordnen der Wiederholabstandsfolge in einem Umfangsabschnitt relativ
zu der Wiederholabstandsfolge in dem anderen Umfangsabschnitt entsprechend der folgenden
Technik:
Umfang
wobei
x = Abstand entlang des Reifenumfanges, abgestuft in vorgewählten
Schritten,
Umfang = Reifenumfang,
ABS = Absolutwert (Betragsfunktion),
YA = Wiederholabstand für die Wiederholabstandsfolge A bei einem
gegebenen x-Wert,
YB = Wiederholabstand für die Wiederholabstandsfolge B bei einem
gegebenen x-Wert,
Tdiff = Gesamtdifferenz zwischen der Höhe der Rechteckfunktionen der
einzelnen Wiederholabstandsfolgen.
wobei ein größeres Ydiff eine bessere Anpassung kennzeichnet.
Die Anpassung zwischen den Behandlungen bzw. Handhabungen wird schrittweise um einen Wert
heraufgesetzt und das maximale Ydiff wird gespeichert zusammen mit dem Anpassungspunkt,
welchen es erreicht hat.
Beispiel:
Handhabung A: 12313
Wiederholabstandslängen: 1 = 0,8
2 = 1,0
3 = 1,2
Handhabung B: 32311
Wiederholabstandlängen: 1 = 0,8
2 = 1,0
3 = 1,2
wobei: die x-Stufe 5,08 mm (0,2 Zoll) ist,
der Anpassungspunkt 86,36 mm (3,4 Zoll) ist.
Das Anordnen der Wiederholabstandsfolgen in jedem der um den Umfang verlaufenden
Aabschnitte gemäß der obigen Technik gewährleistet, daß die von den Grundabständen
(Basispltches) erzeugten Harmonischen in einem Umfangsabschnitt die von den Grundabständen in dem
anderen Umfangsabschnitt erzeugten Harmonischen im wesentlichen auslöschen. Darüberhinaus
gewährleistet das gezielte Anordnen der Wiederholabstandsfolgen gemäß der obigen Technik eine
Reifenlauffläche, die ein vermindertes Reifengeräusch hat.
Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung kann die obige Technik auch für
Reifen Iaufflächen verwendet werden, die eine Mehrzahl von Grundabstanden hat, welche in drei
oder mehr Umfangsabschnitten um den Umfang des Reifens herum angeordnet sind. In diesem
Fall sind die Wiederholabstandsfolgen in zumindest zwei der Umfangsabschnitte, welche die
größte aufsummierte Länge haben, relativ zueinander unter Verwendung der obigen Technik
angeordnet, um eine Reifenlauffläche bereitzustellen, die ein vermindertes Reifengeräusch hat.
Dementsprechend ist es ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Technik zur Verminderung
von Reifengeräuschen bereitzustellen.
Ein spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart und dargestellt wird, liegt
darin, eine Reifenlauffäche bereitzustellen, die zwei Umfangsabschnitte oder Formhälften hat,
wobei die Grundabstände auf der Lauffläche derart angeordnet sind, daß die Harmonischen
(Frequenzen) die durch die Grundabstände in einem Umfangsabschnitt erzeugt werden, die von
den Grundabständen in dem anderen Umfangsabschnitt erzeugten Harmonischen im wesentlichen
auslöschen, unabhängig von den verwendeten Wiederholabstandsfolgen in jedem umlaufenden
Abschnitt.
Ein anderes spezielles Ziel liegt darin, eine Reifenlauffäche bereitzustellen, die drei oder mehr
umlaufende Abschnitte hat, wobei die Wiederholabstandsfolgen relativ zueinander in zumindest
zwei der umlaufenden Abschnitte gezielt so angeordnet werden, daß sie das Geräusch des
Reifens auf der Straßenoberfläche vermindern.
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden
genauen Beschreibung und den zugehörigen Figuren, von denen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Reifens ist, der eine Lauffläche hat, die gemäß
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist,
Figur 2 eine schematische, teilweise ebene Draufsicht auf ein Blockmuster einer
Reifenlauffäche ist, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und
Figuren 3A und 3B
schematische Darstellungen von Rechtwinkelfunktionen sind, welche eine
geeignete und eine ungeeignete Geräuschbehandlung für eine Reifenlauffläche
zeigen.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Gemäß den Figuren und zunächst gemäß Figur 1 weist ein Reifen, der allgemein mit 10
bezeichnet wird, vorzugsweise eine Reifenlauffläche auf, die allgemein mit 15 bezeichnet ist und
die sich in Umfangsrichtung um den Reifen herum erstreckt. Der Reifen ist dafür ausgelegt, sich
um eine Achse R zu drehen. Entsprechend der bevorzugten Form der Erfindung ist der Reifen
vorzugsweise ein Radialreifen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf irgendeinen
besonderen Reifentyp beschränkt. Stattdessen ist die Erfindung für jeden Typ von Reifen, der eine
Lauffläche hat, zweckmäßig. Auf jeden Fall sind die Techniken zur Herstellung und Formung des
Reifens den Fachleuten bekannt und werden nicht weiter diskutiert.
Wie in Figur 2 dargestellt, weist die Lauffläche 15 des Reifens eine Mehrzahl von Grundabständen
auf, zum Beispiel die Grundabstände 20A-20M. Jeder Grundabstand (pitch) umfaßt vorzugsweise
eine vorbestimmte Geometrie bzw. Struktur von ganzen und teilweisen lastaufnehmenden
Laufflächenblöcken. Beispielsweise umfaßt der Grundabstand 20F Laufflächenblöcke 40A und 40B
und umfaßt zumindest teilweise Laufflächenblöcke 40C-40E. Die Laufflächenblöcke sind durch in
Umfangsrichtung und quer verlaufende Nuten und/oder Lamellen voneinander getrennt.
Beispielsweise sind die Blöcke 40B und 40D durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 45
voneinander getrennt, während die Blöcke 40C und 40D durch eine Quernut 46 voneinander
getrennt sind. Die quer verlaufenden Nuten können eine Tiefe haben, die typischerweise über die
Breite des Reifens hinweg variiert.
Die Breite der Grundabstände bzw. -abschnitte 20A-20M kann ebenfalls quer über die
Reifen richtung variieren. Die Grundabstände bzw. -abschnitte erstrecken sich vorzugsweise quer
von der Schulter 48 zur Mittellinie 49 der Reifenlauffläche, jedoch könnte, wie zuvor schon
gezeigt, jeder Grundabschnitt sich auch quer nur über einen Teil des Reifens erstrecken,
beispielsweise über einen einzelnen in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitt (oder Rippe) des
Reifens. Auf jeden Fall hat jeder Grundabstand bzw. -abschnitt eine charakteristische Länge "D"
(siehe zum Beispiel den Grundabstand 20i), die sich in Umfangsrichtung des Reifens erstreckt,
wie noch genauer beschrieben wird.
Die Grundabstände bzw. -abschnitte wiederholen sich in Umfangsrichtung des Reifens, um so die
Reifenlauffläche zu bilden. Die Lauffläche schützt die Karkasse und die Gürtellagen, während sie
die Antriebskraft von dem Reifen auf die Straßenoberfläche bereitstellt. Die Techniken zur
Ausbildung der Grundabstände auf der Lauffläche sind für die Fachleute auf dem Gebiet der
Reifentechnik unter Verwendung konventioneller Reifenformungstechniken bekannt und werden
nicht weiter diskutiert.
Gemäß der Erfindung sind die Grundabschnitte auf der Reifenlauffläche vorzugsweise auf zwei
sich um den Umfang erstreckenden Abschnitten oder "Formhälften" angeordnet. Beispielsweise
können die Grundabstände 20A-20I auf einer ersten Formhälfte angeordnet sein, die allgemein
mit 50 bezeichnet wird und die von einer Schulter 48 bis zu der Mittellinie 49 reicht, während
zusätzliche Grundabschnitte 51A-51O auf einer zweiten Formhälfte angeordnet sein können, die
allgemein mit 52 bezeichnet wird und von der anderen Schulter 53 bis zur Mittellinie 49 reicht. Die
Formhälften erstrecken sich in Umfangsrichtung um den Reifen herum und können voneinander
durch eine umlaufende Nut oder eine massive, zentrale Rippe getrennt sein. Beispielsweise kann
die erste Formhälfte 50 von der zweiten Formhälfte 52 durch eine umlaufende Nut 54 getrennt
sein.
Die Anzahl der Grundabschnitte, die um den Umfang des Reifens in jeder Formhälfte angeordnet
sind, definiert den Wiederholabstand des Reifens. Beispielsweise hat ein
"88"-Wiederholabstandsreifen (88 pitch-Reifen) typischerweise 88 Grundabschnitte in jeder Formhälfte, die entlang des
Reifen umfanges voneinander beabstandet sind. Es können auch andere Wiederholabstände bzw.
pitch-Zahlen verwendet werden, zum Beispiel 61, 64, 67, etc., wie es den Fachleuten auf diesem
Gebiet bekannt ist.
Die Länge "D" der Grundabschnitte bzw. Wiederholabstände in Umfangsrichtung des Reifens in
jeder Form hälfte wird typischerweise variiert, um zumindest teilweise das Reifengeräusch auf der
Straße zu vermindern (d.h. um die Harmonischen über einen breiten Frequenzbereich zu
verteilen), und um zu verhindern, daß sich zyklische Harmonische bilden, wenn der Reifen sich
dreht. Die Länge der Grundabschnitte bzw. Wiederholabstände kann unter Verwendung bekannter
Techniken variiert werden, einschließlich beispielsweise einer zufälligen oder sinusförmigen
Abfolge. Beispielsweise ist es bekannt, Folgen von Grundabständen bzw. Wiederholabständen
zu bilden, die bis zu acht verschiedene Abstandslängen haben. Es ist jedoch üblicher, nur zwei
oder drei verschiedene Abschnittslängen in den Abschnittsfolgen entlang des Umfanges des
Reifens zu verwenden.
Eine besonders zweckmäßige Abschnittsfolge für eine Reifenlauffläche, die zum Beispiel drei
Abschnittslängen (d.h. 1, 2, 3) hat, wird wiedergegeben durch die relativen Umfangsabstände
31123333211131221133321233111231211123113223332311321312221333123 (im folgenden
"Pitchfolge I" genannt). Eine andere besonders zweckmäßige Abstandsfolge wird wiedergegeben
durch:
112313112233211321131123212313133233233311332331113133233113213133111212-122 (im folgenden "Pitchfolge II"). Es versteht sich für die Fachleute auf diesem Gebiet, daß die
obigen Zahlen die relative Länge in Umfangsrichtung von aufeinander folgenden Grundabschnitten
wiedergeben, die durch irgendeine gewünschte Maßeinheit ausgedrückt wird, wie zum Beispiel
zehntel Zoll, Millimeter, etc. und daß die Abschnitte sich so oft wiederholen, wie es notwendig ist,
um die Reifenlauffläche vollständig zu umkreisen.
Beispielsweise können die folgenden Verhältnisse von Pitchabständen für die Pitchfolge I
verwendet und folgendermaßen etikettiert bzw. gekennzeichnet werden: 1:1.000; 2:1.298; und
3:1.623, während die folgenden Verhältnisse von Pitchlängen für die Pitchfolge II verwendet und
folgendermaßen gekennzeichnet werden können: 1:1.000, 2:1.250; 3:1.500. Diese Folgen sind
jedoch ihrer Natur nach nur beispielhaft und die vorliegende Erfindung soll nicht auf irgendeine
bestimmte Pitchfolge beschränkt werden; stattdessen ist die vorliegende Erfindung für jegliche
Pitchfolge geeignet, die in einer Reifenlauffäche inkorporiert werden kann.
Auf jeden Fall können die Pitchfolgen, wie die oben beschriebenen, in jeder Formhälfte entlang
des Umfanges des Reifens angeordnet werden. Beispielsweise kann die Pitchfolge I an der ersten
Formhälfte 50 angeordnet sein, und den Reifen vollständig umfassen, während die Pitchfolge II
an der zweiten Formhälfte 52 angeordnet sein kann, oder umgekehrt. Es liegt jedoch auch
innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung, dieselbe Pitchfolge an beiden Formhälften
des Reifens vorzusehen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Pitchfolgen in jeder
Formhälfte relativ zueinander entsprechend der folgenden Technik angeordnet:
Umfang
wobei
x = Abstand entlang des Reifenumfanges, abgestuft in vorgewählten
Schritten, wie zum Beispiel 0,0127 mm (0,0005 Zoll),
Umfang = Reifenumfang,
ABS = Absolutwert,
YA = Wiederholabstand für die Wiederholabstandsfolge A bei einem
gegebenen x-Wert,
YB = Wiederholabstand für die Wiederholabstandsfolge B bei einem
gegebenen x-Wert,
Ydiff = Gesamtdifferenz zwischen der Höhe der Rechteckfunktionen der
einzelnen Wiederholabstandsfolgen.
wobei ein größeres Ydiff eine bessere Anpassung kennzeichnet.
Die Anpassung zwischen den Behandlungen bzw. Berechnungen wird schrittweise um einen Wert,
wie zum Beispiel 7,62 mm (0,3 Zoll) heraufgesetzt und das maximale Ydiff wird gespeichert
zusammen mit dem Anpassungspunkt, bei welchem es auftrat.
Beispiel:
Behandlung A: 12313
Wiederholabstandslängen: 1 = 0,8
2 = 1,0
3 = 1,2
Behandlung B: 32311
Wiederholabstandängen: 1 = 0,8
2 = 1,0
3 = 1,2
wobei die x-Abstufung 5,08 mm (0,2 Zoll) ist
der Anpassungspunkt 86,36 mm (3,4 Zoll) ist.
Die Programmeingaben für die Technik schließen ein:
(1) den Reifen umfang; (2) die Anzahl der Pitchfolgen, die zusammenpassen sollen; (3) die
Anpaßstufe (Drehschritt zwischen Behandlungen bzw. Berechnungen); (4) die Anzahl der
Einheiten (die Anzahl der verschiedenen Pitchlängen bzw. -größen); (5) die Anzahl der Abschnitte
(Gesamtzahl der verwendeten Pitches); (6) die Verhältnisse der Einheiten; und (7) die Pitchfolge.
Der Algorithmus liefert als Ausgabe: (1) die Anpaßzahl für die Behandlungen; (2) die Gesamtlänge
der am besten passenden rechteckigen Funktion; (3) die Drehung für die beste Anpassung; (4)
die Gesamtlänge einer Rechteckfunktion mit der schlechtesten Anpassung; und (5) die Drehung
für die schlechteste Anpassung.
Die Figuren 3A und 3B illustrieren schematisch die Rechteckfunktion einer geeigneten
Geräuschbehandlung für einen Reifen, welcher die obige Technik verwendet (Figur 3A), und die
Rechteckfunktion für eine ungeeignete Geräuschbehandlung für einen Reifen (Figur 3B).
Die uerechteckfunktionll gibt die Veränderung der Pitchlänge für jede Form hälfte um den Umfang
des Reifens herum wieder. Die Figuren zeigen eine erste Pitchfolge (d.h. 12313) in der Formhälfte
I, die gegenüber einer zweiten Pitchfolge (d.h. 32311) in der Formhälfte II dargestellt ist. Die
Länge "L"V der rechtwinkligen Funktion bzw. Stufe kennzeichnet die spezielle Pitchlänge (zum
Beispiel 1, 2, 3), während die Höhe "H" der rechtwinkligen Funktion bzw. Stufe die Unterschiede
zwischen Pitchabständen kennzeichnet (zum Beispiel .200, .400, etc.).
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Pitchfolgen auf einer Reifenlauffläche, die zwei
Umfangsabschnitte hat, oder auf einer Form relativ zueinander so angeordnet, daß sie das
Reifengeräusch zu vermindern. Insbesondere, wie durch die rechtwinklige Funktion in Figur 3A
dargestellt wird, sind die Pitchfolgen unter Verwendung der oben beschriebenen Technik so
angeordnet, daß die rechtwinklige Funktion der Pitchfolge in der ersten Formhälfte im
wesentlichen das Inverse der rechtwinkiigen Funktion der Pitchfolge in der zweiten Formhälfte ist,
unabhängig von den speziell verwendeten Pitchfolgen.
Die Kombination (d.h. ABS[YA-AB]) der Rechteckfunktionen ist dargestellt als "SUM" und man
kann durch Vergleich der Figuren 3A und 3B erkennen, daß die Kombination der
Rechteckfunktionen für die geeignete Geräuschbehandlung (Figur 3A) weniger ergibt als die
Kombination der ungeeigneten Geräuschbehandlung (Figur 3B). Mit Geschick kann eine Analogie
zur Akustik gezogen werden, wobei jede Rechteckfunktion als eine Sinuswelle wiedergegeben
werden kann und wobei die Sinuswellen um 180º außer Phase relativ zueinander angeordnet
sind, so daß jede Welle die andere im wesentlichen auslöscht. Mehr von der Struktur her kann
man es so ausdrücken, daß die kleinen Grundabstände in der Pitchfolge in der einen Formhälfte
des Reifens gegenüberliegend von den großen Grundabständen in der Pitchfolge in der anderen
Formhalfte des Reifens angeordnet sind. Dementsprechend sind die von den Grundabständen in
der ersten Formhälfte der Reifenlauffäche erzeugten Harmonischen so ausgestaltet, daß sie die
von den Grundabständen in der anderen Formhälfte der Reifenlauffläche erzeugten Harmonischen
im wesentlichen auslöschen.
Darüberhinaus ist es für einen Fachmann offensichtiich, daß die oben beschriebene Technik auf
Reifenlauffächen angewendet werden kann, die andere Pitchfolgen als die oben dargestellten
haben, ebenso wie auf Reifenlaufflächen, die mehr als zwei umlaufende Abschnitte von
Pitchfolgen haben. Im letzteren Fall werden die dominanteren Pitchfolgen, d.h. die Pitchfolgen,
die das größere Ydiff haben, typischerweise gemäß der obigen Technik angeordnet.
Beispielsweise wird, um die dominanteren Pitchfolgen für eine Reifenlauffläche zu bestimmen,
welche drei umlaufende Abschnitte von Pitchfolgen hat, zum Beispiel die Pitchfolgen a, b und c,
die obige Technik für die Pitchfolgenpaare a:b, b:c und a:c durchgeführt. Die Paare mit der
größten Summenlänge werden ausgewählt, um die beste Anpassung bereitzustellen und werden
relativ zueinander entsprechen der obigen Technik angeordnet, um eine Reifenlauffäche mit
vermindertem Reifengeräusch bereitzustellen. Wie zuvor erwähnt, kann man sich andere
Kombinationen von Pitchfolgen vorstellen, die entsprechend der obigen Technik angeordnet
werden können, wie es für die Fachleute offensichtlich sein sollte.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Technik für die Verminderung von
Reifengeräuschen bereit, die für eine breite Vielfalt von kommerziell verfügbaren Reifen verwendet
werden kann. Darüberhinaus stellt die Erfindung eine Technik bereit, welch das Reifengeräusch
für Reifen vermindert, die Pitchfolgen haben, welche auf zwei umlaufenden Abschnitte oder
Formhälften angeordnet sind, ebenso wie auf Reifen, die Pitchfolgen haben, welche auf mehr als
drei umlaufenden Abschnitten angeordnet sind. In Anbetracht der vorliegenden Offenbarung wird
jedoch angenommen, daß offensichtliche Alternativen für Fachleute auf diesem Gebiet auf der
Hand liegen.
Anspruch[de]
1. Reifen (10) mit einer Lauffläche (15) mit einer Mehrzahl von Umfangsaufteilungen (20A-
20M; 51A-51O) in zumindest zwei getrennten Umfangsabschnitten (50, 52) entlang des
Umfanges des Reifens, wobei die Teilungen bzw. Aufteilungen in jedem Umfangsabschnitt
zumindest zwei unterschiedliche Teilungslängen haben, die ausgewählte Teilungs- bzw.
Abstandsfolgen entlang des Umfanges des Reifens bilden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstandsfolgen in jedem der Umfangsabschnitte relativ zueinander gemäß der
folgenden Technik angeordnet sind:
Umfang
wobei
x - Längsposition entiang des Reifenumfanges, abgestuft in vorgewählten
Schritten,
Umfang = Reifenumfang
ABS = Absolutwert
YA = Pitch bzw. Grundstrukturlänge für die Pitchfolge A bei einem gegebenen
x-Wert
YB - Pitch bzw. Grundstrukturlänge für die Pitchfolge B bei einem gegebenen
x-Wert
Ydiff = Gesamtunterschied zwischen der Höhe der individuellen
Rechteckfunktionen der Abstandsfolge
wobei ein größeres Ydiff ein besseres Zusammenpassen anzeigt,
wobei die relative Anordnung der Abstandsfolgen auf der Reifenlauffäche zu dem maximal
möglichen Ydiff-Wert im Vergleich zu allen anderen schrittweise abgestuften Anordnungen
von Abstandsfolgen für die Lauffläche (15) führt.
2. Reifen nach Anspruch 1, wobei jede der Pitch- bzw. Grundstrukturlängenfolgen zumindest
drei verschiedene Grundstrukturlängen hat, welche die vorher ausgewählte Pitchfolge
entiang des Umfanges des Reifens bilden.
3. Reifen nach Anspruch 2, wobei jede der Grundstrukturteilungen bzw.
Grundstrukturabschnitte (Pitches) zumindest einen lastaufnehmenden Laufflächenblock (40A-40E)
aufweist.
4. Reifen nach Anspruch 3, wobei jeder der Grundstrukturabschnitte eine Mehrzahl von
lastaufnehmenden Lauffächenblöcken aufweistv wobei die lastaufnehmenden
Lauffächenblöcke durch umlaufende Nuten (45) und Quernuten (46) und/oder Lamellen getrennt sind.
5. Reifen nach Anspruch 4, wobei zumindest eine der Abstandsfolgen bzw. Pitchfolgen
lautet:31123333211131221133321233111231211123113223332311321312221333123.
6. Reifen nach Anspruch 5, wobei die drei verschiedenen Abstände der Pitchfolge im
Verhältnis von näherungsweise 1,000-1,298-1,623 zueinander liegen.
7. Reifen nach Anspruch 4, wobei zumindest eine der Abstandsfolgen lautet: 112313112233-
211321131123212313133233233311332331113133233113213133111212122.
8. Reifen nach Anspruch 7, wobei die drei unterschiedlichen Abstände der Abstandsfolgen
im Verhältnis von 1,000-1,250-1,500, zueinander liegen.
9. Reifen nach Anspruch 4, wobei die Grundstrukturteilungen in drei separaten
Umfangsabschnitten jeweils um den Umfang des Reifens herum angeordnet sind, wobei die
Grundstrukturteilungen in jedem der drei Umfangsabschnitte zumindest zwei verschiedene
Pitchlängen bzw. -abstände haben, welche die vorgewählten Abstandsfolgen um den
Umfang des Reifens bilden.
10. Reifen nach Anspruch 9, wobei jede der Abstandsfolgen zumindest drei unterschiedliche
Pitchlängen hat, welche die vorgewählten Abstandsfolgen entlang des Umfanges des
Reifens bilden.
11. Reifen nach Anspruch 10, wobei zumindest eine der Abstands- bzw. Pitchfolgen lautet:
31123333211131221133321233111231211123113223332311321312221333123.
12. Reifen nach Anspruch 11, wobei die drei unterschiedlichen Abstände der Abstandsfolge
im Verhältnis von 1,000-1,298-1,623 zueinander liegen.
13. Reifen nach Anspruch 10, wobei zumindest eine der Abstandsfolgen lautet:
11231311223-3211321131123212313133233233311332331113133233113213133111212122.
14. Reifen nach Anspruch 13, wobei die drei unterschiedlichen Abstände der Abstandsfolgen
im Verhältnis von näherungsweise 1,000-1,20-1,500 liegen.
15. Reifen nach Anspruch 10, wobei die vorgewählte Abstandsfolge in einem
Umfangsabschnitt von der vorgewählten Abstandsfolge in zumindest einem anderen
Umfangsabschnitt unterschiedlich ist.
16. Verfahren zur Verminderung von Reifengeräuschen einer Reifenlauffäche 815)mit den
Schritten:
Anordnen einer Mehrzahl von Grundstruktur- bzw. Eingriffsteilungen (20A-20M, 51A-51O)
in zumindest zwei getrennten Umfangsabschnitten (50, 52) um den Umfang des Reifens
(10) herum,
Bereitstellen von zumindest zwei Abständen der Grundstruktur, wobei die Abstände eine
vorbestimmte Abstandsfolge in jedem Abschnitt um den Umfang des Reifens herum hat,
Anordnen der Grundstrukturfolge in jedem Umfangsabschnitt gemäß der folgenden
Technik:
Umfang
wobei
x = Längsposition entiang des Reifenumfanges, abgestuft in ausgewählten
Schritten,
Umfang = Reifenumfang
ABS = Absolutwert
YA = Abstands- bzw. Blocklänge für die Abstandsfolge A bei einem gegebenen
x-Wert
YB = Abstands- Bzw. Blocklänge für die Abstandsfolge B bei einem gegebenen
Ydiff = Gesamtunterschied zwischen der Höhe der individuellen
Rechteckfunktionen der Abstandsfolge
wobei ein größeres Ydiff ein besseres Zusammenpassen anzeigt,
wobei die relative Anordnung der Abstandsfolgen auf der Reifenlaufflache zu dem maximal
möglichen Ydiff-Wert im Vergleich zu allen anderen schrittweise abgestuften Anordnungen
von Abstandsfolgen für die Reifenlauffläche (15) führt.
17. Verfahren zum Vermindern von Reifengeräuschen nach Anspruch 16, welches weiterhin
den Schritt aufweistv daß zumindest ein lastaufnehmender Block (40A-40E) innerhalb
jedes der Grundstrukturabschnitte vorgesehen wird.
18. Verfahren zum Vermindern von Reifengeräuschen nach Anspruch 17, wobei die
Abstandsbzw. Teilungsfolge in jedem der Umfangsabschnitte sich von der Abstands- bzw.
Teilungsfolge in zumindest einem anderen Umfangsabschnitt unterscheidet.
19. Verfahren zum Vermindern von Reifengeräuschen nach Anspruch 18, wobei jede der
Abstandsfolgen zumindest drei verschiebene Abstände bzw. Teilungslängen hat, welche
die vorgewählten Abstandsfolgen entlang des Umfanges des Reifens bilden.
20. Verfahren zum Vermindern von Reifengeräuschen nach Anspruch 19, wobei der Abstand
bzw. die Längsposition um den Reifen herum in Schritten von näherungsweise 0,127 mm
(0.0005") abgestuft ist.