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Dokumentenidentifikation DE69215789T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0528577
Titel Luftreifenlaufstreifen mit mehrfach optimierter Profilschrittfolge
Anmelder General Tire Inc., Akron, Ohio, US
Erfinder Williams, Thomas A., North Canton, Ohio 44720, US
Vertreter Dr. Weber, Dipl.-Phys. Seiffert, Dr. Lieke, 65189 Wiesbaden
DE-Aktenzeichen 69215789
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, LU, PT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 03.08.1992
EP-Aktenzeichen 923070908
EP-Offenlegungsdatum 24.02.1993
EP date of grant 11.12.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse B60C 11/00

Beschreibung[de]

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.







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