CS207566B2

CS207566B2 - Tyre casing

Info

Publication number: CS207566B2
Application number: CS755456A
Authority: CS
Inventors: Henri Verdier
Original assignee: Michelin & Cie
Priority date: 1974-08-05
Filing date: 1975-08-05
Publication date: 1981-08-31
Also published as: NL172526B; FI752221A7; FI59560B; IL47870A; IE41594B1; AR205136A1; GB1517175A; FR2281239B1; ES440002A1; CA1024427A; JPS5717723B2; US4076066A; IL47870A0; JPS5139803A; SE7508778L; DE2534081A1; FR2281239A1; DD120619A5; ZA755029B; DE2534081C2

Description

Vynález řeší plášť pneumatiky s výztužnou kostrou z radiálních vláken nebo lanek.

Je všeobecně známo používat radiální kostru ve spojení s vrcholovou výztuží, tvořenou alespoň dvěma vrstvami vláken nebo lanek, rovnoběžných v každé vrstvě a zkřížených v jedné vrstvě proti druhé. Hlavním úkolem této vrcholové výztuže je přídavně ke vzduchu vyztužit běhoun v dotykové ploše se zemí. Z tohoto důvodu svírají vlákna nebo lanka vrcholových vrstev jen malý úhel s podélným směrem pláště. Takové uspořádání vrcholových vrstev se uloží v podélném směru na kostru na kružnici s ní sousedící. Při takovém uspořádání zaujme kostra na svých bocích mnohem vydutější profil než u uspořádání bez vrcholové výztuže. To je zcela jasně patrno při srovnání dvou stejně nahuštěných profilů, z nichž jeden má rovnovážný profil radiální kostry završen vrcholovou výztuží a druhý, jinak stejný, je bez ní. Boky druhého provedení jsou méně vyduté, vrchol je ostřejší a obvod se zvětší. Takový rovnovážný profil kostry bez vrcholové výztuže, nazývaný také rovnovážný přirozený profil nebo volný profil, lze vytvořit využitím vztahu

R² — R_e ²

X kde φ je úhel sevřený tečnou к volnému profilu a osou otáčení pneumatiky v bodě poloměru R vzhledem к této ose,

R je poloměr pláště od osy otáčení pneumatiky v libovolném bodě,

R_e je poloměr místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce kostry a

R_s je poloměr nejvzdálenějšího bodu vrcholu pneumatiky od osy souměrnosti.

Je známo, jaký vliv má vrcholová výztuž na rovnovážný přirozený profil a jaký tvar zaujme kostra pláště bez této vrcholové výztuže. Účelem této konstrukce je zabránit nežádoucímu napětí mezi kostrou a vrcholovou výztuží. Z tohoto důvodu se předpokládá, že kostra zaujme svůj vlastní rovnovážný profil jen v oblastí boků pláště, to je v oblastí kde není vyztužená patkami pláště nebo vrcholovou výztuží. Pro dosažení tohoto cíle má vrcholová výztuž speciálně vyztužené okraje. Pokud jde o vyztužení patek pláště, jsou uloženy na kostře na výstupu poloměru kde působením kostry je profil v podstatě přímočarý nebo dokonce zakřiven v opačném směru, než je zakřivení boků, to znamená v inflexním bodě, odkud začíná zakřivení ve stejném směru, jako je zakřiven okraj ráfku.

4

Ve skutečnosti by takové . úprava · nebyla vláken nebo lanek · kostry. Uvedou-li se jen dostačující, ·· protože by , se zmenšoval · prů- ’’ ...........“ ’ ' měr pláště pneumatiky bez jakéhokoli zmenšení průměru a normalizované šířky ráf- ; ku, na který má být plášť namontován. Pro- 1 to se volí výška H na ráfku, to je rozdíl mezi vnějším průměrem kostry a mezi průměrem kostry v úrovni patky, relativně menší vzhledem k největší · axiální šířce B kostry, a

H to tak, aby podíl-©-byl zpravidla menší než

B

0,6. Za těchto podmínek, a zejména tehdy, použije-li se vrcholová výztuž, jejíž šířka zhruba odpovídá šířce ráfku, nebo je větší, je délka vláken nebo lanek kostry, spojujících patky s vrcholovou výztuží a procházejících předními a zadními konci dotykové plochy nedostatečná. Tím nemůže vrcholová výztuž zajistit svoje obvyklé délkové protažení · v oblasti dotyku s podložkou a dotyková oblast se zkracuje. Z toho vyplývá ’ nutnost rozdělit namáhání a ohřev v oblasti spojení kostry jak se zesílenými , okraji vrcholového vyztužení, tak i s patkami a to zejména z hlediska životnosti těchto oblastí. Je to zvláště , důležité v těch případech, pracují-li takové pneumatiky při velkém zatížení a/nebo s vnitřním tlakem menším, než který je pro huštění předepsán. Mimoto způsobuje zmenšení dotykové plochy a jejího povrchu zmenšení odporu proti opotřebení, jízdních vlastností, zejména pohodlnosti jízdy a přilnavost pláště pneumatiky k vozovce.

Na rozdíl od toho, co by se dalo očekávat, nespočívá prostředek pro odstranění těchto nevýhod v prostém zvětšení délky vláken nebo lanek kostry mezi horním koncem patek a mezi vrcholovou výztuží. Využitím takového opatření by se totiž zhoršilo rozdělování namáhání v oblasti spojení kostry s vrcholovou výztuží a s patkami pláště.

Uvedené nedostatky odstraňuje plášť pneumatiky podle vynálezu, s kostrou vytvořenou vlákny nebo lanky radiálně zakotvenými na lankách patek a s vrcholovou výztuží, opatřenou zesílenými okraji · a alespoň , dvěma vrstvami vláken nebo lanek rovnoběžných v každé vrstvě a zkřížených v jedné vrstvě proti druhé pod malým úhlem vzhledem ,k obvodovému , směru pneumatiky, přičemž poH díl —výšky H na ráfku k největší axiální

B šířce , B kostry má nejvýše hodnotu 0,6, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že pokud je plášť namontován na normálním ráfku a je nahuštěn, zaujímá kostra při pohledu na poledníkový řez mezi místem styku svého okraje s vrcholovou výztuží a mezi místem styku s lankem patky pláště svůj přirozený vyvážený profil, který je tečný k lanku, které má zvětšenou tuhost v krutu.

Lanko se zvětšenou torsní tuhostí spolehlivě zabezpečí dosednutí patky pláště na ráfek kola a jeho sedlo. Podle vynálezu se získají značné praktické výhody z uvolnění hlavní, je to zdokonalení tuhosti přehybu doplňkových vrstev kostry a zajištění přiro; zené · ·rovnovážné křivky kostry v uvedené oblasti.

Jako lanka se zvětšenou tuhostí v krutu lze použít lanka upravená ve svazku, jehož radiální průřez je v axiálním · směru pneumatiky mnohem širší, než v radiálním směru. Jiný - .......

pevnost tuhý, je rou.

Podle vrcholová výztuž takovou šířku vrcholové výztuže, která odpovídá dané šířce ráfku, na který se bude plášť montovat.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu má vrcholová výztuž se zesílenými okraji poledníkový řez · nejvýše stejně velký jako · její řez v podélném směru.

Vynález neodstraňuje toliko uvedené nevýhody, ale umožňuje také · v neočekávaném rozsahu zvýšit životnost a snížit opotřebení, jakož i zmenšit alespoň o 10 % potřebný hustící tlak ve srovnání s obvyklým tlakem u tohoto · typu · pneumatik. To se přídavně projeví na pohodlí jízdy, na přilnavosti k vozovce a · na udržování stopy.

Podle dalšího znaku vynálezu je mezi místem styku kostry s vrcholovou výztuží a mezi · místem styku kostry s lankem rovnovážný tvar kostry určen vztahem typ lanka, který výhodně sdružuje lanka obvyklého typu a přitom je lanko s trojúhelníkovitou struktuvýhodného vytvoření · vynálezu má

R2 — R_e2

COS φ —

Rs² - Re²

Kde φ je úhel sevřený tečnou k volnému profilu s osou otáčení pneumatiky, R je poloměr pláště od osy otáčení pneumatiky v libovolném bodě, Re je poloměr místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce kostry a R_s je poloměr nejvzdálenějšího bodu vrcholu . pneumatiky od osy souměrnosti.

Obvyklými výpočetními prostředky lze snadno určit dráhu neutrálního vlákna kostry pláště pneumatiky podle . vynálezu tímto uvedeným a vysvětleným vztahem.

Podle dalšího znaku vynálezu společná tečna ke kostře a lanku · svírá s osou pláště úhel 9?t, daný vztahem ccs_s =

Rt² - R_e2

R_s ² _ Re²

Kde y_t je úhel sevřený . tečnou k volnému profilu , a osou otáčení pneumatiky, Re je poloměr místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce kostry, R_s je poloměr nejvzdálenějšího· bodu vrcholu pneumatiky od osy souměrnosti a Rt je poloměr místa styku kostry s lankem patky pláště.

Při praktickém provádění se po zvolení odpovídajících charakteristik vrcholové výztuže, ráfku a lanka patky umístí lanko

20756В vzhledem к ráfku. Potom se zvolí poloměr R_t místa styku kostry s lankem patky pláště, v němž je úhel <p_t tečny sevřen s rovnoběžkou s osou pneumatiky.

Obdobně se vypočte délka kostry na poloměru R_a místy styku kostry s vrcholovou výztuží, tedy mezi touto oblastí, a mezi oblastí na poloměru R_t místa styku kostry s lankem patky pláště podle vztahu „ ₌ _______(R_s ² - Re²) dR__

R_t (R?-^J2 _ _(R2 _ _Re2]2 kde

R je poloměr pláště od ósy otáčení pneumatiky v libovolném bodě,

R_a je poloměr místa styku kostry s vrcholovou výztuží,

R_e je poloměr místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce kostry,

R_s je poloměr nejvzdálenějšího bodu vrcholu pláště od osy souměrnosti pneumatiky a

R_t je poloměr místa styku kostry s lankem patky pláště.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na jednom příkladu provedení ve spojení s výkresem.

Na výkrese je znázorněn poloviční radiální řez pneumatikou podle vynálezu.

Tato pneumatika má vrcholovou výztuž 1, kostru 2, lanko 3 a je umístěna na jen částečně zakresleném ráfku 8. U znázorněného příkladu provedení se jedná o bezdušovou pneumatiku.

Vrcholová výztuž 1 je umístěna pod pryžovým běhounem 15 a má čtyři vrstvy 4, 5, 6, 7 lanek, s výhodou ocelových. Okraje 41 vrstvy 4 jsou přitlačeny na vrstvu 5, což podstatně vyztužuje okrajové oblasti této vrcholové výztuže 1. Mezi okraji 41 vrstvy 4 je umístěna nejužší vrstva 6. Vrstva 7 zaujímá nejvzdálenější polohu od neznázorněné osy pneumatiky a překrývá skupinu vrstev 4, 5 a 6. Jejím úkolem je chránit vrstvy 4, 5 a 6 proti proražení. Z tohoto důvodu lze ji zesílit například polyamidovými lanky, nebo lanky z pružné oceli. Jak je patrno, má podle výhodného uspořádání vynálezu vrcholová výztuž 1 poměrně nízký průřez a vytváří plochu prakticky po celé šířce L vrcholové výztuže 1 na kostře 2. Tato šířka L vrcholové výztuže 1 odpovídá zhruba šířce J ráfku 8.

Kostra 2 je tvořena stejnou vrstvou 10 z ocelových lanek s poměrně krátkým zpětným přehybem 11 kolem lanka 3 patky 12 pneumatiky. V souladu s vynálezem navazuje kostra 2 v tečném směru na lanko 3 po vnitřní straně pneumatiky. Profil kostry 2 podle vynálezu, jehož neutrální vlákno je znázorněno plnou čarou, se podstatně odli šuje od profilu 16 kostry podle uvedeného známého stavu techniky, který je znázorněn tečkovaně. Je to z toho důvodu, že profil kostry 2 je v souladu s přirozeným rovnovážným tvarem mezi oblastí styku kostry 2 s vrcholovou výztuží 1 na poloměru R_a místa styku kostry 2 s vrcholovou výztuží 1 a mezi oblastí styku s lankem 3 na poloměru R_tmísta styku kostry 2 s lankem 3 patky 12 pláště, pokud je pneumatika namontována na ráfku 8 a nahuštěna.

Lanko 3 je vytvořeno jako trojúhelníkovité složené lanko, které bylo výše popsáno, které je velmi tuhé v krutu a které je složeno ze tří základních lanek 31, 32, 33, přičemž každé ze základních lanek 31, 32, 33 se současně dotýká obou zbývajících. Na vnější straně kostry 2 je patka 12 opatřena vrstvou 13 vláken nebo lanek nepatrně skloněných * vzhledem к obvodovému směru, jejichž úkolem je vyztužovat vnější překryvnou pryž 14, která chrání patku 12 proti tlaku okraje 83 ráfku 8, aniž by se zmenšovala poddajnost této oblasti pneumatiky.

Pokud jde o ráfek 8, je klasického normalizovaného typu. Má obvyklou prohlubeninu 81 ráfku 8 pro montáž bezdušové pneumatiky, sedlo 82 patky 12 skloněné v úhlu 15° a zakončené okrajem 83 ráfku 8, který je vyhnut.

Například lze pro pneumatiku volit šířku L vrcholové výztuže 1 o hodnotě 200 mm, šířku J ráfku 8 určenou normou o hodnotě 210 mm, což odpovídá poloměru o hodnotě 285 mm. Poloměr R_t místa styku kostry 2 s lankem 3 patky 12 oblasti, kde kostra 2 přechází tečně do složeného lanka 3, má hodnotu 300 mm. Největší axiální šířka В kostry 2 má hodnotu 268 mm. Poloměr R_e místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce В kostry 2 má hodnotu 358 mm. Poloměr R_s nejvzdálenějšího bodu vrcholu pneumatiky od osy souměrnosti má hodnotu 411 mm. Výpočtem dříve uvedeným se získá hodnota úhlu sevřeného tečnou к volnému profilu a osou otáčení pneumatiky, přičemž tuto hodnotu lze také definovat jako úhel sevřený tečnou v bodě styku kostry 2 s lankem 3 a má hodnotu 18°. Konečně u tohoto příkladu provedení má podíl výšky H na ráfku к největší axiální šířce В kostry 2 hodnotu

Provedeme-li srovnání s pneumatikou, která odpovídá stavu techniky výše uvedenému, zjistíme, že pneumatika podle vynálezu váží při přepočtu na jednu přepravovanou tunu 13,2 kg, zatímco váha srovnávané známé pneumatiky při témže přepočtu činí 14,8 kg. Tato hodnota je tedy o 11 % větší, než u pneumatiky podle vynálezu.

Claims

PREDMET vynalezu

1. Plášť pneumatiky s kostrou vytvořenou vlákny nebo lanky radiálně zakotvenými na lankách patek a s vrcholovou výztuží, opatřenou zesílenými okraji a alespoň dvěma vrstvami vláken nebo lanek rovnoběžných v každé vrstvě a zkřížených v jedné vrstvě proti druhé pod malým úhlem vzhledem k obvodovému směru pneumatiky, přičemž podíl výšky na ráfku k největší axiální šířce kostry má nejvýše hodnotu 0,6, vyznačený tím, že pokud je plášť namontován na normálním ráfku (8) a je nahuštěn, zaujímá kostra · (2) při pohledu na poledníkový řez mezi místem styku svého okraje s vrcholovou výztuží (1) a mezi místem styku s lankem (3) patky (12) pláště svůj přirozený vyvážený profil, který je tečný k lanku (3), které má zvětšenou tuhost v krutu.
2. Plášť pneumatiky podle bodu 1, vyznačený tím, že vrcholová výztuž (1) má šířku (L) vrcholové výztuže (1), která odpovídá stanovené šířce (J) ráfku · (8).
3. Plášť pneumatiky podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, · že vrcholová výztuž (1) má poledníkový řez nejvýše stejně velký jako její řez v podélném směru.
4. Plášť pneumatiky podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že mezi místem styku kostry (2) s vrcholovou výztuží (1) a mezi místem styku kostry (2) s lankem (3) je rovnovážný tvar kostry (2) definován vztahem

R² — Re²

PPS m ---------— kde (p) je úhel sevřený tečnou k volnému profilu a osou otáčení pneumatiky, (R) je poloměr pláště od osy otáčení pneumatiky v libovolném bodě, (R_e) je poloměr místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce (B) kostry (2) a (R_s) je poloměr · nejvzdálenějšího bódu vrcholu pneumatiky od osy souměrnosti.
5. Plást pneumatiky podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že společná tečna ke kostře (2) a lanku (3) svírá s osou pláště úhel (pt) daný vztahem cos φι —

R_t ² - Re²

Rs² - Re² kde (p) je úhel sevřený tečnou k volnému profilu a osou otáčení pneumatiky, (Re) je poloměr místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce (B) kostry (2), (R_s) je poloměr nejvzdálenějšího bodu vrcholu pneumatiky od osy souměrnosti a (R_t) je poloměr místa styku kostry (2) s lankem (3) patky (12) pláště.
6. Plášť pneumatiky pcdlle bodů 1 až 5, vyznačený tím, že délka kostry (2) mezi místem styku kostry (2) s vrcholovou výztuží (1) na poloměru (RJ místa styku kostry (2) s vrcholovou výztuží (1) a mezi místem styku kostry (2) s lankem (3) na poloměru (Rt) místa styku kostry (2) s lankem (3) patky (12) pláště je dána vztahem

Σ » f--_ - ^e - - _ dR,

R_t v(Rs² - Re²)² - (R² - Re²)² kde (R) je poloměr pláště od osy otáčení pneumatiky v libovolném bodě, (Ra) je poloměr místa styku kostry (2) s vrcholovou výztuží (1), (Re) je poloměr místa volného profilu odpovídajícího největší axiální šířce B kostry (2), (Rs) je poloměr nej vzdálenějšího bodu vrcholu pneumatiky od osy souměrnosti a (Rt) je poloměr místa styku kostry (2) s lankem (3) patky (12) pláště.