CZ292805B6 - Pneumatika - Google Patents

Abstract

Pneumatika je tvořena pláštěm (2) z pryžového materiálu a tlumicí vrstvou (3), upevněnou k vnitřnímu povrchu pláště (2) pro přijetí objektů pronikajících do pneumatiky (1), přičemž plášť (2) a tlumicí vrstva (3) alespoň částečně uzavírají tlakovou komoru. Tlumicí vrstva (3) je uzavřena mezi pláštěm (2) a výztužnou kordovou vrstvou (10) se soudržnou strukturou vláken nebo osnovy, přičemž materiálem tlumicí vrstvy (3) je pryž s měrnou hmotností rovnající se nejvýše měrné hmotnosti vody.ŕ

Description

Pneumatika

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká pneumatiky, zejména pro kolo jízdního kola, tvořené pláštěm z pryžového materiálu a tlumicí vrstvou, upevněnou k vnitřnímu povrchu pláště pro přijetí objektů pronikajících do pneumatiky, přičemž plášť a tlumicí vrstva alespoň částečně uzavírají tlakovou komoru.

Dosavadní stav techniky

Z důvodů ekonomického výběru a spotřeby materiálu a tím spojených úspor nákladů se stalo obvyklým vyrábět podstatně tenčí plášť ať již pro použití s nebo bez vnitřní duše. Z patentového spisu NL-A-78.12.531 je známá pneumatika shora popisovaného typu, ve které tlumicí vrstva slouží pro kompenzaci vlastností, které jsou ztraceny, protože plášť je vyroben podstatně tenčí, ačkoliv tato tlumicí vrstva je převážně určena pro zvýšení odolnosti pneumatiky proti proražení. Tlumicí vrstva známého typu slouží čistě a jednoduše pro zvětšení vzdálenosti mezi vzduchovou komorou uvnitř pneumatiky a vnějškem, přičemž tato tlumicí vrstva je pro tento účel vyráběna z materiálu s nízkou hustotou, jako je pěna s uzavřenými buňkami z vhodného plastového materiálu nebo pryž.

Nevýhodou tohoto dosavadního stavu techniky je to, že jízdní vlastnosti pneumatiky jsou značně zhoršené oproti pneumatice bez tlumicí vrstvy, dokonce i při porovnání s pneumatikou bez tlumicí vrstvy a se silným pláštěm starého typu. Nepříznivě ovlivněné jízdní vlastnosti se týkají zejména stlačitelnosti pneumatiky, která je velká ve známém stavu techniky, takže oběžný povrch má velký kontaktní povrch s cestou, po které se pneumatika valí, přičemž valivý odpor je velký a jízdní komfort je tudíž nízký. Navíc je přitom zvýšeno opotřebení.

Předkládaný vynález si klade za cíl překonat alespoň jednu ze shora uváděných nevýhod.

Podstata vynálezu

Pro dosažení uvedeného cíle se pneumatika shora popisovaného typu podle vynálezu odlišuje od dosavadního stavu techniky vtom, že tlumicí vrstva je vyrobena z takového materiálu, že pneumatika má tuhost, která odpovídá nízkému valivému odporu a která je alespoň přibližně stejná jako tuhost pneumatiky bez tlumicí vrstvy pod tlakem z tlakové komory.

S pneumatikou podle předkládaného vynálezu je dosaženo valivého odporu, a tudíž jízdního komfortu, který se alespoň blíží valivému odporu pneumatiky starého typu s pláštěm bez tlumicí vrstvy. Pneumatika podle předkládaného vynálezu navíc ještě má stupeň pružnosti takový, že nerovnosti na povrchu cesty mohou být překonány pohodlným způsobem a nárazy z nich vyplývající jsou tlumeny touto pružností.

V prvním provedení má pneumatika podle předkládaného vynálezu tu vlastnost, že tlumicí vrstva je uzavřena mezi pláštěm a výztužnou kordovou vrstvou se soudržnou strukturou vláken nebo osnovy, přičemž materiálem tlumicí vrstvy je pryž s měrnou hmotností rovnající se nejvýše měrné hmotnosti vody.

Mezi tlumicí vrstvou a pláštěm je výhodně uspořádána přídavná výztužná kordová vrstva, přičemž tlumicí vrstva je potom uzavřena mezi výztužnou kordovou vrstvou a přídavnou výztužnou kordovou vrstvou, což má za následek další zlepšení pevnosti pneumatiky.

-1 CZ 292805 B6

Pneumatika podle tohoto provedení má zvláště výhodně tu vlastnost, že výztužná kordová vrstva a přídavná výztužná kordová vrstva jsou vytvořeny integrálně. Výroba pneumatiky podle vynálezu je tudíž podstatně zjednodušena.

Výztužná kordová vrstva a přídavná výztužná kordová vrstva jsou výhodně vedeny kolem patních drátků pneumatiky s materiálem tlumicí vrstvy mezi nimi, takže jsou optimalizovány jak vhodný postup výroby tak i pevnost pneumatiky.

V druhém provedení pneumatiky podle předkládaného vynálezu je na straně tlumicí vrstvy, opačné k plášti, umístěna nárazníková vrstva. Tím je vytvořena finální bariéra proti pronikání ostrých objektů a je tím zvýšena odolnost proti proražení pneumatiky podle vynálezu.

Výhodně se nárazníková vrstva alespoň částečně rozprostírá přímo přes vnitřní povrch tlumicí vrstvy.

V třetím provedení má pneumatika podle předkládaného vynálezu tu vlastnost, že tlumicí vrstva má hustotu nebo tuhost měnící se směrem do vnitřku pneumatiky. Odolnost proti pronikání ostrých objektů do pneumatiky, ať již je nebo není opatřena nárazníkovou vrstvou, je dále zlepšena v důsledku tohoto profilu hustoty nebo tuhosti tlumicí vrstvy v radiálním směru. Tato pneumatika má výhodně tu vlastnost, že tlumicí vrstva má hustotu nebo tuhost zvětšující se směrem k vnitřku pneumatiky. Tím je dosaženo toho, že čím dále ostrý objekt pronikne do tlumicí vrstvy, tím větší odpor tlumicí vrstvy je kladen dalšímu pronikání. Ve specifickém provedení má pneumatika podle tohoto provedení s tlumicí vrstvou tu vlastnost, že tlumicí vrstva má v oblastech přiléhajících k nárazníkové vrstvě hustotu nebo tuhost odpovídající hustotě nebo tuhosti nárazníkové vrstvy, přičemž od této nárazníkové vrstvy se profil tuhosti nebo tvrdosti tlumicí vrstvy postupně mění, což je výhodné jak pro valivý odpor, tak i pro odolnost proti pronikání ostrých objektů.

Předkládaný vynález bude dále podrobněji vysvětlen níže prostřednictvím příkladných provedení ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje pohled v řezu na pneumatiku podle předkládaného vynálezu;

Obr. 2 znázorňuje graf, na kterém je hustota + tuhost vynesena proti vzdálenosti v pneumatice;

Obr. 3 je graf odpovídající obr. 2, který znázorňuje odlišnou změnu profilu hustoty + tuhosti podle předkládaného vynálezu;

Obr. 4 je graf podobně odpovídající obr. 2, který znázorňuje ještě jinou změnu profilu hustoty + tuhosti v pneumatice podle předkládaného vynálezu;

Obr. 5 znázorňuje graf opět odpovídající obr. 2, na kterém je znázorněna ještě další jiná změna profilu hustoty + tuhosti v pneumatice podle předkládaného vynálezu;

Obr. 6 znázorňuje pohled v řezu na provedení pneumatiky podle předkládaného vynálezu, které se liší od provedení podle obr. 1.

-2CZ 292805 B6

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje pneumatiku 1 v sestaveném stavu s ráfkem 5 kola. Plášť 2 je vytvořen z vrstvy pryže nebo jiného podobného materiálu, která je opatřena běhounem na oběžném povrchu 6.

Pneumatika 1 podle předkládaného vynálezu dále zahrnuje na vnitřním povrchu pláště 2 krycí vrstvu zkonstruovanou jako tlumicí vrstvu 3 a zde vytvořenou z vrstvy pryžového materiálu. Jako alternativa by mohlo být použito pěnového materiálu. Tlumicí vrstva 3 poskytuje pneumatice 1 tuhost, která zajišťuje valivý odpor odpovídající vysokému stupni jízdního komfortu a pružnost, která optimalizuje tlumení rázů. Rozměry mohou být takové, že tloušťka 2 mm pláště 2,10 mm tlumicí vrstvy 3 a 1 mm nárazníkové vrstvy 4 pod tlakem přibližně 5 bar (0,5 MPa) ve vnitřku pneumatiky 1 má za následek stlačení přibližně 3 mm podél osy 1 pod vlivem zatížení přibližně 50 kg podél stejné osy 1 na obr. 1. Nárazníková vrstva 4 z tuhého a tvar zachovávajícího materiálu je uspořádána na vnitřním povrchu vytvořené tlumicí vrstvy 3. Sestava tlumicí vrstvy 3 a nárazníkové vrstvy 4 je uzavřena mezi plášť 2 z pryže a výztužnou kordovou vrstvu JO.

Na obr. 2 až obr. 5 jsou vyneseny grafy hustoty + tuhosti proti vzdálenosti od středu M pneumatiky 1 podle předkládaného vynálezu podél osy L Obr. 2, obr. 3 a obr. 4 zde znázorňují grafy pro pneumatiky 1 podle předkládaného vynálezu, ve kterých je uspořádána nárazníková vrstva 4, zatímco obr. 5 znázorňuje graf, kteiý v podstatě odpovídá grafu na obr. 4, ale který se týká pneumatiky 1 bez nárazníkové vrstvy 4.

Na každém z obr. 2 až obr. 5 je vzdálenost ri od středu M ke krajnímu povrchu tlumicí vrstvy 3, který směřuje ke středu M, a vzdálenost Rn podél osy 1 mezi středem M a krajním povrchem pláště 2 z materiálu pneumatiky Γ, kteiý směřuje ke středu M. Navíc je vzdálenost Ri mezi středem M a vnějším krajním povrchem nebo oběžným povrchem 6 od středu M vzdáleného pláště 2 z materiálu pneumatiky 1. Na obr. 2, obr. 3 a obr. 4 je pak vzdálenost r₀ mezi středem M a krajním povrchem nárazníkově vrstvy 4, který směřuje ke středu M.

V provedení znázorněném na obr. 1 je upravena vnitřní duše 7, přestože není nutně potřebná a předkládaný vynález je stejně tak použitelný i pro pneumatiky 1 bez vnitřní duše 7. Tlumicí vrstva 3 může být navíc vyrobena z materiálů jiných než je pryžový materiál. Jako tlumicí vrstvy 3 může být například použito pěnového materiálu vzhledem kjeho přirozeným vlastnostem, které mohou být obzvláště užitečné při výrobě pneumatiky 1 podle předkládaného vynálezu, jako je řízení vlastností, například hustoty, pružnosti a tuhosti, při jeho aplikaci. To se potom týká také jeho schopnosti přilnout k vnitřnímu povrchu pláště 2 pneumatiky 1 v průběhu jeho napěnění, zejména když výztužná kordová vrstva 10 je uspořádána na vnitřku pláště 2 z pryže, protože tlumicí vrstva 3 přilne znatelně lépe k plášti 2, například, z pryže, než k výztužné kordové vrstvě 10, a jeho schopnosti řídit proces napěnění pěnového materiálu, a podobně.

Jak tlumicí vrstva 3 tak i nárazníková vrstva 4 mohou také zasahovat do větší nebo menší míry, než je zde znázorněno, podél vnitřního povrchu pláště 2 materiálu pneumatiky 1. Zejména tlumicí vrstva 3 může, například, zasahovat až k patním drátkům 8 uspořádaným v patkách 9 pneumatiky 1. Tím je rovněž zajištěna optimální ochrana bočních stěn, které netvoří část oběžného povrchu 6.

Pryžový materiál je vybrán tak, že deformovatelnost pneumatiky 1 tím není ohrožena, to jest ani stlačení pneumatiky 1 pod vlivem hmotnosti ani příčná deformace vzhledem k -ráfku 5 kola pro pneumatiku 1, například při průjezdu zatáčkou, nejsou sníženy nebo dokonce zamezeny tlumicí vrstvou 3 ve srovnání se stejnými vlastnostmi pneumatiky 1 bez tlumicí vrstvy 3.

Může být rovněž použito tlumicí vrstvy 3, která je stlačena pod vlivem tlaku působícího ve vnitřku pneumatiky 1 nebo ve vnitřní duši 7, čímž může být ještě více zlepšena odolnost proti ostrým objektům z vnějšku.

-3CZ 292805 B6

Tlumicí vrstva 3 funguje jako tlumič, ve kterém mohou být přijímány ostré objekty z vnějšku, takže se nedostanou k vnitřní duši 7. V případě pneumatiky £ bez vnitřní duše 7 je tedy takto možně zabránit účinným způsobem ve vytvoření otevřeného spojení mezi vnitřkem pneumatiky £ 5 a vnějším prostředím, které by bylo způsobeno pronikajícími ostrými objekty. Pronikající ostré objekty nemající velké rozměry budou s jistotou zachyceny v tlumicí vrstvě a nedosáhnou vnitřku pneumatiky £. Pokud ale mají tyto pronikající ostré objekty relativně velké rozměry, jsou zpomaleny v průběhu pronikání prostřednictvím tlumicí vrstvy 3 a zastaví se v uvnitř ležící části tlumicí vrstvy 3. Nárazníková vrstva 4 zde přitom tvoří naprosté zabezpečení proti pronikajícím 10 objektům, které jsou tak ostré a dlouhé, že tlumicí vrstva 3 nedostatečně zpomalí jejich pronikání.

V případě tlumicí vrstvy 3 podle předkládaného vynálezu s velmi vysokou hustotou na straně uspořádané směrem ke středu M pneumatiky £ není nárazníková vrstva 4 nezbytně nutná. 15 Tlumicí vrstva 3 může být v tomto případě nahlížena jako tlumicí vrstva 3,- ve které je relevantní nárazníková vrstva 4 začleněna v integrální podobě.

Obr. 2 znázorňuje graf hustoty + tuhosti pneumatiky £ podle obr. 1, to jest odolnost proti pronikajícím ostrým objektům vynesenou proti vzdálenosti od středu M podél osy £ na obr. 1. 20 Nárazníková vrstva 4 se shoduje s oblastí mezi vzdálenostmi r₀ a r_b přičemž tlumicí vrstva 3 se shoduje s oblastí mezi vzdálenostmi £i a Ro a přičemž plášť 2 pneumatiky £ se shoduje s oblastí mezi vzdálenostmi Ro aRp Je patrné, že hustota a tudíž odolnost tlumicí vrstvy 3 se snižuje v oblasti mezi vzdálenostmi & a Ro z hustoty nebo tuhosti nárazníkové vrstvy 4 na hodnotu, která představuje část hustoty nebo tuhosti pláště 2 z materiálu pneumatiky £ v jeho blízkosti. Tímto 25 způsobem je zajištěna deformovatelnost finální pneumatiky £ a pronikající ostré objekty jsou vystaveny postupně většímu odporu proti jejich pronikání ve směru dovnitř do pneumatiky £.

Obr. 3 znázorňuje podobný graf pro pneumatiku £ v alternativním provedení předkládaného vynálezu, ve kterém má tlumicí vrstva 3 konstantní hustotu nebo tuhost a tudíž odpor mezi 30 vzdálenostmi Π a Ro.

Obr. 4 znázorňuje graf pro ještě další pneumatiku £ v provedení podle předkládaného vynálezu, ve kterém se nejprve hustota nebo tuhost a tudíž odpor tlumicí vrstvy 3 postupně snižuje od vzdálenosti r_b kde přibírá nárazníkovou vrstvu 4 ve směru ke vzdálenosti Ro a před dosažením 35 této vzdálenosti Ro vykazuje zrychlení ve snižování hustoty nebo tuhosti, které se nakonec opět vyrovná na postupnou rychlost těsně před dosažením vzdálenosti Ro. Vrstva materiálu pneumatiky £ tedy plášť 2 mezi vzdálenostmi Rn a Ri a nárazníková vrstva 4 mezi vzdálenostmi r₀ a ij obě vykazují větší hustotu nebo tuhost a tudíž odolnost proti pronikajícím ostrým objektům než odpovídající části tlumicí vrstvy 3 k nim přiléhající.

Obr. 5 znázorňuje graf odpovídající obr. 4, ve kterém ale další provedení pneumatiky £ podle předkládaného vynálezu odpovídající tomuto grafu neobsahuje nárazníkovou vrstvu 4.

Obr. 6 znázorňuje pohled odpovídající obr. 1, ale na alternativní provedení pneumatiky £ podle 45 předkládaného vynálezu. Pneumatika £ znázorněná na tomto obrázku se liší od pneumatiky £ znázorněné na obr. 1 pouze pokud se týká přídavné výztužně kordové vrstvy 11 mezi pláštěm 2 a tlumicí vrstvou 3. Obecné uspořádání pneumatiky £ lze tedy nalézt ve spojení s popisem obr. 1. Přídavná výztužná kordová vrstva 11 tvoří jednotku s výztužnou kordovou vrstvou 10 a tato jednotka je vedena kolem patních drátků 8 jako jeden z úvodních kroků v průběhu výroby, 50 přičemž materiál pro tlumicí vrstvu 3 a pro nárazníkovou vrstvu 4 je uspořádán mezi výztužnou kordovou vrstvou 10 a přídavnou výztužnou kordovou vrstvu ££. V průběhu výroby je potom prováděn například vulkanizační proces, přičemž jsou samostatné komponenty pneumatiky £ sestaveny.

-4CZ 292805 B6

V alternativních provedeních podle předkládaného vynálezu tlumicí vrstva 3, která je zde popsána jako vyrobená z pryžového materiálu, ale která může být vyrobena z jiných materiálů v rozsahu předkládaného vynálezu, může mít profil změny hustoty nebo tuhosti a tudíž odporu odlišný od těch, které jsou zde znázorněny. Zejména může být hustota nebo tuhost tlumicí vrstvy 3 větší než je hustota nebo tuhost nárazníkové vrstvy 4 nebo hustota nebo tuhost pláště 2 pneumatiky 1 v jeho blízkosti. Náhodné jiné profily změny hustoty nebo tuhosti tlumicí vrstvy 3 rovněž spadají do rozsahu předkládaného vynálezu, pokud je tím zabráněno pronikání ostrých objektů, a zejména pokud se hustota nebo tuhost čili odolnost proti pronikání těchto objektů zvětšuje ve směru do vnitřku pneumatiky £.

Claims (9)

1. Pneumatika, zejména pro kolo jízdního kola, tvořená pláštěm (2) z pryžového materiálu a tlumicí vrstvou (3), upevněnou k vnitřnímu povrchu pláště (2) pro přijetí objektů pronikajících do pneumatiky (1), přičemž plášť (2) a tlumicí vrstva (3) alespoň částečně uzavírají tlakovou komoru, vyznačující se tím, že tlumicí vrstva (3) je uzavřena mezi pláštěm (2) a výztužnou kordovou vrstvou (10) se soudržnou strukturou vláken nebo osnovy, přičemž materiálem tlumicí vrstvy (3) je pryž s měrnou hmotností rovnající se nejvýše měrné hmotnosti vody.

2. Pneumatika podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi tlumicí vrstvou (3) a pláštěm (2) je uspořádána přídavná výztužná kordová vrstva (11).

3. Pneumatika podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že výztužná kordová vrstva (10) a přídavná výztužná kordová vrstva (11) j sou vytvořeny integrálně.

4. Pneumatika podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že výztužná kordová vrstva (10) a přídavná výztužná kordová vrstva (11) jsou vedeny kolem patních drátků (8) pneumatiky (1) s materiálem tlumicí vrstvy (3) mezi nimi.

5. Pneumatika podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že na straně tlumicí vrstvy (3), opačné k plášti (2), je umístěna nárazníková vrstva (4).

6. Pneumatika podle nároku 5, vyznačující se tím, že nárazníková vrstva (4) se alespoň částečně rozprostírá přímo přes vnitřní povrch tlumicí vrstvy (3).

7. Pneumatika podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vy zn ač uj í c í se tím, že tlumicí vrstva (3) má hustotu nebo tuhost měnící se směrem do vnitřku pneumatiky (1).

8. Pneumatika podle nároku 7, vyznačující se tím,že tlumicí vrstva (3) má hustotu nebo tuhost, která se zvětšuje směrem do vnitřku pneumatiky (1).

9. Pneumatika podle nároku 8 a nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím,že tlumicí vrstva (3) má v oblastech přiléhajících k nárazníkové vrstvě (4) hustotu nebo tuhost odpovídající hustotě nebo tuhosti nárazníkové vrstvy (4).