DK150892B - Koeretoejshjul med et pneumatisk daek - Google Patents

Description

150892 3 højde. Imidlertid kræver de moderne køretøjers udformning, at der fortsat opnås en forbedring af dækkets vedhængningsevne, bremseevne og køreevne. Derfor er man tvunget til at gøre slidbanen bredere, uden at øge dæk-5 kets yderdiameter og uden at formindske diameteren i bunden af fælgen, der til tider endog gives en større diameter. Man er derfor ført til at udforme radialdæk, hvor højden H i dækkets meridianplan - når dækket er pumpet til normalt tryk, men ikke belastet - er meget 10 mindre end dækkets største bredde B, dvs. således at forholdet H/B er betydeligt mindre end 1. Denne udvikling fører til dæk, hvor forholdet H/B er mindre end 0,6 og endog mindre end 0,5. Ved sådanne dæk har dæksiderne en højde, der ikke er tilstrækkelig til at give 15 samme kørekomfort som de konventionelle radialdæk.

Den opgave, som opfindelsen søger at løse, går ud på i det mindste at opretholde eller forøge fleksibiliteten i sådanne dæk uden at indvirke på de andre egenskaber, og navnlig at sikre en korrekt fastholdelse på 20 fælgen.

Med henblik herpå er et køretøjshjul med pneumatisk dæk af den indledningsvis angivne art ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at a) midterlinien i dækkassen, set i et radialt plan, 25 fra dæksidens midterhøjde til vulstsnoren følger den naturlige ligevægtskurve, hvilken kurve går gennem kanterne af toparmeringen i afstand H fra vulstsæderne og ved ækvatoriale punkter tangerer to på drejeaksen vinkelrette, ækvatoriale linier i indbyrdes afstand B og 30 tangerer vulstsnorene, og b) at den koniske kantdel af fælgen er i hovedsagen parallel med det tilsvarende afsnit af midterlinien i dækkassen og er i vedvarende kontakt med dækvulsten.

Fra DK patent nr. 125 167 kender man et dæk med 35 radial daskkasse, hvor den øvre del af dækkassen, i tværsnittet, følger den naturlige ligevægtskurve fra midten 150892 4 af dæksiderne til kanterne af topindlægget. Fra midten af dæksiderne og til vulsterne afviger dækkassen i dette dæk dog væsentligt fra ligevægtsprofilen, og den udviser den sædvanlige S-formede profil og kræver heller ingen 5 speciel udformning af fælgen svarende til daskkassen i vulstområdet.

Ligevægtskurven er den meridianlinie, den neutrale linie følger i en af dæktrykket påvirket dækkasse.

Det antages i det foreliggende tilfælde, at midter-10 linien i ét enkelt dækkasselag repræsenteres af koren i en tråd eller et kabel i dette lag, set i et meridianplan. I en dækkasse med to lag antages midterlinien at være beliggende halvvejs mellem korene i de to tråde eller kabler, der er beliggende i ét og samme meridian-15 plan.

Ligevægtskurven for midteriinien i en radial dækkasse, der påvirkes af det indre tryk, tilfredsstiller følgende relationer: 20 (1) p = ——

2R

(2) 1 = ——~ —-R + Re

Ligevægtskurven - betydningen af parametrene skal 25 angives nedenfor - har form som en sløjfe, hvis symmetriakse svarer til skæringslinien mellem dækkets midterplan og det meridianplan, der indeholder denne sløjfe. Sløjfen krydser midteraksen foroven og ved et andet punkt, hvor de to grene af sløjfen skærer hinanden og går bort 30 fra hinanden. Ved Rs betegnes afstanden fra dækkets rotationsakse til toppunktet, dvs. radien op til toppunktet, hvor kurven har en tangent vinkelret på midteraksen. Mellem toppunktet og det punkt, hvor de to grene skærer midteraksen, har hver gren ét punkt, hvor tangen-35 ten er parallel med midteraksen. Disse to punkter er de ækvatoriale punkter på ligevægtskurven, og Re er af- 5 150892 standen fra disse punkter til dækkets rotationsakse. Den største bredde B i et meridiansnit gennem dækkassen skal svare til afstanden mellem ækvatorialpunkterne på ligevægtskurven. Hvis man vælger Re og Rs, kan man på 5 grundlag af relationerne (1) og (2) tegne ligevægtskurven, hvor p betegner kurvens krumningsradius for et vil- · kår ligt punkt med radius R, og hvor betegner længden af det afsnit af normalen til kurven mellem punktet med radius R og det punkt, hvor denne normal skærer ækvato-10 riallinien mellem de ovenfor nævnte ækvatorialpunkter.

Som det skal forklares nærmere senere, har dækket ifølge opfindelsen en stærkt formindsket vulst som følge af, at den fleksible del af dæksiden i stedet for som i den kendte teknik blot at strække sig til det sædvanlige 15 vendepunkt på dækkassen strækker sig til det punkt, hvor dækkassen tangerer vulstsnoren. Med andre ord er vendepunktet flyttet helt ned til vulstsnoren.

Dækket har et lige så fast greb på fælgen som et konventionelt dæk på en almindelig fælg, hvilket skyldes 20 det forhold, at vulstens tryk mod fælgen i det område, hvor den er i anlæg mod fælgen, er bedre fordelt. Som følge heraf opnår man en mere præcis centrering af dækket på fælgen, specielt når det drejer sig om et slangeløst dæk. Dette giver mulighed for at reducere vinklen 25 af vulstsæderne i forhold til aksen, og som følge heraf udsættes vulstsnorene for mindre stærke kraftpåvirkninger, hvorfor vulstsnorene kan være af lettere konstruktion. I det hele taget fører opfindelsen til opnåelse af vulster, der er lettere og mere fleksible.

30 I praksis anvender man en datamat til at beregne formen af midterlinien i en dækkasse ifølge opfindelsen.

Man stiller følgende forudsætninger: - bredden af fælgen defineret som sædvanligt ved den aksiale afstand mellem skæringspunkterne mellem forlæn-35 gelsen af hvert vulstsæde og tangenten til den øvre ende af den buede del, der forbinder disse vulstsæder med den tilhørende fælgkant, 150892 6 - fælgens radius defineret som sædvanligt ved den radiale afstand mellem hjulets akse og det ovenfor nævnte skæringspunkt, - bredden og radien af topindlægget, hvilke størrel-5 ser fortrinsvis vælges med en meridiankrumning, der er nul eller i det mindste mindre end krumningen i omkredsretningen, - værdien af forholdet H/B, hvorfra man udleder dækkassens største bredde B, idet det bemærkes, at H er 10 lig med forskellen mellem topindlæggets radius og fælgens radius, - positionen af vulstsnorene i forhold til vulst-sæderne og fælgens kanter.

Til sidst beregner man ligevægtskurven således, at 15 den går gennem kanterne af topindlægget og tangerer vulstsnorene og de to ækvatorialtangenter. På det sted, hvor den teoretiske kurve berører kanterne af topindlægget, danner kurven sædvanligvis med topindlægget en vinkel, der ikke er nul. Man bør i så fald foretage en kor-20 rektion i skulderområdet. Denne korrektion består i at forbinde den beregnede ligevægtskurve med topindlægget over en forbindelsesbue. Denne forbindelsesbue tangerer den ovenfor nævnte ligevægtskurve. Fortrinsvis vælger man forbindelsesbuen således, at den også tangerer top-25 indlægget. Opfindelsen omfatter imidlertid også det tilfælde, hvor selve ligevægtskurven tangerer topindlægget. Opfindelsen omfatter også det tilfælde, hvor dækkassen forsynes med forstærkningsmidler til forbedring af dækkets kørestabilitet. Opfindelsen giver imidlertid den 30 sagkyndige mulighed for at indvirke på kørestabiliteten indenfor usædvanligt vide grænser ved indvirkning på fælgens bredde. Ved at gøre fælgen bredere opnår man det resultat, at dækkassen strækkes mere, og at dækket bliver stivere i aksialretning. Ved derimod at gøre fælgen 35 mindre brev opnår man det resultat, at dækkassens trækspænding bliver mindre, og at dækket får større fleksi- 150892 7 bilitet i aksialretning.

Fælgen i et køretøjshjul ifølge opfindelsen kan have en sædvanlig radial profil, vulstsæderne iberegnet.

Den koniske del af kanten, der er parallel med det mod-5 svarende afsnit af midterlinien, kan have en vilkårlig hældning, der under alle omstændigheder er mindre end 90°. En hældning mellem 20° og 60° og fortrinsvis i nærheden af 45° synes at give gode resultater, såvel hvad angår dækkets opførsel som hvad angår fremstillingen af 10 fælgen. Fortrinsvis har den del af kanten en retliniet eller lidt krum profil, enten konkav som det modsvarende afsnit af dækkassens midterlinie eller konveks, idet det viser sig, at en mindre konveksitet ikke virker generende og indebærer en nemmere fremstilling af fælgen. Yder-15 siden af dækket er sædvanligvis i kontakt med den pågældende koniske del af kanten. Derfor er der ingen særlig fordel i at gøre denne del bredere alene for at give fælgen større stivhed. Fortrinsvis vil den aksiale længde af denne del være omtrent af samme størrelsesorden 20 som diameteren af vulstsnoren for ikke at genere dækket under dets udbøjninger. I det tilfælde, hvor man har en dækkasse med relativt lille trækspænding, dvs. en dækkasse, der er relativt fleksibel og tangerer vulstsnoren under en relativt lille vinkel i forhold til rotations-25 aksen, kan man imidlertid uden ulemper gøre denne koniske del bredere, eksempelvis for at afhjælpe en manglende stivhed af fælgen som følge af dens smalle bredde. Dækkets fastholdelse på fælgen vil kun blive bedre af dette. Fortrinsvis har den koniske del af fælgens kant forbin-30 delse med vulstsædet gennem en gren, der tangerer vulst-sædet, og tangerer den koniske del med et krumningsvendepunkt, der, set i radialretning, ligger på højde med vulstsnorens akse, hvorhos tangenten ved vendepunktet er parallel med midteraksen for dækkassens midterlinie i 35 nævnte område for vedvarende kontakt.

Fælgen ifølge opfindelsen kan have vulstsæder med 8 150892 en relativt lille hældning, der under alle omstændigheder er mindre end 15°.

På ydersiden af fælgen, set i aksial retning, afsluttes den koniske del af fælgens kant af en krum del, 5 som tjener til afstivning af fælgen og til at undgå, at vulsterne skades, når dækket påmonteres hjulet. Fortrinsvis ligger den yderste ende af den koniske del af kanten højere end vulstsnoren. Set udefra i aksial retning ligger vulstsnoren fortrinsvis i skyggen af fælgkanten ud-10 formet i overensstemmelse med opfindelsen, dvs. således, at den udvendige krumme del af fælgens koniske parti, set i radial retning, er højere end vulstsnoren.

Imidlertid har kanten af fælgen ifølge opfindelsen, set i radialt snit, en højde, der er mindre end højden 15 af kanten i en fælg af sædvanlig type. Dette gør dækket nemmere at montere, og i det tilfælde, hvor det drejer sig om en fælg med skålformet bundparti, kan man reducere dybden af dette bundparti, således at man får mere plads til bremseorganerne.

20 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et tværsnit gennem den ene halvdel af et dæk ifølge opfindelsen og et tilsvarende tværsnit gennem et konventionelt dask ved samme forhold H/B, 25 fig. 2 i større målestok området omkring vulsten og fælgkanten for de to i fig. 1 viste dæk, fig. 3 tværsnitsprofilen gennem en fælg udformet i overensstemmelse med opfindelsen og tværsnitsprofilen gennem en konventionel fælg med opretstående kant, 30 fig. 4 ligevægtskurven for midterlinien i en radi al daskkasse uden topindlæg og kun udsat for lufttrykket, fig. 5 et tværsnit gennem den ene halvdel af en kombination af en fælg og et dæk ifølge opfindelsen, i-det dækket med fuldt optrukne linier er vist pumpet un-35 der normalt tryk, og med stiplede linier pumpet under normalt tryk og belastet på kørebanen, og 150892 9 fig. 6 en anden udførelsesform for den i fig. 5 viste kombination med et dæk, der har de samme dimensioner H og B, men med en fælg, der er væsentligt smallere end den i fig. 5 viste fælg, idet fig. 6 kun viser den 5 ene vulst og den pågældende fælgkant.

I fig. 1 og 2 har de forskellige henvisningsbetegnelser bogstavet A, når det drejer sig om et dask og/el-ler en fælg ifølge opfindelsen, og bogstavet B, når det drejer sig om et dæk og/eller en fælg af sædvanlig type.

10 Por at betegne de dele, der er fælles for de to da2k og/ eller de to fælge, anvendes der henvisningsbetegnelser uden bogstaver. Desuden er de dele, der er udformet i overensstemmelse med opfindelsen, vist med en uafbrudt streg, medens de dele, der hører til den kendte konstruk-15 tion, er vist med en stiplet streg.

Fig. 1 viser et tværsnit gennem den ene halvdel af et dæk ifølge opfindelsen, samt et tværsnit gennem den ene halvdel af et dæk af kendt type. Hvert dæk har en radial dækkasse, som afbildes ved hjælp af midterlinien 20 1A, IB, samt et topindlæg 3 med en slidbane 4 over dette topindlæg.

Dækkassen 1A, IB er foldet om vulstsnoren 2A, 2B i vulsterne. Dækkassen "følger" topindlægget 3, der har den samme form i begge dæk. Dækkassen er belagt med 25 gummi over det hele og har en slidbane 4, et gummiovertræk på dæksiderne 5 og vulsterne 6A, 6B.

I vulsten i dækket ifølge opfindelsen folder dækkassen 1A sig om vulstsnoren 2A uden ændring af krumningsretningen, og den tangerer vulstsnoren ved 30 punktet 7A. Fra punktet 7A følger dækkassen 1A den ovenfor nævnte ligevægtskurve op til topindlægget 3.

I det foreliggende tilfælde er midterlinien korrigeret (fuldt optrukken linie) i nærheden af skulderpartiet for at komme ind tangentielt under topindlægget 3, således 35 at midterlinien på dette punkt afviger fra den som en stiplet linie med tyk streg viste ligevægtskurve.

150892 10 I det kendte dæk ændres dækkassen IB*s krumnings-retning ved punktet 8B omtrent ved dækvulsten, idet dækkassen folder sig om vulstsnoren 2B. Fra punktet 7B, hvor dækkassen berører vulstsnoren, og op til topindlæg-5 get 3 har dækkassen IB en middelkruxnning, der klart afviger fra krumningen af dækkassen ifølge opfindelsen, specielt i den nedre del af dæksiden.

Fig. 1 viser kun yderkonturen 9A, 9B af fælgene til disse to dæk i de områder af fælgene, der befinder 10 sig i nærheden af og i kontakt med vulsterne 6A og 6B.

Det vil ses, at disse dele af fælgen afviger fra hinanden i udadgående retning fra vulstsæderne. Specielt har kanten 10A af faalgen ifølge opfindelsen en skrå del, der i det væsentlige er parallel med det modsvarende af-15 snit af midterlinien i dækket ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser også de karakteristiske dimensioner for et meridiansnit gennem disse dæk, idet H betegner højden, og B betegner bredden, medens Lo betegner den aksiale afstand mellem skæringspunkterne P mellem 20 forlængelsen af hvert vulstsæde 22 med tangenten P til den øvre ende af kurven C, som forbinder disse vulstsæder med de tilhørende fælgkanter.

En sammenligning mellem to dæk af størrelsen DR 50-15 - jf. normer fra Tire and Rim Association -25 idet den ene konstruktion svarer til et dæk og en fælg af sædvanlig art, medens den anden konstruktion svarer til et dæk og en fælg ifølge opfindelsen, har ført til følgende resultater: 3 0 Belastning Pilhøjde Sadvanlig profil Profil ifølge opfindelsen

Tryk Stivhed i Tryk Stivhed i tvasr- (daN) (mm) tværretning retning (bar) (daN/mm) (bar) (daN/mm) 35 275 17 1,6 8,4 1,54 9,3 550 28 2,0 8,7 1,92 9,2 11 150892

Heraf fremgår det/ at dækket ifølge opfindelsen får en deformation og en belastning af samme størrelsesorden som i det kendte dæk under et lavere tryk, samtidig med at der opnås en større stivhed i tværretningen.

5 Man har derfor en betydelig bedre køreevne, specielt hvad angår komfort, vejgreb og stabilitet.

Fig. 3 viser en detaljeret afbildning af en del af yderprofilerne 20A og 20B for henholdsvis fælgen ifølge opfindelsen og en almindelig fælg for dæk som vist i 10 fig. 1 og 2.

De to profiler 2OA og 2OB afviger fra hinanden dels ved deres dele, der aksialt ligger uden for vulst-sæderne 22, dels ved dybden til bunden af fælgen 21A, 21B.

15 Selve profilen 20A ifølge opfindelsen har et vulstsæde 22, der forlænges af et krumt parti 23A, der har form som et S, idet den gren, der er forbundet med vulstsædet 22, modtager hælen på den ikke viste dæk-vulst, medens den radialt udvendige del går over til den 20 skrånende del 25A af kanten. Denne skrånende del 25A afsluttes af en i tværsnit krogformet kant 26Ά. Fra den afrundede del 24, der modtager hælen på vulsten, afviger fælgprofilen 20A ifølge opfindelsen fra den kendte fælgprofil 20B. Afvigelsen kan dog allerede begynde ved 25 vulstsædet 22, og selve vulstsædet 22 kan have en anden bredde og en anden hældning. Profilen 2OB i den kendte fælg har et parti 25B, der er opretstående i forhold til dækkets akse og afsluttes af en krogformet del 26B. I overensstemmelse med opfindelsen har det 30 stykke af fælgens kant, der omfatter delene 23A, 25A og 26A, set i radial retning, en højde, der er mindre end højden for kanten med delene 24, 25B og 26B på den kendte fælg. Den nedsatte højde af kanten af fælgen i-følge opfindelsen og den særlige profil giver mulighed 35 for en nemmere påmontering af dækket med det resultat, at diameteren i bunden af fælgen 21A kan gøres større 150892 12 end diameteren i bunden 21B af den kendte fælg. Der gives således mulighed for at forøge det rum, der er tilgængeligt på indersiden af fælgen.

Fig. 4 viser midterlinien i en radial dækkasse, 5 der kun udsættes for lufttrykket. Fig. 4 viser midteraksen Z, Z', rotationsaksen X, X' for dækkassen, dvs. for dækket samt den ækvatoriale akse, der forbinder de to punkter E og E*, hvor dækkassen har sin maksimale bredde og har tangenter, der er parallelle med midter-10 aksen Z, Z'. Ækvatorialaksen E, E' er parallel med rotationsaksen X, X*.

De to grene af midterlinien er forbundet med hinanden ved toppunktet A og skærer hinanden ved punktet C, hvilke to punkter A og C er beliggende på midter-15 aksen Z, Z1. På toppunktet A har de to grene en fælles tangent, der er parallel med rotationsaksen X, X1.

Ved punktet D og ved punktet D' har hver gren en tangent, der er parallel med rotationsaksen X, X’.

Fig. 4 viser også radien Re og radien Rs for 20 henholdsvis ækvatorialpunkterne E og E1 og toppunktet A. På et vilkårligt punkt M på midterlinien i henhold til de to ovenfor angivne formler (1) og (2) har midterlinien en krumningsradius p, der defineres af formlen (1). Længden af det afsnit, der er vinkelret på tangen-25 ten til midterlinien ved punktet M, hvilken længde måles mellem dette punkt og ækvatorialalsen EE', er lig med £ i henhold til formlen (2).

Fig. 5 og 6 viser to udførelseseksempler på dæk ifølge opfindelsen, idet fig. 5 viser et dæk til en bred 30 fælg, medens fig. 6 viser et dæk til en smallere fælg.

Begge disse figurer viser dækkassens midterlinie 41, 51 i et dæk, der er oppumpet og påmonteret en passende fæLg, samt den profil 42, 52, denne midterlinie indtager, når dækket belastes således, at dets højde H reduceres med 35 21%. De to dæk har desuden den samme højde H i forhold til. fælgen, den samme maksimale bredde B for dækkassen.

Claims (5)

13 150892 den samme diameter D for fælgen og det samme topindlæg 43. Disse to dæk er udformet for at kunne tåle den samme belastning. Forskellen mellem disse to dæk ligger i, at bred-5 den Lo af fælgen i fig. 5 er større end bredden L'o af fælgen i fig. 6. Som følge af denne breddeforskel får dækket ved den i fig. 6 viste konstruktion en mindre stivhed i tværretningen. Strukturmæssigt udtrykkes dette ved, at den udfoldede længde af dækkassen 51 er større 10 end den udfoldede længde af dækkassen 41, og ved at tangenten til berøringspunktet 54 med vulstsnoren 55 har en mindre hældning i forhold til rotationsaksen. Det i fig. 6 viste dæk drager således fordel af den store valgfrihed, opfindelsen giver, specielt i det neder-15 ste område af dækkassen. Under henvisning til fig. 5 bemærkes det, at den del 46 af fælgkanten 47, der er parallel med det modsvarende afsnit af dækkassens midterlinie, i det væsentlige er retliniet. Derimod har den tilsvarende del i 20 fig. 6 en konkavitet, der vender mod det indre af dækket. Desuden har hele kanten 57 ved konstruktionen ifølge fig. 6 større dimensioner end kanten i fig. 5. Dette giver mulighed for at forstærke fælgen, hvis bredde L'o er mindre end bredden Lo ved konstruktionen ifølge 25 fig. 5. For disse to figurer vil en passende værdi af forholdet h/r mellem højden af fælgkanten 47, 57 og krumningsradien r for den afsluttende del af kanten være mellem 1,5 og 2,5.

30 PATENTKRAV

1. Køretøjshjul med et pneumatisk dæk med en radial dækkasse, der i det mindste delvis følger den naturlige ligevægtskurve og har et højde-bredde-forhold H/B < 1,0 og har en toparmering, og med en fælg med 35 fælgbund, vulstsæder og fælgkanter med konisk kantdel, der er forbundet med vulstsædet gennem en i radialt tvær- 150892 14 snit S-formet kantdel, og som udadtil er bøjet i retning mod hjulets akse, kendetegnet ved, a) at midterlinien (1A) i dækkassen, set i et radialt plan, fra dæksidens midterhøjde til vulstsnoren (2A, 55) 5 følger den naturlige ligevægtskurve, hvilken kurve går gennem kanterne af toparmeringen (3, 43) i afstand (H) fra vulstsæderne og ved ækvatoriale punkter (E, E1) tangerer to på drejeaksen (XX') vinkelrette, ækvatoriale linier i indbyrdes afstand (B) og tangerer vulstsnorene 10 (2A, 55), og b) at den koniske kantdel (10A, 25A, 45, 46) af fælgen er i hovedsagen parallel med det tilsvarende afsnit af midterlinien (1A) i dækkassen og er i vedvarende kontakt med dækvulsten. 15 2. Køretøjshjul med pneumatisk dæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at dækkassens midterlinie (LA) ved et punkt (M) beliggende i en afstand (R) fra hjulets akse har en krumningsradius p, der tilfredsstiller relationen 20 2 2 Rs - Rez p = - 2R hvor Rs er radien fra hjulaksen (X-X') til ligevægtskurvens fjerneste punkt (A), og Re er radien fra aksen 25 (X-X1) til de ækvatoriale punkter (E, E').

3. Køretøjshjul med pneumatisk dæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den koniske del (10A) af fælgens kant i aksialretning har en bredde, der tilnærmelsesvis er lig med vulstsnorens (2A) diameter. 30 4. Køretøjshjul med pneumatisk dask ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den koniske del (10A) af fælgens kant har forbindelse med vulstsædet (22) gennem en gren, der tangerer vulstsædet og tangerer den koniske del med et krumningsvéndepunkt,'der, set i xadialretning, 35 ligger på højde med vulstsnorens akse, hvorhos tangenten ved vendepunktet er parallel med midteraksen for dækkas- 150892 15 sens midterlinie i nævnte område for vedvarende kontakt.

5. Køretøjshjul med pneumatisk dæk ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den afsluttende krumme del (9A) af fælgens kant i radialretningen befinder sig 5 i større afstand fra hjulets akse end vulstsnoren (2A).