FI102058B - Autonrenkaan puristusmenetelmä sekä muotti mainitun menetelmän toimeen panoa varten - Google Patents

Description

102058

Autonrenkaan puristusmenetelmä sekä muotti mainitun menetelmän toimeenpanoa varten

Esillä oleva keksintö koskee autonrenkaan puristusmenetelmää, 5 varsinkin matkailuajoneuvoihin sekä raskaan kaluston ajoneuvoihin, kuten esimerkiksi kuorma-autoihin ja turistibusseihin tarkoitettujen vyörenkaiden puristusta. Lisäksi se koskee lohkomuottia tietyllä kuvioinnilla varustetun kulu-tuspinnan omaavan autonrenkaan puristamiseksi. Aivan erityisesti se koskee näiden autonrenkaiden kulutuspintojen kuviointia.

10 Näiden renkaiden puristuksen sekä vulkanoinnin varmistamiseksi on yleisesti tunnettua käyttää muotteja käsittäen kaksi sivukappaletta, jotka varmistavat sivupintojen puristuksen sekä sivukappaleiden väliin sijoitettujen lohkojen rengasmaisen kehän kulutuspinnan puristuksen varmistamiseksi. Esimerkiksi US-patentit 3 847 520 ja 3 779 677 kuvaavat tällaisia muotteja.

15 Lähdettäessä toteamuksesta, että jotkut raskaalle kalustolle tarkoi tetut autonrenkaat, varsinkin kun niitä käytetään turistibusseihin, aiheuttavat tärinöitä sekä melua taajuuksilla 30-150 Hz, on voitu todeta, että näiden tärinöiden alkuperä tulee poistaa autonrenkaiden puristuksessa.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on siten esittää uusi muottien 20 valmistusperiaate, jotta saataisiin poistettua yhdenmukaisuuden, geometrisen säännöttömyyden ja liikapaksuuden viat, jotka aiheuttavat haittoja kulkuneuvon mukavuuden kannalta.

Tähän tavoitteeseen päästään keksinnön mukaisella autonrenkaan puristusmenetelmällä, jolloin renkaassa on on kulutuspinta varustettuna tie-25 tyllä kuvioinnilla, jossa on kumikappaleita, joita ympäröi syvennykset, jotka koostuvat ainakin osittain urista, kunkin kumikappaleen sisältäessä teoreettisen kumimäärän, kulutuspinnan ollessa puristettu lohkoja omaavalla muotilla, kunkin lohkon ollessa rajattu kehäsuunnassa poikittaispinnoiila, lohkojen ollessa varustettuina kohoelementein, jotka on sijoitettu halutun järjestelyn mu-30 kaisesti kulutuspinnan kuvioinnin määräävien syvennysten painamiseksi, ko-hoelementtien määrätessä lohkoihin syvennysvyöhykkeitä, joiden tilavuus vastaa mainittua teoreettista tilavuutta, joidenkin syvennysvyöhykkeistä ollessa jakautuneina kahden vierekkäisen lohkon päälle, ja jolloin menetelmälle on tunnusomaista, että syvennysvyöhykkeistä ne, jotka ovat jakautuneina kahden 35 vierekkäisen lohkon päälle, omaavat tilavuuden, joka on suurempi kuin vastaavan kappaleen teoreettinen tilavuus, ja että suurempi tilavuus aikaansaa- 102058 2 daan ohentamalla poikittaissuunnassa kohoelementtejä, joilla puristetaan uria jotka suuntautuvat oleellisesti kehän suuntaisesti.

Keksinnön mukaiselle lohkomuotille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa 4. Keksintöä voidaan soveltaa yhtä hyvin muot-5 teihin, joiden lohkojen poikittaispinnat ovat pyörän säteen suuntaisia, mikä on yleisin tapa, kuin muotteihin, joiden poikittaispinnat ovat yhdensuuntaisia ku-viointiaiheen kanssa, tai vielä muotteihin, jotka käsittävät lisäksi kehän keskiosan erottamisen, joka määrää kaksi aksiaalisesti vierekkäistä kehää. Luonnollisestikin keksintö koskee esitetyn menetelmän mukaan valmistettuja au-10 tonrenkaita.

Keksinnön selityksen yksinkertaistamiseksi jatkossa kuvataan sen sovellutus määrätylle kuvioinnille raskaan kaluston renkaita varten, joka kuviointi aikaansaadaan puristamalla lohkomuotin avulla, mainittujen lohkojen poi-kittaispintojen ollessa täysin pyörän säteen suuntaisia.

15 Vulkanointipuristimessa tapahtuvan muotin sulkemisvaiheen aikana on suositeltavaa, että muotin sulkeminen tapahtuu ennen kuvioinnin puristuksen aloittamista. Itse asiassa suurin osa kulutuspintakuvioinneista käsittää ke-hämäisesti jatkuvia vakoja, jotka etenevät suoraan tai ei. Näiden vakojen puristuksen varmistavat kohoelementit, jotka muodostavat ulkoneman säteittäi-20 sesti sisäänpäin, lohkojen sisäpintaan, koska nämä lohkot käsittävät yleisesti kutsutulla tavalla puristettavan kuvioinnin negaation. Kulutuspinnan puristus-kehän muodostamisella "lohkoiksi" nämä kohoelementit katkaistaan lohkojen poikittaispintojen tasolla, joita kutsutaan "lohkojen jakopinnoiksi". Tuolloin, jos puristus aloitetaan ennen kuin kaikki lohkot ovat toistensa vieressä, toisin sa-25 noen ennen muotin täydellistä sulkemista, on olemassa vaara, että kumia tulee muottien lohkojen väliin, ainakin kohoelementtien tasolla.

Jos tämän ongelman välttämiseksi autonrengas muodostetaan siten, että jalostamattomassa tilassa kulutuspinnan ulkopinta sijaitsee pyörän säteen suuntaisella tasolla täsmälleen muotin kohoelementtien alapuolella 30 kun muotti on suljettuna, tällöin lisärakenne, joka on välttämätön, jotta rengas saavuttaisi lopulliset mitat, aiheuttaa vahvikelankojen (peitekerrosten ja pus-kurikerrosten) liukumisia, kulmamuutoksia, joita nämä langat muodostavat toisiinsa nähden. Sitä paitsi tätä lisärakennetta ei voida muodostaa siinä tapauksessa, että lankamaiset vahvikkeet on sijoitettu kulutuspinnan alle, 0-asteen 35 kulmaan rotaatioakselin kanssa yhdensuuntaiseen tasoon nähden.

3 102058

Niin ollen joudutaan tavallisesti hyvin usein sovittamaan autonrengas jalostamattomassa tilassa siten, että muotin lohkojen kohoelementit alkavat tunkeutua kulutuspinnan kumiin ennen kuin muotti on täysin suljettuna.

Tämä tuo esiin puutteen, jota tätä aiemmin ei ole koskaan tarkas-5 teltu, kun kyseessä ovat kuvioinnit käsittäen kumielementtejä, joita ympäröivät joka puolelta syvennykset. Selityksen jatkossa kutsutaan näitä syvennyksiä "uriksi", mikäli niiden leveys on yli 2 mm, ja päinvastaisessa tapauksessa niitä kutsutaan "lovituksiksi". Hyvin usein nämä lovitukset sulkeutuvat, kun rengas täytetään, ne sulkeutuvat ainakin ollessaan tien kanssa kosketuskentässä, 10 kun taas urien tarkoituksena on ennen kaikkea kanavoida vesi sateella, ja niiden tulee siten pysyä avoimina.

Mitä tyyppiä syvennykset sitten ovatkin, ilmaantuu puristusongel-ma, silloin kun kuviointi siis käsittää kappaleita, joita syvennykset ympäröivät joka puolelta. Lohkojen välissä olevien jakoviivojen tasolla jaetaan tavallisesti 15 kumikappaleita vastaavat syvennykset kahden vierekkäisen lohkon päälle. Tämä rajoittaa yllä mainittujen valupurseiden ilmaantumisen, ja samoin yksinkertaistaa lohkojen rakenteen ja vulkanointipuristimen liikkeiden säädön.

On todettu, että moititut tärinät vastasivat renkaan harmonisen kehämäisyyden puutetta H6 - H16, mikä vastaa muotin lohkolukua.

20 On todettu, että jokin geometrisen säännöllisyyden puute voi il maantua jopa silloin, kun kuviointi käsittää toisiinsa kumisilloin liitettyjä kappaleita, varsinkin kun kuviointi käsittää laajoja kehävakoja sekä poikittais-suuntaan sijoitettuja lovituksia tai uria, ilman että nämä lovitukset tai urat ulottuvat läpi kumiruoteen. Siten kappaleiden ei tavallisimmin välttämättä tar-25 vitse olla joka puolelta syvennysten ympäröimiä; heti kun kuvioinnin puristuksen varmistavat muotin elementit muodostavat esteen vielä vulkanoimattoman kumin liikkeille kehäsuunassa, täydellisellä lukituksella tai vähintään aiheuttamalla jännitehäviön, joka on riittävän suuri rajoittaakseen virtaamisen, siis massansiirron, ilmenee geometrisia puutteita, joilla on haitallisia seurauksia 30 käytössä.

Toisena esimerkkinä on todettu joidenkin matkailuajoneuvojen renkaissa erilaisia kulumisia lohkojen välisiä jakopintoja vastaavissa kulutuspinnan kohdissa suhteessa lohkojen keskikohtia vastaavien kulutuspinnan kohtiin.

35 Oheiset kuviot mahdollistavat keksinnön ymmärtämisen samalla kun ne havainnollistavat sitä tavalla joka ei ole rajoittava.

4 102058

Kuviot 1-3 esittävät kaaviomaisesti jonkin autonrenkaan kulutus-pinnan kuvioinnin puristuksen.

Kuvio 4 havainnollistaa erään kuvioinnin lohkojen välisen jakopin-nan tasolla.

5 Kuvio 5 on poikkileikkaus kuvion 4 linjan 1-1 mukaan.

Kuvio 6 on poikkileikkaus kuvion 4 linjan 2-2 mukaan.

Kuviot 7 ja 8 ovat kuviota 4 vastaavia kaaviomaisia kuvioita ja havainnollistavat kahta muuta keksinnön mukaista kuviointia.

Kuviot 1-3 ovat rotaatioakseliin nähden kohtisuoria leikkauksia. 10 Ne esittävät kaavamaisesti renkaan 1, jonka läpimitta Oi vastaa olennaisesti ympäryksen läpimittaa, ja jonka läpimitta (½ mitattuna jalostamattomassa tilassa olevan kulutuspinnan 10 pinnalta vastaa likimääräisesti vulkanoidun renkaan lopullista ulkoläpimittaa.

Samoin nähdään muotin lohkot 5, joiden päällä ovat kohoelementit 15 50, jotka varmistavat syvennysten puristuksen kulutuspinnan päälle. Lohkoja 5 rajoittavat säteen suuntaiset poikittaispinnat 55 ja todetaan, että kulutuspinnan 10 kuviointi käsittää kehävakoja, jotka on puristettu vastaavilla kehäelemen-teillä lohkojen päälle (joita ei esitetä).

Kuviossa 1 näkyy erittäin hyvin, että kun elementit 50 alkavat tun-20 keutua kulutuspinnan 10 kumiin, ovat lohkot 5 vielä erillään toisistaan.

Muotin käsittäessä poikittaisesti suunnattuja kohoelementtejä 50, lohkojen 5 näistä vierekkäisistä poikittaispinnat 55 omaavista elementeistä 50 ne, koska tunkeutuvat kumiin ennen muotin täydellistä sulkeutumista, tekevät sen ollessaan vielä erillään kehäsuunnassa etäisyydellä L, joka on suurempi 25 kuin muotin sulkemisasentoa vastaava etäisyys I. Niillä on siten taipumus kerätä raakakumimäärä, joka on suurempi kuin kulutuspintaa 10 vastaava lohkon 11 teoreettinen tilavuus.

Jalostamattomassa tilassa olevaa autonrengasta valmistettaessa vulkanoimaton kumi jaetaan tasaisesti kulutuspinnalle kehäsuunnassa. Kumin 30 kokonaistilavuuden määrää luonnollisesti kaikkien niiden kumilohkojen kokonaistilavuus, jotka muodostavat kulutuspinnan kuvioinnin silloin kun rengas puristetaan ja vulkanoidaan. Kutakin lohkoa varten kumin teoreettisen tilavuuden määrää se täsmällinen muoto, jonka kuvioinnin suunnittelija haluaa antaa mainittuun lohkoon 11: lohkon pinta, kuvioinnin syvyys, mutta myös uria var-35 ten tarkoitettu syväysmuoto sekä vaihtelevan urajaon määräämät seikat, jotka on otettava huomioon. Kun puhutaan teoreettisesta tilavuudesta, tarkoitetaan 5 102058 parhaimpana mahdollisena pidetyn, lohkojen 5 välisen jakoviivan tasolla sijaitsevan kappaleen tilavuutta eikä viittausta jonkin toisaalla kuvioinnissa sijaitsevaa kappaleen tilavuuteen.

Siten kumitilavuuden ollessa puristettavaa tilavuutta suurempi, ai-5 heuttaa ylimäärä renkaan deformaation säteittäisesti sisäosaa kohti kumiliik-keellä, joka on kaaviomaisesti esitetty nuolilla 12, erityisesti puskurin vahvike-rakenteen (vyön) 13 siirtymisen säteittäisesti sisäänpäin, mikä mahdollistaa renkaan sisätilan puristuksen joustavan väliseinän, samanaikaisesti kun muotin jäykkyys estää kaiken säteittäisen deformaation ulospäin.

10 Näin vulkanoidun autonrenkaan asennuksen ja täytön jälkeen mää rää vahvikevyö renkaan lopullisen todellisen auki levittämisen ja muodon. Siten täyttöpaineen vaikutuksesta, joka paine on korkea tarkasteltujen autonrenkaiden kohdalla, vyöstä tulee täysin ympyrän muotoinen, nähtynä poikkileikkauksena renkaan rotaatioakseliin nähden kohtisuoran tason kautta (kuvio 15 3). Tuolloin kaikkien kumikappaleiden lohkojen välissä jakoviivojen tasolla oleva ylijäämätilavuus saa aikaan kohouman 14, siis kehänomaisuuden puutteen kulutuspinnan pinnan tasolla. Ajon aikana se aiheuttaa selvästi havaittavia tärähdyksiä, jopa suuruusluokkaa 0,2 mm olevan ylimäärän virheitä suhteessa 500 mm:n kokonaissäteeseen tarkastellun esimerkin kohdalla, nimittäin 20 raskaan kaluston renkaiden ollessa kyseessä.

Jotta vältettäisiin näiden kohoumien ilmaantuminen kuviointeihin, jotka esiintyvät kuviossa 4 sekä sitä seuraavissa kuvioissa, esitetään siis keksinnön mukaisesti, että ylijäämätilavuus siirretään poikittaissuunnassa eikä enää säteittäisesti, esimerkiksi kaventamalla muotin kohoelementtejä, jotka 25 reunustavat syvennysvyöhykettä, joka jakautuu kahden vierekkäisen lohkon päälle. Tavallisesti tämä johtaa siis paikallisesti kuvioinnin lovitusmäärän pienentämiseen, niin muodoin kumikappaleen pinnan lisäämiseen sen teoreettiseen pintaan nähden sellaisena kuin se seuraa kuvioinnin suunnittelusta, erityisesti syistä, jotka sanelevat suunnittelun vaihtelevalla urajaolla. Samoin 30 voidaan pienentää mainittujen kohoelementtien korkeutta, esimerkiksi kulumi-senosoittimien tarkoituksenmukaisella sijoittamisella.

Kuvioissa 4, 5 ja 6 nähdään rengaskuviointi, jonka muodostaa kolme kehänsuuntaista uraa 15, ja joka käsittää lukuisia poikittaissuuntaisia lo-vituksia 16. Tarkastellussa tapauksessa näin määritetyt kappaleet 11 sijaitse-35 vat säännöllisesti identtisellä tavalla kuvioinnissa, mitä kutsutaan siis "vakionousuiseksi". Kappaleen 11 teoreettinen tilavuus vyöhykkeellä A on 6 102058 identtinen kappaleen 11 vyöhykkeellä B olevan teoreettisen tilavuuden kanssa.

Kuvioissa 4-8 nähdään, että kapeneminen keskitetään urat puristaville kohoelementeille, sillä riittävää tilavuutta ei ole lovitukset puristavien 5 kohoelementtien modifiointiin. Nähdään, että kavennetut urat ovat suunnattuina kehän suuntaisesti. Todettiin, että saadaan hyviä tuloksia, kun jakautuneiden syvennysvyöhykkeiden tilavuuden suhde mainittuun teoreettiseen tilavuuteen on välillä 0,01 -1,10 ja edullisimmin 1,025 -1,05.

Uran 15 pohjan muodostaa pyöristys, jonka linjat 150 toteuttavat 10 kappaleiden 11 kohtaamisen kylkien 110 kanssa. Linja 550 on jakoviiva muotin lohkojen 5 välillä.

Keksinnön mukaan on varattava vyöhykkeellä A vastaavia kappaleita 11 varten puristustilavuus, joka on teoreettista tilavuutta suurempi. Tämä tavoite saavutetaan ohentamalla uria, joiden leveys d vyöhykkeellä A (kuvio 6) 15 on pienempi kuin leveys D vyöhykkeellä B, tai yleisemmin lohkojen saumakohtien ulkopuolella (kuvio 5). Lisäksi sijoitetaan kulumisenilmaisimet 17 mainitulle vyöhykkeelle A; ne ovat niin muodoin jakaantuneina kahdelle vierekkäiselle lohkolle, mikä antaa mahdollisuuden käyttää osa kumin ylijäämätilavuu-desta niiden muodostamiseen. Kulumisenilmaisin 17 muodostetaan renkaan 20 kulutuspinnalle kumin ylipaksuuden avulla urien 15 pohjalle, jonka ylipak-suuden pinnan rajaavat lievästi kaltevat reunat 170.

Kuvion 7 havainnollistama suoritusmuoto eroaa kuvien 5-6 havainnollistamasta suoritusmuodosta ainoastaan kuvioinnin vaihtelevalla nousulla. Verrattaessa vyöhykkeitä A ja B, havaitaan uran 15 samanluonteinen 25 ohennus jakoviivalla 550 lohkojen välissä, samoin kuin kulumisenilmaisimien 17 sijainti samassa kohdassa.

Kuviossa 8 havaitaan, että kappaleita 11 rajaavat poikittaissuun-nassa pienet urat 18, jotka ovat matalia ja joita osittain jatkavat lovitukset 180. Viimemainitut levittäytyvät ainoastaan osalla (kuviossa noin 50 %) etäisyydes-30 tä, joka erottaa kaksi vierekkäistä uraa 15. Geometristen puutteiden ilmaantumisen estämiseksi havaitaan siinä vielä yksi paikallinen ohennus (vyöhyke A) kustakin urasta 15, samoin kuin kulumisenilmaisimien 17 sijoittaminen samalle vyöhykkeelle A.

Claims (6)

7 102058

1. Autonrenkaan puristusmenetelmä, jossa renkaassa on ku-lutuspinta (10) varustettuna tietyllä kuvioinnilla, jossa on kumikappaleita (11), 5 joita ympäröi syvennykset, jotka koostuvat ainakin osittain urista (15), kunkin kumikappaleen (11) sisältäessä teoreettisen kumimäärän, kulutuspinnan (10) ollessa puristettu lohkoja (5) omaavalla muotilla, kunkin lohkon (5) ollessa rajattu kehäsuunnassa poikittaispinnoilla, lohkojen (5) ollessa varustettuina ko-hoelementein (50), jotka on sijoitettu halutun järjestelyn mukaisesti kulutus-10 pinnan (10) kuvioinnin määräävien syvennysten painamiseksi, kohoelement-tien määrätessä lohkoihin (5) syvennysvyöhykkeitä, joiden tilavuus vastaa mainittua teoreettista tilavuutta, joidenkin syvennysvyöhykkeistä ollessa jakautuneina kahden vierekkäisen lohkon (5) päälle, tunnettu siitä, että syvennysvyöhykkeistä ne, jotka ovat jakautuneina kahden vierekkäisen lohkon (5) 15 päälle, omaavat tilavuuden, joka on suurempi kuin vastaavan kappaleen teoreettinen tilavuus, ja että suurempi tilavuus aikaansaadaan ohentamalla poi-kittaissuunnassa kohoelementtejä, joilla puristetaan uria (15), jotka suuntautuvat oleellisesti kehän suuntaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että jakautuneiden syvennysvyöhykkeiden tilavuuden suhde teoreettiseen tilavuuteen valitaan väliltä 1,01 -1,10.

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kehäurat (15) puristaviin kohoelementteihin järjestetään kulumisenosoittimet (17) siten, että ne ovat jakautuneina kahteen vierek- 25 käiseen lohkoon (5).

4. Lohkomuotti tietyllä kuvioinnilla varustetun kulutuspinnan (10) omaavan autonrenkaan puristamiseksi, kuvioinnin sisältäessä kumikappaleita (11), joita ympäröi syvennykset, jotka koostuvat ainakin osittain urista (15), kunkin mainitun kappaleen (11) sisältäessä tietyn teoreettisen kumitilavuuden, 30 kulutuspinnan (10) ollessa puristettu lohkoja (5) omaavalla muotilla, kunkin * lohkon (5) ollessa rajattu kehäsuunnassa poikittaispinnoilla, lohkojen (5) ol lessa varustettuina kohoelementeillä (50), jotka on sijoitettu halutun järjestelyn mukaisesti kulutuspinnan (10) kuvioinnin määräävien syvennysten painamiseksi, kohoelementtien (50) määrätessä lohkoille (5) syvennysvyöhykkeitä, 35 joiden tilavuus vastaa teoreettista tilavuutta, joidenkin syvennysvyöhykkeistä ollessa jakautuneina kahden vierekkäisen lohkon päälle, tunnettu siitä, 102058 että syvennysvyöhykkeistä ne, jotka ovat jakautuneina kahden vierekkäisen lohkon (5) päälle, omaavat tilavuuden, joka on suurempi kuin vastaavan kappaleen teoreettinen tilavuus, suurempi tilavuus on aikaansaatu ohentamalla poikittaissuunnassa kohoelementtejä, joilla puristetaan uria (15), jotka suun-5 tautuvat oleellisesti kehän suuntaisesti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen muotti, tunnettu siitä, että jakautuneiden syvennysvyöhykkeiden tilavuuden suhde teoreettiseen tilavuuteen on välillä 1,01 -1,10.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen muotti, tunnettu siitä, 10 että kehäurat (15) puristaviin elementteihin on järjestetty kulumisenosoittimet (17) siten, että ne ovat jakautuneina kahden vierekkäisen lohkon (5) päälle. 9 102058