FI104478B - Ajoneuvojen renkaan kuviopalamuotoilu - Google Patents

Description

, 104478

Ajoneuvojen renkaan kuviopalamuotoilu - Formgivning av mönsterstycken i for-donsdäck 5 Keksintö koskee ajoneuvon rengasta, joka käsittää renkaan rungon ja tämän päällä ainakin kahdesta kumilaadusta koostuvan pinnoitteen, jossa on renkaan kehällä vierekkäisten urien toisistaan erottamia kuviopaloja ja joka siten muodostaa pintakuvi-oinnin ja joista kumilaaduista joko [a] kovempi ensimmäinen laatu sijaitsee renkaan rungon puoleisena kerroksena ja joustavampi toinen laatu sijaitsee ulompana ren-10 kaan kehän puoleisena kerroksena muodostaen kulutuspinnan tai vaihtoehtoisesti [b] joustavampi ensimmäinen laatu sijaitsee renkaan rungon puoleisena kerroksena ja kovempi toinen laatu sijaitsee ulompana renkaan kehän puoleisena kerroksena muodostaen kulutuspinnan.

15 Edellä kuvatun tyyppisiä renkaita, joissa on kahdesta ominaisuuksiltaan erilaisesta kumilaadusta koostuva pinnoite on esitetty esimerkiksi julkaisuissa EP-0 600 404 ja US-4 381 810. Kaikissa tämän tyyppisissä renkaissa ovat pinnoitteen kaikki kuvio-palat keskenään sisäiseltä rakenteeltaan oleellisesti samanlaisia ja koostuvat renkaan rungon puoleisesta kerroksesta ja kulutuspinnan puoleisesta kerroksesta, jolloin ren-20 kaan rungon puoleinen kumilaatu ulkonee kuviopalojen välisten urien pohjan tasolta osittain kuviopalan korkeusmitalle, jonka muodostaa urien pohjan ja kuviopalojen ulkopinnan välimatka. Tyypillisesti renkaan rungon puoleinen kumilaatu ulkonee kuviopalan sisälle sen keskiosissa. Siten jokainen kuviopala muodostuu urien pohjan ja kuviopalojen ulkopinnan, joka muodostaa renkaan kehän, välissä ulommasta 25 kumikerroksesta ja sisemmästä kumikerroksesta, jotka siis ovat erityyppisiä. Tämä kuviopalan rakenne on aina sama olipa itse kuviopala poikkileikkaukseltaan minkä muotoinen tahansa.

Siinä tapauksessa, että renkaan rungon puoleisena kerroksena on kovempi kumilaatu 30 ja kulutuspinnan puoleisena pehmeämpi tai joustavampi kumilaatu, on kyseessä tyypillisesti talvirenkaaksi soveltuva rakenne. Tällöin syntyy kulutuspinnan muodostavan joustavan kumilaadun ansiosta ns. kitkarengas, jonka pito-ominaisuudet esim. jäällä ja lumessa ovat paremmat kuin mitä sellaisen renkaan ominaisuudet olisivat, jossa kulutuspinnan muodostava kumilaatu olisi kovempi. Tässä tapauk-35 sessa tarvitaan rungon puoleista kovempaa kumilaatua sen vuoksi, että renkaan ajo-ominaisuudet tulisivat riittävän hyviksi. Jos nimittäin koko pinnoite muodostuisi : joustavasta kumilaadusta, olisi rengas ominaisuuksiltaan erittäin huojuva ja epämää räinen, jolloin auton käsittely vaikeutuisi.

104478 2

Jos taas renkaan rungon puoleisena kerroksena on joustavampi kumilaatu ja kulu-tuspinnan puoleisena kerroksena kovempi kumilaatu, on kyseessä ns. nopean ajon rengas, jolloin kovempi uloin kerros, joka on kosketuksissa tien pintaan, saa aikaan pienen vierintävastuksen ja hyvän kulutuskestävyyden, kun taas joustavampi rungon 5 puoleinen kumikerros pienentää rengasmelua ja vähentää renkaasta autoon johtuvaa tärinää. Tällainen nopean ajon rengas siis omaa pienemmän kulkuvastuksen ja on ajo-ominaisuuksiltaan miellyttävämpi kuin vastaava yhdestä kovasta kumilaadusta muodostuva rengas.

10 Näillä molemmilla edellä kuvatuilla rengasrakenteilla ja yleensä kaikilla tunnetuilla ajoneuvojen ilma- tai kaasutäytteisillä joustavilla renkailla, joiden kulutuspinnoite muodostuu kahdesta päällekkäisestä ominaisuuksiltaan erilaisesta kumilaadusta, on seuraavia haittapuolia. Koska tällaisessa kahdesta kumilaadusta aikaansaadussa pinnoitteessa kuviopalat muodostuvat aina korkeusmitallaan ulommasta toisesta kumi-15 laadusta ja rungon puoleisesta ensimmäisestä kumilaadusta ja nämä kuviopalat ovat korkeudeltaan pääpiirteittäin yhtä korkeita ja niissä kumilaatujen rajapinta sijaitsee aina likipitäen samalla korkeudella sekä renkaan kehästä että renkaan rungosta mitattuna, on seurauksena se, että renkaan kuluessa käytön aikana, kuluu ulompi toinen kumilaatu vähitellen niin pitkälle, että rungon puoleinen ensimmäinen kumilaa-20 tu tulee esille jokaisen kuviopalan keskialueelta. Renkaan kuluessa käytön aikana edelleen tämän renkaan rungon puoleisen ensimmäisen kumilaadun pinta-alaosuus renkaan kehän muodostamasta kulutuspinnasta kasvaa jatkuvasti. Tämä ilmiö alkaa esiintyä paljon ennen kuin rengas on kulunut niin paljon, että se on vähentyneen urasyvyyden vuoksi poistettava käytöstä. On ymmärrettävää, että koska tällöin toi-25 sen kumilaadun, josta tiehen kosketuksissa olevan kulutuspinnan on alunperin tarkoitettu muodostuvan, pinta-alaosuus renkaan todellisesta kulutuspinnan pinta-alasta pienenee, muuttuvat renkaan ominaisuudet oleellisesti. Siten edellä mainitun ns. kit-karenkaan kulutuspinnassa pienenee joustavan kumin osuus ja taas edellä mainitussa ns. nopean ajon renkaassa kulutuspinnassa pienenee kovan kumilaadun osuus. Näin 30 ollen molemman tyyppi set renkaat menettävät kuluessaan yhä enenevässä määrin niille tarkoitettuja ominaisuuksia, ennen kaikkea kitkarenkaan tapauksessa pitoa jäällä ja nopean renkaan tapauksesa vierintävastusta. Tähän haitalliseen muutokseen ei vaikuta se, että määritelläänkö kovuuden ja joustavuuden sijasta tai lisäksi kumi-laatujen tyyppi käyttäen ominaisuuksina modulia ja/tai lasittumislämpötilaa, kuten 35 joissakin julkaisuissa tehdään.

: Keksinnön tavoitteena on siten aikaansaada sellainen rakenne kahdesta päällekkäi sestä ja keskenään erilaisesta kumilaadusta koostuvan ajoneuvon renkaan pinnoit- 3 104478 teelle, että renkaan ominaisuudet säilyvät mahdollisimman pitkään muuttumattomina renkaan kuluessa. Siten talvirenkaan kyseessä ollen on tarkoituksena säilyttää talvipito-ominaisuudet mahdollisimman pitkään, vaikka renkaan pinnoituksen kuvio-palat kuluvatkin. Vastaavalla tavalla tarkoituksena on ylläpitää nopean ajon renkaan 5 pientä vierintävastusta ja hyvää kulutuskestävyyttä, vaikka pinnoituksen muodostavat kuviopalat kuluvatkin. Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan tällaiset pinnoitteet mahdollisimman yksinkertaisella menetelmällä, jolloin edellä mainitun tavoitteen mukaisen omainaisuutensa säilyttävän renkaan valmistuskustannukset eivät ainakaan oleellisesti poikkeaisi tavanomaisen sellaisen renkaan valmistuskus-10 tannuksista, jossa pinnoite muodostuu kahdesta kumilaadusta.

Edellä kuvatut haittapuolet saadaan poistettua ja edellä määritellyt tavoitteet saadaan toteutettua keksinnön mukaisella renkaan pinnoitteen rakenteella, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa ja kek-15 sinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 7 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön oleellisimpana etuna on se, että sen mukaista menetelmää käytettäessä voidaan lähtömateriaalina käyttää periaatteessa samantyyppisiä materiaaliyhdistel-20 miä kuin tunnetuissa kahdesta tai useammasta kumilaadusta muodostuvan pinnoitteen valmistuksessa. Yllättäen on todettu, että halutun tyyppinen rengasrakenne saadaan yksinkertaisimmillaan aikaan käyttämällä ainoastaan tavanomaisesta poikkeavalla tavalla muotoiltua pintakuviomallia renkaan pinnoitteen muotoilussa. Keksinnön toisena etuna on se, että sen mukainen rengas säilyttää ominaisuutensa, erityi-25 sesti kulkuominaisuutensa, renkaan kuluessa huomattavasti pitempään kuin perinteiset kahdesta tai useammasta kumilaadusta koostuvan pinnoitteen omaavat renkaat. Keksinnön kolmantena etuna on se, että keksinnön mukainen rengas on valmistettavissa samoilla koneilla kuin perinteiset renkaat, joten oletettavasti valmistuskustannuksissa ei ole ainakaan ratkaisevaa nousua verrattuna perinteisiin kahdesta 30 kumilaadusta koostuvan renkaan valmistuskustannuksiin.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

35 Kuvio 1 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisesta ajoneuvon renkaasta esim. renkaan pyörintäakselia vastaan kohtisuorassa tasossa.

104478 4

Kuvio 2 esittää työkaluja keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi leikkauksena kuvion 1 renkaan pinnoitetta vastaavasta kohdasta.

Kuviosta 1 on nähtävissä keksinnön mukainen rengas, joka käsittää renkaan rungon 5 6 ja tämän päällä ainakin kahdesta kumilaadusta koostuvan pinnoitteen 20. Renkaan runko 6 muodostuu kudosvahvikkeista 35 ja sekä sitä ympäröivästä ja kudosvahvi-kekerroksen sisään ulottuvasta kumista 36. Keksintö ei kohdistu kudosvahvikkeisiin 35 eikä rungon kumiin 36, joten ne voivat olla mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa tyyppiä ja rakennetta. Pinnoite 20 käsittää vierekkäisten urien 3 toisistaan erottamia 10 kuviopaloja 5 ja muodostaa siten renkaan pintakuvioinnin. Pinnoite 20 muodostuu joko kovemmasta ensimmäisestä kumilaadusta 1, joka sijaitsee renkaan rungon 6 puoleisena kerroksena ja joustavammasta toisesta kumilaadusta 2, joka sijaitsee ulompana renkaan kehän puoleisena kerroksena muodostaen kulutuspinnan 4. Tällöin on kyseessä talvirengas ja erityisesti ns. kitkarengas. Toisena vaihtoehtona 15 joustavampi ensimmäinen kumilaatu 1 sijaitsee renkaan rungon 6 puoleisena kerroksena ja kovempi toinen kumilaatu 2 sijaitsee ulompana renkaan kehän puoleisena kerroksena muodostaen kulutuspinnan 4. Tässä tapauksessa on kyseessä ns. nopean ajon rengas. On selvää, että pinnoite 20, joka sijaitsee renkaan rungon 6 päällä, voi koostua myös useammasta kuin kahdesta kumilaadusta, mutta periaatteessa varsinai-20 nen kulutuspinta 4 muodostuu kuitenkin erityyppisestä kumilaadusta kuin pinnoitteen alemmat osat. Seuraavassa oleva selostus koskee soveltaen myös tällaisia useammasta kumilaadusta koostuvia pinnoitteita 20.

Keksinnön mukaisesti renkaan pinnoite 20 koostuu urien 3 toisistaan erottamista 25 toisiinsa verrattuna oleellisesti erikorkuisista kuviopaloista 5. Ensimmäistä tyyppiä 11 olevat kuviopalat koostuvat renkaan kehää vastaan kohtisuorassa korkeussuun-nassaan H1 sekä mainitusta ensimmäisestä kumilaadusta 1 rungon puolella 6 että mainitusta toisesta kumilaadusta 2 kulutuspinnan 4 puolella. Se, että nämä ensimmäistä tyyppiä 11 olevat kuviopalat 5 rakentuvat tällä tavoin siten, että niiden kulu-30 tuspinnan puolella on paksuusosuus H3 toista kumilaatua ja loppuosa [H1-H3] näistä ensimmäistä tyyppiä olevista kuviopaloista muodostuu ensimmäisestä kumi-laadusta 1, johtuu jäljempänä selostettavasta valmistustekniikasta. Kun keksinnön mukaista uutta ajoneuvorengasta otetaan käyttöön, ovat vain tätä ensimmäistä tyyppiä 11 olevat kuviopalat kosketuksissa tien pintaan, jolloin aluksi ainoastaan toinen 35 kumilaatu 2 on kosketuksissa tien pintaan, kun taas renkaan rungon puoleinen ensimmäinen kumilaatu 1 säätää renkaan muita ominaisuuksia, ts. talvirenkaassa vä-: hentää huojuntaa ja vastaavasti nopean ajon renkaasta lisää ajon pehmeyttä ja vä hentää melua. Se, kuinka suuren osuuden H3 toinen kumilaatu 2 muodostaa ensim- 104478 5 mäisen tyyppisten 11 kuviopalojen koko korkeudesta H1 lähtien kuviopalojen ulkopinnasta 9, riippuu renkaan halutuista ominaisuuksista ja sitä voidaan hallita renkaan valmistuksen aikana mm. kumikerrosten yhdistelmässä 19 olevien kerrosten ja erityisesti toista kumilaatua olevan kerroksen paksuuden H6 avulla. Toisen kumi-5 laadun 2 kerrospaksuuden H3, mitattuna kulumattoman kuviopalan ulkopinnasta 9 ensimmäisen kumilaadun 1 uloimpiin kohtiin 8a, osuus kuviopalan koko kulumattomasta korkeudesta Hl ensimmäistä tyyppiä 11 olevissa kuviopaloissa voi tunnetusti vaihdella esimerkiksi välillä 14 % - 65 %, mutta yleensä osuus on likimain alueella 20 % - 50 %. Siten jo suhteellisen vähäinen kuviopalojen kuluminen, toisin sanoen 10 kuluminen, joka on yleensä huomattavasti alle puolet kuviopalan korkeudesta H1, tuo esille kuviopalan juuriosan 13 muodostavan ensimmäisen kumilaadun 1, minkä seurauksena on renkaan ominaisuuksien muuttuminen.

Tämän lisäksi keksinnön mukainen pinnoite 20 käsittää erityisesti toista tyyppiä 12 15 olevia kuviopaloja 5, joiden korkeus H2 kulutuspintaa 4 vastaan kohtisuorassa suunnassa koostuu pääasiassa mainitusta toisesta kumilaadusta 2, ts. siitä kumilaa-dusta, joka muodostaa ensimmäistä tyyppiä 11 olevien kuviopalojen kulutuspinnan 4 puoleisen osuuden. Näiden toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen korkeuden H2 oleellisin osuus H4, kulutuspintaa 4 vastaan kohtisuorassa suunnassa ja lähtien ku-20 viopalojen ulkopinnasta 10, muodostuu tästä toisesta kumilaadusta 2. Tämä mainittu toista kumilaatua oleva kerrospaksuuden osuus H4, ulkopinnasta 10 ensimmäisen ja toisen kumilaadun 1, 2 rajapinnan uloimpiin kohtiin 8b, muodostaa vähintään noin 50 % ja edullisesti vähintään 70 % toista tyyppiä olevan kuviopalan koko kulumattomasta korkeudesta H2. Osuus H4 voi olla oleellisesti suurempikin kuin mainitut ,· 25 70 %, kuten 80-90 % kuviopalan korkeudesta riippuen valmistustekniikan yksityis kohdista ja renkaan halutuista ominaisuuksista. Pieni osa näiden toista tyyppiä olevien kuviopalojen 5 korkeudesta H2, ts. pienehkön juuriosan 14 muodostava osuus [H2-H4], muodostuu mainitusta ensimmäisestä kumilaadusta 1, joka on siis samaa kuin ensimmäisen tyyppisten 11 kuviopalojen huomattavasti suurempi juuriosa 13. 30 Kuitenkin tämän juuriosan 14 korkeusmitta [H2-H4] on niin pieni, että siinä vaiheessa, jossa rengas olisi kulunut niin paljon, että toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen juuriosan 14 ensimmäistä tyyppiä 1 oleva kumilaatu tulee esiin, on rengas jo hylättävä kunnossa sekä käytännön turvallisuussyistä että useimmissa maissa olevien määräysten mukaan.

35

Keksinnön mukaisesti ovat renkaan valmistuksen jälkeisessä tilassa, ts. kulumatto-: man renkaan, toista tyyppiä 12 olevat kuviopalat 5 korkeusmitaltaan H2 oleellisesti matalampia kuin ensimmäistä tyyppiä 11 olevien kuviopalojen 5 korkeusmitta H1.

6 104478

Aivan erityisesti keksinnön mukaisesti ensimmäisen ja toisen kumilaadun 1, 2 rajapinnan uloimmat kohdat 8b toisen tyyppisessä 12 kuviopalassa 5, ts. uloimmat kohdat renkaan pyörintäakselista säteen suunnassa, ovat oleellisesti lähempänä renkaan runkoa 6 kuin ensimmäisen ja toisen kumilaadun 1, 2 rajapinnan uloimmat kohdat 5 8a ensimmäisen tyyppisessä 11 kuviopalassa 5. Nimenomaan tämä kumilaatujen rajapintojen sijainti saa aikaan sen, että vaikka korkeudeltaan Hl suuremmat ensimmäisen tyyppiset kuviopalat olisivatkin jo kuluneet ulkopinnastaan 9 lähtien niin paljon, kuten kuviossa 1 merkittyyn tasoon Tl saakka, että toinen kumilaatu 2 on osittain poistunut ja ensimmäinen kumilaatu 1 tullut esille, on toisen tyyppisten 12 10 kuviopalojen ulkopinnasta 12 esillä vain toisen tyyppistä kumilaatua 2. Renkaan on kuluttava vielä huomattavasti lisää, kuten kuvioon 1 merkittyyn tasoon T2 saakka, ennen kuin toisen tyyppisestä kuviopalasta alkaa ensimmäinen kumilaatu tulla esille. Tässä viimeksi mainitussa vaiheessa on rengas yleensä jo muutenkin hylättävässä kunnossa kuten edellä on kerrottu.

15

Toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen ulkopinta 10 on keksinnön mukaisesti enintään korkeudella, joka on ensimmäistä tyyppiä 11 olevien kuviopalojen ulkopinnan 9 ja niissä ensimmäisen ja toisen kumilaadun 1, 2 rajapinnan uloimpien kohtien 8a puolivälissä. Toisaalta toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen ulkopinta 10 on kek-20 sinnön mukaisesti vähintään korkeudella, joka on kuviopaloja 5 erottavien urien 3 pohjan 7 ja ensimmäistä tyyppiä 11 olevien kuviopaloissa ensimmäisen ja toisen kumilaadun 1, 2 rajapinnan uloimpien kohtien 8a puolivälissä. Edellä kuvatulla sijoittelulla toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen ulkopinta 10 alkaa koskettaa kadun tai tien pintaa joko jo ennen kuin ensimmäistä tyyppiä 11 olevien kuviopalojen sisä-25 osissa oleva ensimmäinen kumilaatu 1 paljastuu tai vasta sitten, kun ensimmäistä tyyppiä 11 olevien kuviopalojen korkeudesta Hl on kulunut jo niin paljon, että ensimmäinen kumilaatu 1 on jo paljastunut. Tällä hetkellä olevan käsityksen mukaan on edullista, että toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen ulkopinta 10 on likimain samalla korkeudella kuin ensimmäistä tyyppiä 11 olevissa kuviopaloissa ensimmäistä 30 ja toista tyyppiä olevien kumilaatujen 1, 2 rajapinnan uloimmat kohdat 8a tai tästä mitan noin ± {15 % * H3 tai [H 1-H3]} jompaan kumpaan suuntaan. Tällöin toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen ulkopinta 10 alkaa koskettaa ajopintaa likipitäen samanaikaisesti kun ensimmäistä tyyppiä 11 olevissa kuviopaloissa ensimmäistä tyyppiä 1 oleva kumilaatu alkaa paljastua.

35

Kaikilla näillä edellä kuvatuilla toteutusmuodoilla saadaan renkaan ominaisuudet : likipitäen säilymään ennallaan senkin jälkeen, kun rengas on kulunut niin paljon, että todellinen tietä tai katua vasten kulkeva renkaan ulkopinta on kulunut enemmän 104478 7 kuin tasolle Tl lähtien ulkopinnasta 9. Rengas saa kulua aina likimain tasolle T2 saakka lähtien ulkopinnoista 10 ja 9 ennen kuin ominaisuudet muuttuvat liikaa käytettävyyden kannalta. Tosin kuluminen tason Tl yli kasvaa renkaan kontaktipinta tiehen, mutta tällä on vähemmän merkitystä kuin sillä, että tiehen kosketuksessa 5 olevan kumilaadun tyyppi, ts. kumilaatu 2 pysyy mahdollisimman pitkään muuttumattomana.

Kuten edellä on jo todettu koostuvat toista tyyppiä 12 olevat kuviopalat pääosin toisen tyyppisestä 2 kumilaadusta mitalla H4. Jäljempänä selostettavan valmistustek-10 nilkan valossa on ymmärrettävää, että näiden toista tyyppiä olevien kuviopalojen 5 renkaan rungon puoleinen juuriosa 14, ts. kuviopalojen korkeus [H2-H4] urien 3 pohjan 7 alueella ainakin pieneltä osin koostuu ensimmäisestä kumilaadusta. Mikäli valmistustekniikka antaa myöten, voivat toista tyyppiä 12 olevat kuviopalat 5 olla aivan urien 3 pohjaa 7 myöten täysin toista kumilaatua 2, jolloin ensimmäistä kumi-15 laatua 1 olevaa juuriosaa 14 ei varsinaisesti esiinny. Siten suurin osuus H4 (= 50 %, 70 % tai enemmän) toisen tyyppisten kuviopalojen korkeudesta H2 on toista kumi-laatua. Tämän vastakohtana on vielä painotettava, että vain kohtuullinen osuus H3 (= 15-65 % tai 20-50 %) ensimmäistä tyyppiä 11 olevien kuviopalojen 5 korkeudesta Hl on toista kumilaatua 2 ja oleellinen osuus [H1-H3] korkeudesta on edellä mai-20 nittujen ajo-ominaisuuksien, ts. huojumattomuuden ja meluttomuuden ja pehmeyden, vuoksi ensimmäistä kumilaatua 1.

Keksinnön mukaisten ensimmäisen tyyppisten 11 kuviopalojen 5 ja toisen tyyppisten 12 kuviopalojen 5 suhteelliset pinta-alaosuudet renkaan kulutuspinnan 4 alueella 25 voivat vaihdella huomattavasti. Tämän hetkisen käsityksen mukaan on kuitenkin tarkoituksenmukaista, että toisentyyppisiä 12 kuviopaloja, ts. korkeudeltaan H2 matalampia ja pääasiassa toista kumilaatua 2 olevia kuviopaloja 5, on renkaan kulutus-pinnassa sellainen määrä ja niiden koko on sellainen, että ne muodostavat renkaan kulutuspinnan kokonaispinta-alasta 5-70 % ja edullisesti 20-50 %. Tällöin otetaan 30 siis kokonaispinta-alaan mukaan molempien kuviopalatyyppien ulkopinnat 9 ja 10. Edelleen tämän hetkisen käsityksen mukaan toista tyyppiä 12 olevat kuviopalat ja ensimmäistä tyyppiä 11 olevat kuviopalat sijaitsevat tasaisesti jakautuneina renkaan kulutuspinnassa, jolloin nämä erityyppiset kuviopalat voivat sijaita vuorotellen, kuten kuviossa 1 on esitetty, tai kulutuspinta voi käsittää esim. kaksi ensimmäisen 35 tyyppistä kuviopalaa kulloinkin peräkkäin ja tällaisen kuviopalaparin välissä toista tyyppiä olevan kuviopalan. Erityyppiset kuviopalat voidaan tietenkin myös lomittaa : siten, että niitä sijaitsee renkaan kulutuspinnan poikkisuunnassa renkaan keskitason kohdalla ja sen molemmin puolin eri kohdissa kuin renkaan reunan eli olan lähei- 104478 8 syydessä. Ensimmäisen tyyppisten 11 ja toisen tyyppisten 12 kuviopalojen sijoittelu ja jakautuma kulutuspinnan pinta-alalla voi olla paitsi edellä mainittu myös jokin muu, mutta epätasapainojen välttämiseksi on siten kuitenkin noudatettava jotain tiettyä tasaiseen jakautumiseen johtavaa sijoittelukaaviota. Tällaisia sijoittelukaavioita 5 voi periaatteessa olla minkälaisia tahansa, joten niitä ei tässä käsitellä tarkemmin sen enempää kuin yksittäisen kuviopalan muotoakaan.

Mikäli kyseessä on edellä kuvattu talvirengas, on toinen kumilaatu 2, josta varsinainen kulutuspinta 4 muodostuu, sellaista kumia, yhdistelmä sellaisia kumeja tai muita 10 elastomeereja, joiden kovuus on pienempi kuin 67 sh°A, edullisesti enintään 65 sh0 A ja tyypillisesti suuruusluokkaa 45-63 sh°A. Tässä tapauksessa on pinnoitteeseen kuuluva ensimmäinen kumilaatu 1, joka on renkaan rungon 6 puolella, sellaista kumia, yhdistelmä sellaisia kumeja tai muita elastomeereja, että kokonaisko-vuus on suurempi kuin 63 sh°A, edullisesti suurempi kuin 65 sh°A ja tyypillisesti 15 suuruusluokkaa 67-80 sh0 A. Olipa toinen kumilaatu tai ensimmäinen kumilaatu ko-vuusarvoltaan missä tahansa kohdassa edellä mainittuja alueita, on selvää, että toisen kumilaadun 2 kulloisenkin kovuuden tulee olla pienempi kuin ensimmäisen kumilaadun 1 kovuuden. Jos taas kyseessä on edellä kuvattu nopean ajon rengas, ovat kovuusarvot käänteisiä, ts. ensimmäinen kumilaatu 1, joka on renkaan rungon 6 20 puolella, on sellaista kumia, yhdistelmä sellaisia kumeja tai muita elastomeereja, että niiden yhdessä aikaansaama kovuus on enintään 67 sh°A, edullisesti enintään 65 sh°A ja tyypillisesti suuruusluokkaa 45-63 sh°A. Tällöin on vastaavasti toinen kumilaatu 2, josta varsinainen kulutuspinta 4 muodostuu, sellaista laatua, yhdistelmä sellaisia kumeja tai muita elastomeereja, että niiden yhdessä aikaansaama kovuus on 25 suurempi kuin 63 sh0A, edullisesti suurempi kuin 65 sh°A ja tyypillisesti suuruusluokkaa 67-80 sh°A. Vastaavalla tavalla tässäkin tapauksessa on selvää, että olipa kulloisessakin renkaassa ensimmäinen kumilaatu tai toinen kumilaatu sinänsä mitä kovuutta tahansa, on ensimmäisen kumilaadun 1 kulloinenkin kovuus pienempi kuin toisen kumilaadun 2 kovuus.

30

Keksinnön mukainen kuviopaloista muodostuva ajoneuvon renkaan pinnoite voidaan muodostaa esim. seuraavalla keksinnön mukaisella tavalla, jota on esimerkinomaisesti kuvattu kuviossa 2. Tällöin on ensimmäisen ja toisen kumilaadun 1, 2 kerroksista muodostettu yhdistelmä 19, jossa näiden kahden kumilaadun kerrokset on 35 sijoitettu päällekkäin, jolloin ne ovat kiinni toisissaan rajapinnan 18 kohdalla. Aluksi kumilaadut 1, 2 ovat sinänsä tunnetusti elastisessa muodossaan niiden muotoilun : mahdollistamiseksi. Tämä yhdistelmä 19 on sijoitettu esim. alustan 31 päälle, joka voi olla metallia tai muuta kiinteä materiaalia ja joka on mainittua yhdistelmää vas- 104478 9 ten osoittavalta pinnaltaan 32 yleensä tasainen. Tämän jälkeen synnytetään renkaan pintakuviointi painamalla tulevan kulutuspinnan 4 puolelta kumikerrosten tasoa vastaan kohtisuorasta suunnasta D pintakuvioinani 30 eri kumilaatuja olevien kerrosten yhdistelmään 19. Pintakuvioinani siis tulee yhdistelmään kuvion esittämällä tavalla 5 toisen kumilaadun 2 puolelta ja ensimmäinen kumilaatu on alustaa 31 vasten. Tämän jälkeen kumilaadut vulkanoidaan niiden mainittuun kovempaan ja vastaavasti joustavampaan tilaan, jossa ne käytön aikana tulevat olemaan, kuten edellä on selostettu. Sitten pintakuvioinani 30 poistetaan ja syntynyt urien 3 erottamat kuviopalat 5 sisältävä pinnoite 20 siirretään renkaan rungon 6 päälle ja kiinnitetään siihen esim. 10 jollain sinänsä tunnetulla tavalla. Mikään ei tietenkään estä muodostamasta keksinnön mukaista pinnoitetta 20 suoraan renkaan rungon 6 päälle vastaavalla tavalla.

Keksinnön mukaisesti käytetään sellaista pintakuviomallia 30, jossa kuviopaloja 5 muodostavia syvennyksiä on vähintään kahta erilaista tyyppiä. Näitä syvennyksiä on 15 ensinnäkin ensimmäistä tyyppiä 21, joissa syvennysten pohjat 23 ovat suurehkolla etäisyydellä H1 kuviopaloja muodostavien lamellilevyjen 25 ulkoreunoista 26. Pin-takuviomallissa 30 on lisäksi toista tyyppiä olevia syvennyksiä 22, joissa syvennysten pohjat 24 ovat oleellisesti pienemmän etäisyyden H2 päässä lamellilevyjen 25 ulkoreunoista 26 kuin ensimmäisten tyyppisten syvennysten pohjat. Koska kuviopa-20 loja 5 muodostavia syvennyksiä 21, 22 ympäröivien lamellilevyjen 25 ulkoreunat 26 ovat tyypillisesti samalla korkeudella on pintakuviomallissa 30 siis ensimmäisen tyyppisiä syvennyksiä 21 ja toisen tyyppisiä syvennyksiä 22, jolloin ensimmäisten tyyppisten syvennysten syvyys Hl on suurempi kuin toisten tyyppisten syvennysten syvyys H2. Tällöin erityisesti toisen tyyppiset syvennykset 22 siirtävät poikkipinnal-25 laan mainittua toista kumilaatua 2 edellään lähemmäksi alustaa 31 ja siten tulevaa renkaan runkoa 6 kuin mihin ensimmäisen tyyppiset syvennykset 21 työntävät mainittua toista kumilaatua 2. Tämän vaikutuksesta ensimmäisen tyyppisessä 11 kuvio-palassa ensimmäisen ja toisen kumilaadun uloimmat rajakohdat 8a jäävät kauemmaksi, ts. etäisyydelle [H1-H3+H5], alustasta 31 ja siten renkaan rungosta 6. Vas-30 taavasti toisentyyppisessä 12 kuviopalassa ensimmäisen ja toisen kumilaadun raja-. ·. pinnan uloimmat kohdat 8b asettuvat lähemmäksi, ts. etäisyydelle [H2-H4+H5], alustaa 31 ja siten renkaan runkoa 6. Tässä on tietenkin otettu huomioon vielä urien pohjien ja renkaan rungon välinen etäisyys H5, jonka määrä se kuinka lähelle alustaa 31 lamellilevyjen 25 reunat 26 painetaan.

Vaikka toisen tyyppisessä 12 kuviopalassa rajapinta 8b tulee huomattavasti lähemmäksi renkaan runkoa kuin rajapinta 8a ensimmäisen tyyppisessä kuviopalassa 11, ovat toisen kumilaadun 2 paksuudet H3 ja H4 tämän rajapinnan 8a, 8b ja kuviopalan 35 10 104478 ulkopinnan 9 ja vastaavasti 10 välissä yleensä oleellisesti samansuuruiset, ts. H3 on useinkin likipitäen yhtä suuri kuin H4 ja vastaa arvoltaan läheisesti kumikerrosten yhdistelmässä 19 olevan toista kumilaatua 2 olevan kerroksen paksuutta H6. Siten toisen tyyppisten kuviopalojen juuriosalla 14 on huomattavasti vähemmän ensim-5 mäistä kumilaatua 1 kuin ensimmäistä tyyppiä olevien kuviopalojen juuriosalla 13. Tämän vaikutuksesta renkaan ominaisuudet säilyvät suhteellisen samoina myös toista tyyppiä 12 olevien kuviopalojen tullessa kosketukseen tien pinnan kanssa, kun kulutuspinta 4 on kulunut niiden ulkopintojen 10 tasolle Tl ja kuluu siitä edelleen esim. tasolle T2.

10

Kuten edellä on jo mainittu, ovat pintakuviomallissa kaikkia syvennyksiä ympäröivät lamellilevyjen 25 ulkoreunat 26 oleellisesti samalla korkeudella, ts. samalla etäisyydellä vastakappaleen 31 pinnasta 32 tai vaihtoehtoisessa tapauksessa samalla etäisyydellä renkaan akselilinjasta, jos pinnoite 20 tehdään suoraan kehämuodossa 15 renkaan rungon päälle. Toista tyyppiä olevien syvennysten 22 pohjat 24 on sijoitettu lamellilevyjen näistä ulkoreunoista 26 etäisyydelle H2, joka on 20-70 % ensimmäistä tyyppiä olevien syvennysten 21 pohjien 23 ja lamellilevyjen ulkoreunojen 26 välisestä etäisyydestä Hl. Toisen tyyppisiä syvennyksiä 22 on pintakuviomallissa 30 sellainen määrä ja niiden pinta-ala on sellainen, että syntyy edellä kuvattu ensim-20 mäisten tyyppisten 11 kuviopalojen ja toisten tyyppisten 12 kuviopalojen haluttu pinta-alaosuuksien suhde. Toisentyyppisiä syvennyksiä 22 on siten 5-70 %, tyypillisesti 20-50 % kaikkien syvennysten kokonaispinta-alasta. Ensimmäisen tyyppiset syvennykset 21 ja toisen tyyppiset syvennykset 22 on pintakuviomallissa järjestetty siten, että ne ovat tasaisesti jakautuneina yli koko pintakuviomallin renkaan kulutus- 25 pintaa vastaavan pinta-alan. Tällä tavoin saadaan edellä kuvattu kuviopalojen jakau tuma renkaan kulutuspintaan 4.

Edellä kuvatun ensimmäisen kumilaadun ja toisen kumilaadun 2 jakautuman aikaansaamiseksi kuviopalojen korkeussuunnassa Hl ja H2 on yleensä tarkoituksenmu-30 kaista painaa kuviomalli kulutuspintaa 4 vastaan kohtisuorassa suunnassa D kumi-kerrosten yhdistelmään sellaiselle syvyydelle, että toista tyyppiä olevien syvennysten 22 pohjat 24 tulevat ainakin likimain ensimmäisen kumilaadun ja toisen kumi-laadun kerrosten rajapinnan 18 alueelle. On myös mahdollista painaa pintakuvio-malli edellä mainittua syvemmälle tai vähemmän syvälle, jolloin mm. toisen tyyppi-35 sessä 12 kuviopalassa ensimmäisen ja toisen kumilaadun rajapinnan 8b kohta suhteessa tämän kuviopalan korkeuteen ja suhteessa ensimmäisen tyyppisessä 11 kuvio-: palassa vallitsevaan rajapinnan 8a kohtaan riippuu sekä syvennysten 21, 22 syvyyk sien Hl ja H2 erosta että toista kumilaatua 2 olevan kerroksen paksuudesta H6.

104478 11 Nämä valitaan käytännössä siten, että aikaisemmin selostetut kuviopalaa koskevat ehdot täyttyvät. Joka tapauksessa kuviomalli 30 painetaan kulutuspintaa vastaan kohtisuorassa suunnassa D kumikerrosten yhdistelmään 19 sellaiselle syvyydelle, että ensimmäistä tyyppiä olevien syvennysten 21 pohjat 23 tulevat kumikerrosten 5 yhdistelmän tulevaa kulutuspintaa 4 vastaavan yläpinnan 33 korkeudelle, koska muussa tapauksessa jää ensimmäisen tyyppisen 11 kuviopalan ulkopinta 9 muotoutumatta. Siten useissa tapauksissa saattaa olla edullista, että syvennysten syvyyksien H1 ja H2 erotus on likipitäen yhtä suuri kuin kumikerrosten yhdistelmässä 19 toisen kumilaadun 2 kerrospaksuus H6.

10 Tässä halutaan myös painottaa sitä, että keksinnön mukaisella ajoneuvon renkaalla ja erityisesti sen kuviopalamuotoilulla ei tarkoiteta renkaan olkapään alueella, jossa renkaan kulutuspinta muuttuu renkaan sivuksi, joskus ilmeneviä hieman matalampia kuviopaloja, kuten esim. pyöreäolkaisissa renkaissa. Nämä kuviopalat ovat raken-15 teeltaan samantyyppisiä kuin muutkin kyseisen renkaan kuviopalat ja mahdollinen korkeusero johtuu ainoastaan kulutuspinnan vaihtumisesta renkaan sivuksi niiden alueella. Keksinnön mukaisesti korkeammat kuviopalat 11 ja matalammat kuviopalat 12 vaihtelevasti tyypillisesti jonkin jakauman mukaisesti renkaan kehän suunnassa ja mahdollisesti vaihtelevasti myös renkaan poikkisuunnassa. Eri tyyppisiä kuvio-20 paloja esiintyy siis yleensä ja edullisesti pitkin kulutuspinnan eri alueita, kuten aikaisemmin tässä tekstissä on kuvattu, eikä niitä missään tapauksessa ole rajattu vain renkaan sivuihin. Tämä ei estä sitä, etteikö jotain muunlaista ryhmittelyä renkaan poikkisuunnassa tai renkaan kehän pituussuunnassa voitaisi haluttaessa käyttää.

Claims (10)

12 104478

1. Ajoneuvon rengas, joka käsittää renkaan rungon (6) ja tämän päällä ainakin kahdesta kumilaadusta koostuvan pinnoitteen (20), jossa on renkaan kehällä vierekkäisten urien (3) toisistaan erottamia kuviopaloja (5) ja joka siten muodostaa pinta-5 kuvioinnin ja joista kumilaaduista joko [a] kovempi ensimmäinen laatu (1) sijaitsee renkaan rungon (6) puoleisena kerroksena ja joustavampi toinen laatu (2) sijaitsee ulompana renkaan kehän puoleisena kerroksena muodostaen kulutuspinnan (4) tai vaihtoehtoisesti [b] joustavampi ensimmäinen laatu (1) sijaitsee renkaan rungon (6) puoleisena kerroksena ja kovempi toinen laatu (2) sijaitsee ulompana renkaan kehän 10 puoleisena kerroksena muodostaen kulutuspinnan (4), tunnettu siitä, että osa kuvio-paloista (5) on ensimmäistä tyyppiä (11), jossa kuviopala korkeussuunnassaan (Hl) koostuu sekä mainitusta ensimmäisestä kumilaadusta (1) rungon puolella (6) että mainitusta toisesta kumilaadusta (2) kulutuspinnan (4) puolella, ja osa kuviopaloista (5) on toista tyyppiä (12), jossa kuviopala korkeussuunnassaan (H2) koostuu pää-15 asiassa mainitusta toisesta kumilaadusta (2) kulutuspinnan (4) puolella, ja että ensimmäistä tyyppiä olevien kuviopalojen korkeus (Hl) urien pohjasta (7) renkaan kehää kohti on oleellisesti suurempi kuin toista tyyppiä olevien kuviopalojen korkeus (H2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas, tunnettu siitä, että ensim mäisen ja toisen kumilaadun rajapinnan uloimmat kohdat (8b) toisen tyyppisessä (12) kuviopalassa ovat oleellisesti lähempänä renkaan runkoa (6) kuin vastaavat kohdat (8a) ensimmäisen tyyppisessä (11) kuviopalassa, että toista tyyppiä olevien kuviopalojen ulkopinta (10) on korkeusvälillä: ensimmäistä tyyppiä olevien kuvio-• 25 palojen ulkopinnan (9) ja niissä ensimmäisen ja toisen kumilaadun rajapinnan uloimpien kohtien (8a) puoliväli - urien pohjan (7) ja ensimmäistä tyyppiä olevien kuviopalojen ensimmäisen ja toisen kumilaadun rajapinnan uloimpien kohtien (8a) puoliväli, ja että edullisesti toista tyyppiä (12) olevien kuviopalojen ulkopinta (10) on likimain sillä tasolla, jossa ensimmäistä tyyppiä (11) olevissa kuviopaloissa 30 esiintyy ensimmäisen ja toisen kumilaadun rajapinnan uloimmat kohdat (8a).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas, tunnettu siitä, että toisen tyyppisten (12) kuviopalojen (5) pinta-alaosuus renkaan kulutuspinnan (4) kokonaispinta-alasta on 5-70 %, edullisesti 20-50 %, ja että toista tyyppiä (12) olevat kuvio-35 palat ja ensimmäistä tyyppiä (11) olevat kuviopalat sijaitsevat tasaisesti jakautunei na renkaan kulutuspinnassa (4). 104478 13

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ajoneuvon rengas, tunnettu siitä, että toista tyyppiä (12) olevien kuviopalojen korkeudesta (H2) niiden ulkopinnasta (10) mitattuna vähintään noin 30 %, edullisesti ainakin noin 50 % ja tyypillisesti 70 % tai enemmän koostuu mainitusta toisesta kumilaadusta (2), jolloin näiden toista 5 tyyppiä olevien kuviopalojen renkaan rungon puoleinen juuriosuus (13) on ensimmäistä kumilaatua.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas, tunnettu siitä, että toinen kumilaatu (2) on sellaista kumia, yhdistelmä sellaisia kumeja tai muuta elastomee- 10 ria, jonka kovuus on enintään 67 sh0A, edullisesti enintään 65 sh°A ja tyypillisesti suuruusluokkaa 45 - 63 sh0A, ja että ensimmäinen kumilaatu (1) on sellaista kumia, yhdistelmä sellaisia kumeja tai muuta elastomeeria, jonka kovuus on suurempi kuin 63 sh°A, edullisesti suurempi kuin 65 sh°A ja tyypillisesti suuruusluokkaa 67 - 80 sh°A. 15

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas, tunnettu siitä, että ensimmäinen kumilaatu (1) on sellaista kumia, yhdistelmä sellaisia kumeja tai muuta elastomeeria, jonka kovuus on enintään 67 sh°A, edullisesti enintään 65 sh°A ja tyypillisesti suuruusluokkaa 50 - 63 sh0A, ja että toinen kumilaatu (2) on sellaista kumia, 20 yhdistelmä sellaisia kumeja tai muuta elastomeeria, jonka kovuus on suurempi kuin 60 sh°A, edullisesti suurempi kuin 63 sh°A ja tyypillisesti suuruusluokkaa 65 - 75 sh°A.

7. Menetelmä ajoneuvon sellaisen renkaan valmistamiseksi, joka käsittää renkaan 25 rungon ja tämän päällä ainakin kahdesta kumilaadusta koostuvan pinnoitteen (20), jossa on renkaan kehällä vierekkäisten urien (3) toisistaan erottamia kuviopaloja (5) ja joka siten muodostaa pintakuvioinnin ja joista kumilaaduista joko [a] käyttötilassa kovempi ensimmäinen laatu (1) sijaitsee renkaan rungon puoleisena kerroksena ja käyttötilassa joustavampi toinen laatu (2) sijaitsee ulompana renkaan kehän puolei-30 sena kerroksena muodostaen kulutuspinnan (4) tai vaihtoehtoisesti [b] käyttötilassa joustavampi ensimmäinen laatu (1) sijaitsee renkaan rungon (6) puoleisena kerroksena ja käyttötilassa kovempi toinen laatu (2) sijaitsee ulompana renkaan kehän puoleisena kerroksena muodostaen kulutuspinnan, jossa menetelmässä: - ensimmäistä ja toista kumilaatua (1, 2) olevat kumikerrokset on järjestetty, niiden 35 ollessa plastisessa muodossaan, päällekkäin kiinni toisissaan olevaksi yhdistelmäksi (19); : - renkaan pintakuvioin^ painetaan kulutuspinnan (4) suunnasta (D) pintakuviomal- lilla (30) eri kumilaatuja olevien kerrosten mainittuun yhdistelmään; 14 104478 - kumilaadut vulkanoidaan mainittuun kovempaan ja vastaavasti joustavampaan käyttötilaansa ja pintakuvioinani (30) poistetaan, tunnettu siitä, että käytetään sellaista pintakuviomallia (30), jossa kuviopaloja (5) muodostavia syvennyksiä, joita kulutuspinnan urat (3) muodostavat ulkonevat la-5 mellilevyt (25) ympäröivät, on vähintään kahta erilaista tyyppiä: ensimmäistä tyyppiä (21), joissa syvennysten pohjat (23) ovat etäällä mainittujen lamellilevyjen ulkoreunoista (26); ja toista tyyppiä (22), joissa syvennysten pohjat (24) ovat oleellisesti lähempänä lamellilevyjen reunoja (26) kuin ensimmäisen tyyppisten syvennysten pohjat, jolloin toisen tyyppiset syvennykset (22) siirtävät poikkipinnallaan mainittua 10 toista kumilaatua (2) edellään lähemmäksi renkaan runkoa (6) kuin ensimmäisen tyyppiset syvennykset (21) samalla kun ensimmäisen tyyppiset syvennykset muodostavat kuviopaloja, joiden korkeus (Hl) on oleellisesti suurempi kuin toisen tyyppisten syvennysten muodostamien kuviopalojen korkeus (H2).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen tyyppi siä syvennyksiä (22) on pintakuviomallissa (30) sellainen määrä ja niiden pinta-ala on sellainen, että näiden toista tyyppiä olevien syvennysten pinta-alaosuus kaikkien syvennysten kokonaispinta-alasta on 5-70 %, tyypillisesti 20-50 % ja että ensimmäistä tyyppiä olevat syvennykset (21) ja toista tyyppiä olevat syvennykset (22) on 20 järjestetty sijaitsemaan tasaisesti jakautuneina pintakuviomallissa.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintakuvio-mallissa (30) kaikki syvennyksiä ympäröivät lamellilevyjen (25) ulkoreunat (26) on sovitettu oleellisesti samalle korkeudelle ja että mainittujen toista tyyppiä olevien 25 syvennysten pohjat (24) on sijoitettu lamellilevyjen ulkoreunoista etäisyydelle, joka on 20-70 % ensimmäistä tyyppiä olevien syvennysten pohjien (23) ja lamellilevyjen ulkoreunojen välisestä syvyydestä (Hl).

10. Patenttivaatimuksen 7 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintaku-30 viomalli (30) painetaan kulutuspintaa (4) vastaan kohtisuorassa suunnassa (D) kumi- kerrosten yhdistelmään (19) sellaiselle syvyydelle, että toista tyyppiä olevien syven- « nysten pohjat (24) tulevat ainakin likimain ensimmäistä kumilaatua ja toista kumi-laatua olevien kerrosten rajapinnan (18) alueelle ja että ensimmäistä tyyppiä olevien syvennysten pohjat (23) tulevat vähintään yhdistelmän ulkopinnan (33) korkeudelle 35 tai siitä ensimmäisen kumilaadun suuntaan. t 15 104478