FI112850B - Nastoitettavan renkaan kulutuspinnan rakenne - Google Patents

Description

Nastoitettavan renkaan kulutuspinnan rakenne - §litytans konstruktion i ett nabbdäck 112&SÖ

Hakemuksen kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen 5 nastoitettavan renkaan, erityisesti henkilö- ja pakettiautojen renkaiden, mahdollisesti myös kuorma-autojen ja linja-autojen renkaiden, kulutuspinnan rakenne.

Tunnetut nastoitettavat renkaat ovat edullisesti kitkarenkaita, joissa kulutuspinta muodostuu pehmeän Cap-kumikerroksen ja kovemman Base-kumikerroksen yhdistelmästä, jossa molempia kumilaatuja on keskimäärin suunnilleen yhtä paljon. Ku-10 lutuspinnan pintapuolella oleva Cap-kumi antaa renkaalle pitoa ja renkaan rungon ja Cap-kumikerroksen välissä oleva Base-kumi antaa renkaalle stabiiliutta, joita molempia ominaisuuksia tarvitaan hyvien ajo-ominaisuuksien saamiseksi.

Tunnetussa kitkarenkaassa lähempänä renkaan runkoa olevan Base-kumin kovuus on noin 67-72 sh°A ja kulutuspinnan pintakerroksen muodostavan Cap-kumin ko-15 vuus on noin 55-63 sh°A. Suurin osa pintakuvioinnin korkeudesta, joka on yhtä kuin urasyvyys, on joustavaa Cap-kumia. Tällöin nastan pohjalaippa sijaitsee kovassa Base-kumissa, minkä takia tarvitaan suhteellisen suuri voima kovalla ajoalustalla ajettaessa nastan painamiseksi kärjestään kulutuspinnan ulkopinnan tasoon. Suuri pistovoima aiheuttaa huomattavaa tiepinnan kulumista sekä rengasmelua. Se estää 20 myös nastojen sijoittamisen renkaan keskiosiin, jossa nastasta muuten saataisiin suurin hyöty pitokykyä ajatellen.

Nastan pistovoiman pienentämiseksi on patentin FI-101 463 mukaan kehitetty kit-• ‘ : karenkaan kulutuspinnan rakenne, jossa on ulompi joustava kerros, jonka kovuusas- '1 te on noin 55-63 sh0A, ja sisempi kova kerros, jonka kovuusaste on noin 63- : 25 75 sh0A, edullisesti suurempi kuin 65, ja tyypillisesti suurempi kuin 67 sh°A. Nasto jen pohjalaipan alapuolella eli nastan kärkeen nähden vastakkaisessa päässä on peh-. · meämpää kumia oleva tyyny upotettuna Base-kerrokseen ja kosketuksessa pohja- laippaan. Tällä tavalla nastan pistovoima on merkittävästi pienentynyt. Pienennetyn pistovoiman ansiosta nastoja voidaan sijoittaa myös renkaan keskivyöhykkeelle.

' ; 30 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pienentää nastan pistovoimaa, parantaa nastan kiinnipysyvyyttä ja alentaa melutasoa ilman että tiepito heikkenee tai ajettavuus huononee. Tämä on onnistunut patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mu-: kaisella kulutuskerroksen rakenteella.

2 ' 1Ι2βδ0

Keksinnön mukaan kovempaa Base-kumia on järjestetty' ainakin kehänsuuntaisten ja poikkisuunnassa kulutuspinnan suunnassa ulottuvien kaistaleiden muodossa kulu-tuspinnan reuna-alueille pehmeän Cap-kumikerroksen sisään siten, että kulutuspinnan kuviopaloihin muodostetut nastareiät ulottuvat kuviopalojen ulkopinnasta väli-5 base-kaistaleiden läpi välibase-kaistaleisiin rajoittuvaan pehmeään joustokerrokseen niin, että nastareikiin kiinnitettävien nastojen alalaipat sijoittuvat kokonaan väli-base-kaistaleiden alapuolella olevaan joustokerrokseen ja nastojen kaulaosat tulevat ainakin pääasiallisesti välibase-kerroksen ympäröimiksi.

Tällä tavalla nastan alalaippa on pehmeän joustokerroksen sisällä, jolloin nastan pis-10 tovoima kovalla alustalla ajettaessa pienenee merkittävästi samalla kun kovempi vä-libase-kumi ympäröi nastan kaulaosaa tehostaen nastan kiinnipysyvyyttä. Nastan pistovoiman pienentyessä alenee myös renkaiden melutaso. Kulutuspinnan Cap-kumia oleva joustava ulkopinta antaa hyvän tiepidon ja kehänsuuntaiset kovempaa kumia olevat välibase-kaistaleet antavat kulutuspinnalle tarvittavan jäykkyyden.

15 Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan reuna-alueiden välibase-kaistaleet yhdistyvät toisiinsa reunakaistaleita yhdistävällä välibase-keskikaistaleella. Keski-kaistaleen voi muodostaa poikkileikkaukseltaan kulutuskerroksen ulkopinnan suuntainen kaistale. Vaihtoehtoisesti keskikaistaleen voi muodostaa poikkileikkaukseltaan litistetyn V:n muotoinen kaistale, jolloin välibase-kerroksen alas taipunut osa 20 sivuaa kulutuskerroksen alareunaa tai on vähän sen yläpuolella. Kulutuspinnan . suuntaisen välibase-kerroksen alapuolella on kulutuspinnan koko leveydeltä Cap- kumia tai sitä pehmeämpää kumia oleva joustokerros. Nastojen pistovoimaa vähen-' ’ tävän joustokerroksen ansiosta on mahdollista kiinnittää nastoja myös kulutuspin- •. ’ : nan keskivyöhykkeeseen. Keskeltä alaspäin taipuvan välibase-kerroksen yläpuolella 25 on keskivyöhykkeessä runsaasti Cap-kumia, mutta ei lainkaan tai vain vähän sen : alapuolella. Runsas Cap-kumikerros kulutuspinnan keskivyöhykkeessä antaa lisä- : ’ ’: mahdollisuuksia kulutuspinnan kuvioinnille.

. , Keksinnön ytimen muodostaa se, että ohut välibase-kerros, jonka kovuus on noin 10 sh0A suurempi kuin Cap-kerroksen kovuus, lisää nastan kiinnipysyvyyttä renkaassa ; · ’ 30 ja mahdollistaa pehmeän joustokerroksen välibase-kerroksen ja renkaan rungon vä-: Iissä sekä stabiloi kulutuspintaa, joka keskimäärin sisältää tavanomaista enemmän ; “ joustavaa kumia.

• ,v Reuna-alueiden välibase-kaistaleet ovat kumpikin noin kolmasosa tai vähän enem- ; · män kulutuspinnan koko leveydestä. Renkaan leveys ja sen mukana kulutuspinnan 35 lev eys vaihtelevat melko paljon eri autotyyppien mukaan. Henkilöautoissa ja paket- 112850 J) tiautoissa renkaan leveys voi vaihdella välillä 110 ja 300 mm. Reuna-alueiden väli-base-kaistaleiden leveys on ainakin kolmasosa kulutuspinnan leveydestä, jolloin myös keskivyöhykkeen leveys on kolmasosa koko leveydestä tai sitä pienempi. Keski vyöhykkeen leveys voi pienentyä neljäsosaan koko leveydestä, jolloin reuna-5 kastaleiden leveys kasvaa vastaavasti.

Kulutuspinnan ulkopuolinen Cap-kumikerros on välibase-kerrosta ja joustokerrosta vähän paksumpi, kahden viimeksi mainitun kerroksen ollessa suunnilleen saman-paksuiset. Pintapuolisen Cap-kumikerroksen paksuus vaihtelee välillä 3,5 mm ja 5,5 mm, edullisesti välillä 4 mm ja 5 mm, ja on edullisimmin 4,5 mm. Välibase-ker-10 roksen ja joustokerroksen paksuudet vaihtelevat välillä 2,5 mm ja 4,5 mm, edullisesti välillä 3 mm ja 4 mm, ja ovat edullisimmin 3,5 mm. Joustokerros puuttuu kulutuspinnan keskivyöhykkeestä silloin, kun välibase-kerros taipuu keskivyöhyk-keessä V-muotoisesti alaspäin.

Renkaan ajo-ominaisuudet johtuvat pitkälti kumin kovuudesta eri vyöhykkeissä. 15 Tiepitoa antavan pehmeän Cap-kumin kovuusaste on 50 sh°A-60 sh0A, edullisimmin noin 55 sh0A, ja välibase-kerroksen alapuolella olevan joustokerroksen kovuus on sama tai jopa 5 sh°A vähemmän kuin Cap-kumin kovuus eli noin 45 sh°A-55 sh°A. Renkaalle stabiiliutta antavan ja nastojen kiinnipysyvyyttä lisäävän väli-base-kerroksen kovuus on noin 10 sh°A suurempi kuin Cap-kerroksen kovuus eli 20 noin 55 sh°A-70 sh°A.

’': Nastareikiin kiinnitettävien nastojen alalaipan halkaisija voi olla 9 mm, jopa 10 mm, '·· mikä osaltaan lisää nastan kiinnipysyvyyttä. Tämä on jopa 2 mm enemmän kuin ta- ·.: vanomaisen talvirenkaan nastalla. Suuren halkaisijakoon mahdollistaa välibase- kerroksen alapuolella oleva Cap-kerros, johon nastan alalaippa helposti pääsee tu-;' ·. j 25 keutumaan. Ylälaipan halkaisija on 6-8 mm ja nastan korkeus alalaipan alareunasta ,···. ylälaipan yläreunaan on 8-11 mm, edullisesti kuitenkin 9-10 mm.

Keksinnön mukainen kulutuspinnan rakenne soveltuu erityisesti henkilö- ja paketti-:,v: autojen talvirenkaisiin, mutta on sovellettavissa myös kuorma-autojen ja linja- autojen renkaisiin.

’··/ 30 Seuraavassa selostetaan muutamia edullisia keksinnön mukaisia suoritusmuotoja :‘ oheisiin kuviin viitaten, joissa: ; ‘, Kuva 1 esittää pystyleikkauksen keksinnön mukaisen nastoitettavan kulutuspin-’ · ‘ nan rakenteesta ennen kuviopinnan muodostamista; 112850 4 kuva 2 esittää samoin pystyleikkauksen keksinnön mukaisen nastoitettavan ku-lutuspinnan toisen edullisen suoritusmuodon mukaisesta rakenteesta; kuva 3 esittää edelleen pystyleikkauksen keksinnön mukaisen nastoitettavan ku-lutuspinnan kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaisesta rakentees-5 ta; kuva 4 esittää edelleen pystyleikkauksen keksinnön mukaisen nastoitettavan ku-lutuspinnan neljännen edullisen suoritusmuodon mukaisesta rakenteesta; kuva 5 esittää pystyleikkauksen kuvan 1 tai 2 mukaisen kulutuspinnan rakenteen reunaosasta ja siihen kiinnitetystä nastasta; ja 10 kuva 6 esittää keksinnön mukaiseen kulutuspinnan rakenteeseen kiinnitetyn nastan halkaisija- ja korkeusmittoineen.

Kuviossa 1 on esitetty pystyleikkaus henkilöauton kulutuspinnasta 1 ja sen alapuolella olevasta runkorakenteesta 2. Välibase-kerroksen 3 muodostaa kaksi kulutus-pinnan suuntaista reunakaistaletta 3a ja 3b. Reunakaistaleita ympäröi kauttaaltaan 15 pehmeä Cap-kerros 4. Reunakaistaleiden leveys on vähän suurempi kuin kolmasosa kulutuspinnan leveydestä, jolloin kaistaleiden väliin jäävän keskialueen leveys on vähän pienempi kuin kolmasosa kulutuspinnan leveydestä.

Valmiissa renkaassa nastat 5 sijaitsevat kuten kuvassa on esitetty. Kuvan 1 samoin kuin kuvien 2-4 mukaisia kulutuspintoja ei ole vielä muotoiltu muotissa, joten niis-: 20 tä puuttuvat nastareiät ja pintakuviointi. Kuvassa 1 nastojen sijainti on kuitenkin . : piirretty näkyviin. Nastat 5 sijaitsevat lomittain neljässä kehänsuuntaisessa rivissä , · ; kulutuspinnassa välibase-kaistaleiden yläpuolella. Nastan kaulaosa on olennaisesti ; ’ kokonaan välibase-kerroksen 3a ja vastaavasti 3b ympäröimä ja nastan alalaippa on kokonaan välibase-kerroksen alapuolella Cap-kerroksen sisällä. Tämän järjestelyn 25 ansiosta nastan kiinnipysyvyys kulutuspinnassa on hyvä, koska kaulaosaa ympäröi ·’ : jäykkä kumikerros; ja alalaipan halkaisija voi olla tavanomaista suurempi, koska ·.. : nastapiikin painuessa kulutuspinnan sisään tasoihin ulkopinnan P kanssa joustavan

Cap-kerroksen antama vastus on pienempi kuin tavanomaisen Base-kerroksen antama vastus. Kulutuspinnan keskivyöhykkeessä oleva Cap-kumivyöhyke antaa 30 myös pintakuvioinnille lisämahdollisuuksia.

Kuvio 2 esittää samoin pystyleikkauksen eräästä edullisesta kulutuspinnan rakenteesta. Siinä välibase-kerros ulottuu kerroksen toisesta reunasta toiseen reunaan. Välibase-kerroksen reunavyöhykkeet 3d ja 3e ovat noin kolmanneksen kerroksen le- 112850 5 veydeltä suoria sekä yhdensuuntaisia kulutuspinnan kanssa, ja keskivyöhyke 3f, joka on enintään kolmasosa koko kerroksen leveydestä, on litistetyn V:n muodossa taivutettu keskeltä alaspäin kosketukseen renkaan runkokerroksen kanssa. Esitetyn rakenteen ansiosta muodostuu litistetyn V:n yläpuolelle paljon Cap-kumia sisältävä 5 vyöhyke 4f, joka antaa pintakuvioinnille lisämahdollisuuksia. Reunavyöhykkeissä 6d ja 6e, välibase-kerroksen (3d, 3f) alapuolella voi olla samaa Cap-kumia kuin vä-libase-kerroksen yläpuolella tai vaihtoehtoisesti Cap-kumia vielä pehmeämpää kumia. Alakerrosta kutsutaan joustokerrokseksi.

Alaspäin taivutettu keskiosa voi vaihtoehtoisesti jäädä vähän kulutuskerroksen ala-10 reunan yläpuolelle. Yli koko leveyden ulottuva välibase-kerros antaa renkaalle enemmän jäykkyyttä ja tulee kysymykseen raskaammissa henkilöautoissa ja pakettiautoissa.

Kuva 3 esittää myös pystyleikkauksen eräästä edullisesta kulutuspinnan rakenteesta. Välibasekerros 3 muodostaa suoran, kulutuspinnan kanssa samansuuntaisen kerrok-15 sen, jonka alapuolella, kulutuspinnan reunavyöhykkeissä on joustokumia olevat reunakaistaleet 6g ja 6h ja niiden välissä Cap-sekoituskaistale. Pintapuolisena kerroksena on Cap-kerros 4.

Kuvan 4 esittämässä pystyleikkauksessa keksinnön mukaisesta kulutuspinnasta näkyy päällimmäinen Cap-kerros 4, sen alapuolella reunasta reunaan ulottuva väli-20 base-kerros 3 ja alimmaisena reunasta reunaan ulottuva joustokerros 6.

Kuviin 2-4 ei ole piirretty nastoja eikä nastareikiä näkyviin.

. ’ *: Kuvassa 5 on hieman suuremmassa mittakaavassa esitetty pystyleikkaus kulutusker- roksen toisesta reunavyöhykkeestä ja siihen kiinnitetystä nastasta 5. Nastan piik-: / ': kiosa ulkonee kulutuspinnasta, nastan kaulaosa on välibase-kerroksen 3 ympäröimä ; " : 25 ja nastan alalaippa on kokonaan alla olevan joustokerroksen 6 sisällä.

. , Kuvassa 6 on esitetty irrallinen nasta ja sen korkeus- ja halkaisijamitat. Nasta on ta- ';// vanomaista rakennetta ja sen mitoitus vastaa kulutuskerroksen kerrospaksuuksia si ten, että alalaippa on kokonaan välibase-kerroksen alapuolella ja kaula on pääasial-: : ' : lisesti välibase-kerroksen ympäröimä.

30 Edellä on esitetty muutamia edullisia keksinnön mukaisia kulutuspintoja, mutta on v,: selvää, että löytyy myös muita näistä poikkeavia mutta patenttivaatimuksen 1 tun- : ’ nusmerkit täyttäviä kulutuspintoja.

Claims (10)

1. 6 112850
2. 1. Nastoitettavan renkaan kulutuspinnan rakenne, johon kuuluu pintapuolinen pehmeä Cap-kumikerros (4) ja renkaan rungon (2) ja Cap-kumikerroksen (4) välissä olevaa kovempaa Base-kumia (3), jossa kulutuspinnassa on renkaan kehänsuuntais-5 ten sekä akselinsuuntaisten urien erottamia kuviopaloja, ja kuviopaloissa nastareiät, tunnettu siitä, että kovempi Base-kumi (3) on ainakin kulutuspinnan reuna-alueilla ulottuvien kehänsuuntaisten ja poikkisuunnassa kulutuspinnan suunnassa ulottuvien kaistaleiden (3a, 3b; 3d, 3e; 3) muodossa sovitettu pehmeän Cap-kumikerroksen (4) sisään siten, että nastareiät ulottuvat mainittujen välibase-kaistaleiden (3a, 3b; 3d, 10 3e; 3) läpi välibase-kaistaleisiin rajoittuvaan joustokerrokseen (6), että reikiin kiin nitettävien nastojen (5) alalaipat sijoittuvat kokonaan välibase-kaistaleiden (3a, 3b; 3d, 3e; 3) alapinnan alapuolelle joustokerrokseen (6), joka on Cap-kumia tai sitä pehmeämpää kumia, ja että nastojen (5) kaulaosat tulevat ainakin pääasiallisesti vä-libase-kumin ympäröimiksi.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että Cap-kumin (4) kovuus on 50 sh°A - 60 sh0A, edullisimmin noin 55 sh0A, että välibase-kerroksen alapuolella olevan joustokerroksen kumin kovuus on sama tai enintään 5 sh°A pehmeämpi kuin Cap-kumin (4) kovuus ja että välibase-kumin kovuus on 60 sh0A -70 sh0A. 20
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että välibase-kumi muodostaa yhtenäisen kerroksen (3), joka on kulutuspinnan levyinen ja kulu-; tuspinnan ulkopinnan (P) suuntainen. . 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että reuna-aluei- 25 den kehänsuuntaiset välibase-kaistaleet (3d, 3e) on yhdistetty litistetyn V:n muotoisella välibase-kaistaleella (3f) yhtenäiseksi välibase-kerrokseksi, jonka V-muotoisen osan alapuolella on vain vähän tai ei ollenkaan Cap-kumia.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että reuna-alueiden kehänsuuntaiset välibase-kaistaleet (3a, 3b; 3d, 3e) ovat leveydeltään kum- 30 pikin noin kolmasosa tai vähän enemmän kulutuspinnan (P) koko leveydestä (L).
6. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rakenne, tunnettu siitä, että välibase-kaistaleiden (3a, 3b; 3d, 3e) tai vastaavasti -kerroksen (3) paksuus on noin 2,5 mm - 4,5 mm, edullisesti 3 mm - 4 mm, edullisimmin 3,5 mm. 112350
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että kulutuspinnan reuna-alueilla pintapuolisen Cap-kumikerroksen (4) paksuus on 3,5 mm - 5,5 mm' edullisesti 4 mm - 5 mm, edullisimmin 4,5 mm, ja edelleen kulutuskerroksen reuna-alueilla välibase-kaistaleiden (3a, 3b; 3d, 3e) tai vastaavasti välibase-kerroksen (3) 5 alapuolella olevan joustokerroksen (6) paksuus on 2,5 mm - 4,5 mm, edullisesti 3 mm - 4 mm, edullisimmin 3,5 mm, ja että kulutuspinnan keskialueella yläpuolinen Cap-kumikerros (4) päättyy välibase-kerrokseen (3) tai tämän puuttuessa mainittu keskialue on kokonaan Cap-kumia (4).
8. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rakenne, tunnettu siitä, että 10 nastareikiin kiinnitettävien nastojen (5) alalaipan halkaisija on 6 mm - 10 mm, ylä- laipan halkaisija 6 mm - 8 mm, ja että nastan korkeus alalaipan alareunasta ylälai-pan yläreunaan 8 mm - 11 mm, edullisesti 9 mm - 10 mm.
9. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rakenne, tunnettu siitä, että se soveltuu henkilö- ja pakettiautojen talvirenkaisiin, mahdollisesti myös kuorma- ja 15 linja-autojen renkaisiin.
10. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rakenne, tunnettu siitä, että nastoja (5) on renkaassa vain siinä, missä välibase-kumin (3a, 3b; 3d, 3e; 3) alapuolella on nastan pistovoimaa vähentävää pehmeätä kumia (4; 6). : Patentkrav