FI123778B - Kulutuskerroksen rakenne ajoneuvon ilmatäytteisessä renkaassa - Google Patents

Description

5

Kulutuskerroksen rakenne ajoneuvon ilmatäytteisessä renkaassa - Struk-tur av slitbanan i ett luftfylt fordonsdäck

Keksintö koskee kulutuskerroksen rakennetta ajoneuvon ilmatäytteisessä renkaassa, joka käsittää kaksi olkapääaluetta ja niiden välissä kehämäisen holvio-suuden, jossa on vähintään kumitettu vyörakenne ja sen päällä renkaan kulutus-kerros, jolla on olkapäiden välillä kulutuspintaleveys ja jossa on: sisempänä vähin-10 tään yksi base-kumikerros, sekä ulompana vähintään ensimmäinen tiekosketuk-seen tuleva cap-kumikerros, jolla on ensimmäinen cap-paksuus ja ensimmäinen cap-leveys.

Julkaisu EP-1 308 319 kuvaa ajoneuvon ilmatäytteisen vyörenkaan, erityisesti tal-15 virenkaan, jonka kulutuspintakerros koostuu lähempänä renkaan runkoa olevasta yhdestä base-kumikerroksesta ja ulommasta varsinaisen kulutuspinnan muodostavasta yhdestä cap-kumikerroksesta, jossa cap-kumikerroksessa taas on vähintään kaksi erilaisesta kumiseoksesta koostuvaa vyöhykettä aksiaalisuunnassa rinnakkain. Renkaan cap-kumikerroksen se vyöhyke, joka renkaan ollessa asennet-20 tuna auton alle sijaitsee auton reunoilla, koostuu kumilaadusta, jonka lasiutumis-lämpötila ~ esimerkiksi välillä -20°C ... ±0°C ~ on korkeampi kuin sen kumilaadun lasiutumislämpötila ~ esimerkiksi välillä -60°C ... -40°C - josta renkaan se vyöhyke koostuu, joka renkaan ollessa asennettuna auton alle sijaitsee auton sisäosiin päin. Tässä julkaisussa myös mainitaan se mahdollisuus, että näitä aksiaalisuun-25 nassa rinnakkaisia cap-kumikerroksen vyöhykkeitä voi olla kolmesta viiteen, jotka cap-vyöhykkeet ovat tyypillisesti yhtä leveitä ja joista keskimmäisellä voi olla joko korkein tai matalin lasiutumislämpötila. Tavoitteena on saada aikaan hyvä pitokyky sekä talviolosuhteissa että kesäolosuhteissa ja vähentää epätarkkaa käsiteltävyyt-c\j tä ja heikkoa märkäpitoa, joita esiintyy ajettaessa talvirenkailla kesäolosuhteissa.

^ 30 Talvirenkaan soveltuvuutta myös kesäisemmille keleille on lisäksi pyritty saamaan g aikaan muotoilemalla kulutuskerroksen pintakuviointi huomattavan epäsymmetri- ö seksi, kuten esimerkiksi julkaisussa GB-1 588 575 on selostettu, jolloin kulutusker- roksen toinen sivuosuus sisältää paljon uria ja toinen vastakkainen sivuosuus ei £ lainkaan tai vain minimaalisesti uria.

c\i 35

LO

° Julkaisussa US-5 109 902 on selostettu ilmatäytteinen rengas, jossa on toroidin o muotoinen runkorakenne, jonka aksiaalisesti vastakkaiset päät on käännetty ylös- ^ päin ympäri jalkaosia, säteen suunnassa runkorakenteen ulkopuolelle järjestetty vyö ja vyötä ympäröivä kulutuskerros ("tread"). Vyö koostuu vähintään kahdesta 40 päällekkäisestä, kumitetusta koordikerroksesta ja kulutuskerros koostuu vaahdote- 2 tusta base-kumista järjestettynä säteen suunnassa renkaan sisäpuolelle, joka vaahto-base-kumi sisältää suuren määrän umpihuokosia, sekä ei-vaahdotetusta cap-kumista järjestettynä säteen suunnassa renkaan ulkopuolelle. Tässä renkaassa siis base-kumi on kokonaisuudessaan vaahdotettua kumia ja tämä vaahto-5 base-kumin keskikohta voi sijaita renkaan keskitasossa tai olla sivussa renkaan keskitasosta ("equatorial plane") siten, että vaahto-base-kumi on kokonaan keskitasosta sivussa. Erityisesti julkaisussa muun muassa määritellään, että vaahto-base-kumin paisutussuhde on 10% - 50%, sen 10% puristusmoduuli on välillä 0,2 - 0,61 kgf/mm2, vaahto-base-kumin leveys on pienempi kuin vyön leveys ja cap-10 kumia on vaahto-base-kumin molemmilla vastakkaisilla sivuilla. Ehdotetusta rakenteesta voidaan todeta, että vaahdotettu base-kumi ~ olipa se sijoitettu aksiaali-suunnassa renkaan kulutuskerrokseen kuinka tahansa ~ parantaa vierintävastus-ta ja ajomukavuutta, mutta huonontaa merkittävästi handling-ominaisuuksia ja aiheuttaa renkaan kulumismuoto-ongelmia. Tällainen rengas on todennäköisesti 15 myös hyvin herkkä kulutuspinnan irtoamisille ja ajokestävyys lienee ala-arvoinen.

Julkaisussa US-4 580 608 on kuvattu ajoneuvon ilmatäytteinen vyörengas, joka käsittää rungon, kaksi sivuseinämäaluetta, kaksi olkapääaluetta, holvialueen ("crown region") ja renkaan akselilinjan, jolloin kulutuskerroselin peittää holvialu-20 een muodostaen tiekosketusosuuden, sekä vyön, jossa on ainakin yksi koordiker-ros. Kulutuskerros koostuu base-kumikerroksesta lähempänä akselilinjaa ja tie-kosketusta varten profiloidun cap-kumikerroksesta em. base-kumikerroksen päällä. Cap-kumikerroksen vastaanottamista varten base-kumikerros muodostaa kourun mainittuihin olkapääalueisiin liittyvine kouru-olkapäineen. Tällöin base-kumi 25 muodostaa renkaan olkapääalueet, koska ne muodostavat nimenomaan kouru-olkapäät, vaikka samalla kouru-olkapäiden tulisi muodostua useista elimistä ja edelleen kyseisissä paikoissa, eli olkapääalueilla kauimpana toisistaan olevissa osuuksissa, kumiseoksen on määritelty olevan hyvin samantapaista kuin renkaan cm sivujen kumiseoksen. Selkeästi sanottuna tämä tarkoittaa sitä, että base-kumilaatu ^ 30 on samaa kuin renkaan sivujen kumilaatu ja ulottuu renkaan pintaan sen olkapäätä alueilla. Yhdessä kuviossa on näytetty rakenne, jossa kouru-olkapäistä ulospäin ö on järjestetty eri paksuiset sivukerrokset esimerkiksi base-kumilaatua tai jotain ^ muuta ei-määriteltyä kumilaatua. Julkaisun päätavoitteeksi on mainittu vierintävas- £ tuksen ja siten energiahäviöiden ja lämpötilannousun pienentäminen, mutta julkai- <n 35 susta ei millään tavoin ilmene miten viimeksi mainittu mahdollisesti epäsymmetri- 5 nen olkapääkumijärjestely voisi tähän myötävaikuttaa tai mitä muita vaikutuksia sil- o lä oletetaan olevan.

O

C\J

Julkaisu US 5429164 kuvaa ajoneuvon ilmataäytteisen renkaan, jossa on vaahdo-40 tetusta kumista muodostettu kerros ja ulompi kerros, joka on muodostettu vaah- 3 dottamattomasta kumikerroksesta ja joka on tarkoitettu tien kanssa kontaktiin. Ulomman kerroksen säteensuuntainen kerrospaksuus muuttuu asteittai ollen eri leveyskohdissa erilainen.

5 Julkaisu EP 1234587 esittää ajoneuvon renkaan, jossa kulutuspinta on muodostettu cap-kerroksesta ja base-kerroksesta, jotka ovat eri kumia ja kovuudeltaan erilaiset. Kulutuspinta on keskilinjansa suhteen epäsymmetrinen siten, että base-kerroksen tilavuus on suurempi kuin cap-kerroksen tilavuus renkaan ulkoreunan puolella, kun rengas on asennettu ajoneuvoon.

10

Julkaisu Fl 20041214 koskee ajoneuvojen ilmatäytteisiä vyörenkaita, joissa on runkorakenne ja sen kehällä erilaisista kumilaaduista koostuva kulutuspintakerros. Kulutuspintakerroksessa on tiekosketukseen tuleva cap-kumikerros sekä sen ja runkorakenteen välissä base-kumikerros. Cap-kumi-ikerros koostuu vähintään oils kapääkaistaleista ja niiden välissä olevasta keskikaistaleesta, jolloin keskikaistale on ensimmäistä kumilaatua ja olkapääkaistaleet toista ja mahdollista kolmatta ku-milaatua, joiden ominaisuudet poikkeavat keskikaistaleen kumilaadun ominaisuuksista.

20 Keksinnön tavoitteena on saada aikaan ajoneuvon ilmatäytteinen vyörengas, jonka käsittelyominaisuudet ("handling") olisivat erinomaiset sekä kuivalla että märällä tienpinnalla. Keksinnön lisätavoitteena on saada aikaan tällainen ajoneuvon ilmatäytteinen vyörengas, jonka kulumiskestävyys olisi hyvä ja jonka pitokyky ainakin kuivalla ja märällä tienpinnalla voitaisiin saada erinomaiseksi, eli tällöin kohteena 25 on kesärengas. Vaihtoehtoisesti keksinnön lisätavoitteena voi olla saada aikaan tällainen ajoneuvon ilmatäytteinen vyörengas, jonka kulumiskestävyys olisi hyvä ja jonka pitokyky lumisella ja/tai jäisellä ja/tai märällä ja mahdollisesti kuivalla tienpinnalla voitaisiin saada erinomaiseksi, eli tällöin kohteena on talvirengas.

C\J

^ 30 Edellä kuvatut ongelmat saadaan ratkaistua ja edellä määritellyt tavoitteet saara daan toteutettua keksinnön mukaisella kulutuskerroksen rakenteella, jolle on tun- q nusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

X

£ Nyt on yllättäen todettu, että järjestämällä ensinnäkin kulutuskerrokseen kaksi cap- cvj 35 kumikerrosta päällekkäin base-kumikerroksen päälle ja sen lisäksi järjestämäl- ° lä sisemmän cap-kumikerroksen paksuus kulutuskerroksen leveyden yhdellä aksi- o aalisella leveysosuudella pyörimissuuntaisen keskitason suhteen epäsymmetrises- ^ ti eri suureksi kuin tämän sisemmän cap-kumikerroksen paksuus kulutuskerroksen leveyden muulla osuudella, saadaan renkaan kulutuskerroksen koko leveys toi-40 mimaan kulloiseenkin keliin mukautuvasti siten, että sekä pitokyky että käsitettä- 4 vyys ovat hyviä. Toisena yllättävänä etuna on todettu, että keksinnön periaatetta soveltaen voidaan saada aikaan sekä kuivalle että märälle tienpinnalle erinomaisesti soveltuva kulutuspinta eli kesärengas, mutta vastaavasti myös sekä jäiselle ja märälle sekä kuivalle tienpinnalle erinomaisesti soveltuva kulutuspinta eli talvi-5 rengas. Etuna on, että keksinnön näiden piirteiden saavuttaminen ei välttämättä edellytä kulutuspinnan pintakuvioinnilta radikaalia epäsymmetrisyyttä, vaan kuviointi voidaan suunnitella toisista halutuista lähtökohdista, mikä ei tietenkään estä jonkinlaisen epäsymmetrisyyden hyödyntämistä. Järjestämällä lisäksi sisemmän cap-kumikerroksen suuremman paksuuden omaava leveysosuus renkaan sen si-10 vun puolelle, joka autoon asennettuna osoittaa autosta ja sen keskilinjasta ulospäin, saadaan etuja vielä selvemmiksi.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

15

Fig. 1 esittää keksinnön mukaisen vyörenkaan ensimmäistä toteutusmuotoa, jota varten kuviossa on näytetty renkaan kulutuskerroksen alue ja renkaat sivut osittain, renkaan pyörintäakselin suuntaisessa poikkileikkauksessa. Renkaan vierin-täsuunta on kohtisuorassa kuvatasoa vastaan. Tässä toteutusmuodossa rengas 20 on pyöreäolkainen. Toisen cap-kumikerroksen yksi suurempi paksuus on ulko-olkapään puolella.

Fig. 2 esittää keksinnön mukaisen vyörenkaan toista toteutusmuotoa samassa ku-vannossa kuin kuviossa 1. Tässä toteutusmuodossa toisen cap-kumikerroksen yk-25 si suurempi paksuus on ulko-olkapään puolella, mutta ulko-olkapää on terävä olkapää ja sisä-olkapää on pyöreä olkapää.

Fig. 3 esittää keksinnön mukaisen vyörenkaan kolmatta toteutusmuotoa samassa c\j kuvannossa kuin kuviossa 1. Tässä toteutusmuodossa rengas on pyöreäolkainen.

^ 30 Toisen cap-kumikerroksen suurempi paksuus on sisä-olkapään puolella ja toisen ώ cap-kumikerroksen suurempaa ja pienempää paksuutta yhdistää kiilamainen ό osuus.

£ Fig. 4 esittää keksinnön mukaisen vyörenkaan neljättä toteutusmuotoa samassa c\j 35 kuvannossa kuin kuviossa 1. Tässä toteutusmuodossa rengas on pyöreäolkainen.

LO

o Toisen cap-kumikerroksen suurempi paksuus on ulko-olkapään puolella ja toisen o cap-kumikerroksen suurempaa ja pienempää paksuutta yhdistää kaksiportainen ™ osuus.

5

Nyt käsiteltävässä tapauksessa kulutuskerroksen ("tread") rakenne ajoneuvon il-matäytteisessä renkaassa ("tire") 1, käsittää kaksi olkapääaluetta 8a, 8b ja niiden välissä kehämäisen holviosuuden 10, jossa on vähintään kumitettu vyörakenne 6 ja sen päällä renkaan kulutuskerros 9, jolla on olkapäiden välillä kulutuspintaleve-5 ys W9. Olkapääalueista 8a, 8b rakenne jatkuu renkaan sivuina 13. Ajoneuvon renkaassa on tunnetusti myös runkokudos ("carcass") 19, joka ulottuu kuvioissa ei-esitetystä ensimmäisen jalkaosan alueelta toisen jalkaosan alueelle - tässä ei kuvata sen kulkua ja toimintaa jalkaosien alueella - ja jonka ulkopuolella tai päälli-puolella mainittu vyörakenne 6 holviosuudella on, renkaan säteen R suunnassa 10 tarkasteltuna. Kulutuskerroksessa 9 on renkaan säteen R suunnassa sisempänä vähintään yksi base-kumikerros 2, sekä ulompana vähintään ensimmäinen tiekos-ketukseen tuleva cap-kumikerros 3, jolla on ensimmäinen cap-paksuus C1 ja ensimmäinen cap-leveys W1. Kulutuskerroksen 9 uloin pinta P1 tulee käytössä kosketuksiin tienpinnan kanssa.

15

Keksinnön mukaan kulutuskerroksessa 9 on lisäksi base-kumikerroksen ja ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 välissä toinen cap-kumikerros 4, jolla on toinen cap-paksuus C2 ja toinen cap-leveys W2. Erityisesti tämän toisen cap-kumikerroksen 4 em. toisella cap-paksuudella C2 on vähintään yksi suurempi paksuus 20 C2s toisen cap-leveytensä W2 ensimmäisellä osaleveydellä W2s ja vähintään yksi pienempi paksuus C2p toisen cap-leveytensä W2 toisella osaleveydellä W2p. Tarkemmin sanottuna suurempi paksuus C2s alkaa yhdeltä olkapääalueelta 8a tai 8b ja ulottuu sieltä ensimmäisen osaleveyden W2s päähän samalla kun pienempi paksuus C2p alkaa vastakkaiselta olkapääalueelta 8b tai 8a ja ulottuu sieltä toisen 25 osaleveyden W2p päähän, kuten kuvioissa on näytetty. Lisäksi suurempaa paksuutta C2s vastaava ensimmäinen osaleveys W2s, mitattuna ensimmäinen ja toisen cap-kumikerroksen rajapintaa ja sen jatketta 5 pitkin, on vähintään 25% ja enintään 75% kulutuspintaleveydestä W9. Ensimmäinen ja toisen cap-kumi-c\j kerroksen rajapinta ja sen jatke, joilla siis on tämä yhteinen viitenumero "5", muo- ° 30 dostaa jatkuvan ja monotonisen kaaren ("curve"), joka tyypillisesti pysyy suhteelli- ώ sesti samalla kohdalla kulutuskerroksen 9 uloimman pinnan P1 ja base-kumikerros ό 2 uloimman pinnan P2 välissä ainakin pääosalla kulutuspintaleveyttä W9. Näin ai- ^ nakin silloin kun base-kumikerros 2 on kulutuspintaleveydellä oleellisesti tasapak- a. su. Rajapinta jatkeineen 5 on siis osittain laskennallinen mittaus- ja vertailukohta.

<n 35 Erityisesti huomautetaan, että ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 kumi on se, joka 5 on tienpinnan kanssa kosketuksessa, vaikka rengas käytössä kuluisikin. Jos ren- o kaan käytön aikana toisen cap-kumikerroksen 4 kumi tulee tiekosketukseen on ™ suositeltavaa vaihtaa rengas uuteen, vaikka tämäkin on cap-kumilaatua. Tässä vaiheessa on myös kulutuskerroksessa urien 15 jäljellä oleva urasyvyys jo huo-40 mattavasti pienentynyt. Näin ollen esimerkiksi renkaan pidon suhteen voidaan tar- 6 kastella ensisijaisesti ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 kumi ja tienpinnan keskinäisiä vaikutuksia, jolloin on tietysti huomioitava, että renkaan sisäosat eli toinen cap-kumikerros 4 ja base-kumikerros 2 sekä vyörakenne 6 ja runkorakenne jne. myös vaikuttavat renkaan toimintaan.

5

Edelleen keksinnön mukaan ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 ensimmäisellä cap-paksuudella C1 on vähintään yksi suurempi paksuus C1s edellä selostetun ensimmäisen cap-leveytensä W1 ensimmäisellä osaleveydellä W1s ja vähintään yksi pienempi paksuus C1p ensimmäisen cap-leveytensä W1 edellä selostetulla 10 toisella osaleveydellä W1p siten, että ensimmäisen cap-kumikerroksen ja toisen cap-kumikerroksen suurempi ja pienempi paksuus yhteensä C1s+C2p sekä vastaavasti pienempi ja suurempi paksuus yhteensä C1p+C2s ovat yhtä suuria, eli C = C1s+C2p = C1p+C2s. Tällöin ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 ja toisen cap-kumikerroksen 4 yhteenlasketut paksuudet C ovat kulutuspintaleveyden W9 kai-15 kissa kohdissa oleellisesti yhtä suuria eli ensimmäinen cap-kumikerros ja toinen cap-kumikerros muodostavat yhdessä tasapaksun kerrosyhdistelmän. Tietenkin kulutuskerroksen poikittaissuuntaisten ja/tai kehäsuuntaisten uran/urien 15 sekä kuviopaloissa 16 mahdollisesti olevien hienorakojen kohdalla ei tällä mainitulla ker-rosyhdistelmällä ole tätä kuvattua paksuutta C. Samoin olkapääalueita 8a, 8b lä-20 hestyttäessä saattaa paksuus C muuttua yleisestä tai keskimääräisestä arvostaan. Suurempaa paksuutta C2s vastaava mainittu ensimmäinen osaleveys W2s, mitattuna ensimmäinen ja toisen cap-kumikerroksen rajapintaa ja sen jatketta 5 pitkin, on vähintään 25% ja enintään 75% kulutuspintaleveydestä W9, tai edullisesti vähintään 35% ja enintään 50% kulutuspintaleveydestä W9.

25

Toisen cap-kumikerroksen 4 mainittu suuremman paksuuden C2s ja pienemmän paksuuden C2p välillä on osaleveyden W2v - joka osaleveys W2v ilmenee samassa suunnassa kuin kulutuspintaleveys W9 - omaava muutosalue, jolla toisen c\j cap-kumikerroksen paksuusmuutos C2s -» C2p ja vastaavasti ensimmäisen cap- ° 30 kumikerroksen 3 vastakkaissuuntainen paksuusmuutos C1p->C1s tapahtuu, g Paksuusmuutos C2s C2p muutosalueella voi olla yksi porras 21, jolloin muu- ό tosalueen osaleveys W2v on nolla, tai useampia portaita 22a, 22b tai kiila 23, jol- ^ loin osaleveys W2v poikkeaa nollasta. Mainitun suuremman paksuuden C2s ja £ pienemmän paksuuden C2p välisen muutosalueen koostuessa useammista por- <n 35 täistä 22a, 22b tai kiilasta 23 käsittää toinen cap-kumikerros 4 yhden tai useampia 5 välipaksuuksia C2v toisen cap-leveytensä W2 kolmannella osaleveydellä W2v, ku- o ten kuvioissa 3 ja 4 on näytetty.

C\J

Keksinnön mukaan ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 muodostavalla kumilaadul-40 la on ensimmäinen cap-hysteresis ja toisen cap-kumikerroksen 4 muodostavalla 7 kumilaadulla toinen cap-hysteresis, jotka kummatkin matalan lämpötilan cap-hys-teresikset xlci, xlc2 ovat korkeampia kuin base-kumikerroksen 2 tai base-kumiker-rokset muodostavien kumilaatujen matalan lämpötilan base-hysteresis xlb, eli xlci > tlb ja tlc2 > xlb· Tällaisille cap-kumikerrosten 3 ja 4 kumilaaduille eli kumiseoksil-5 le on tyypillistä, että täyteaineena on sekä silikaa että nokea ja että kumiseoksen polymeerinä eli elastomeerisena komponenttina on esimerkiksi butadieenikumi BR tai styreeni-butadieenikumi tai mahdollisesti luonnonkumi (NR = "natural rubber") tai näiden seos. Base-kumikerrosten 2 kumilaaduille = kumiseokset taas koostuvat esimerkiksi luonnokumi-butadieenistä. On ymmärrettävää, että alan asiantuntija 10 voi valita myös muunlaisia komponentteja elastomeereiksi ja/tai täyteaineiksi sekä valita muut lisäaineet sopivasti, jotta edellä kuvattu hysteresisehto saadaan täytettyä, ja hysteresikset muutenkin ajoneuvon renkaassa vaadittavalle tasolle. Tarkemmin sanottuna tässä yhteydessä matalan lämpötilan hysteresiksellä tarkoitetaan hysteresishäviöitä ("hysteresis loss"), joka ilmoitetaan suureella tan δ, mitat-15 tuna ennalta määrätyssä matalassa lämpötilassa välillä -10° ... +30°, tyypillisesti välillä -10° ... +10° ja tietenkin käyttäen mittauksissa samaa taajuutta ("frequency") 10 Hz ja samaa staattista muodonmuutoksen määrää ("static strain") 2% ja samaa dynaamista muodonmuutoksen määrää ("dynamic strain") 0,02%. Hystere-sishäviöt ovat mitattavissa laboratorioissa sinänsä tunnetuilla tavoilla, esimerkiksi 20 standardin ISO - 4664 mukaisesti. Mahdollisia seostyyppejä ei siten kuvata tarkemmin. Edelleen ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 muodostavan kumilaadun ensimmäinen cap-hysteresis xlci on suurempi kuin toisen cap-kumikerroksen 4 muodostavan kumilaadun toinen cap-hysteresis xlc2- Edellä kuvatut hyste-resisominaisuudet koskevat sekä kesärenkaita että talvirenkaita, joiden lisäpiirteitä 25 selostetaan seuraavaksi. Näin ollen ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 muodostavalla kumilaadulla, toisen cap-kumikerroksen 4 muodostavalla kumilaadulla ja base-kumikerroksen 2 tai base-kumikerrokset muodostavilla kumilaaduilla on edellä kuvatut matalan lämpötilan hysteresisominaisuudet ja erityisesti hysteresishävi-c\i öiden tan δ keskinäiset suhteet.

§ 30 g Joka tapauksessa ensimmäisen cap-kumikerroksen 3 muodostava kumilaatu on ö valittu siten, että sen kulumiskestävyys on hyvä muihin korkean matalan lämpöti- lan cap-hysteresikset omaaviin kumilaatuihin, tai muihin hyvän jääpidon mahdollis-£ taviin korkean cap-hysteresikset omaaviin kumilaatuihin verrattuna - tässä siis tar- oj 35 koitetaan ensimmäisiä cap-hysteresiksiä. Todelliset kulumiskestävyydet on mitat- ° tava oikeita renkaita käyttäen, koska kumien kulumiskestävyyksien mittaus labora- o torio-olosuhteissa voi antaa harhaanjohtavia ja vieläpä vastakkaisia tuloksia ver- ^ rattuna todellisilla renkailla saatuihin tuloksiin - eli vaikka laboratoriotestien perus teella jollakin kumilaadulla olisi hyvä kulumiskestävyys voi käytännön rengastesti 8 osoittaa sen todellisuudessa huonoksi, ja päinvastoin. On siis tehtävä vertailevia käyttötestejä.

Keksinnön eräisiin lisäpiirteisiin liittyy se, että yksi renkaan olkapääalueista 8a, 8b 5 voi olla ennalta määrätty ulko-olkapääksi 8a ja toinen renkaan olkapääalueista voi olla ennalta määrätty sisä-olkapääksi 8b. Tällöin edullisessa toteutusmuodossa toisen cap-kumikerroksen edellä mainittu suuremman paksuuden C2s osaleveys W2s sijaitsee kulutuskerroksessa 9 kyseisen ulko-olkapään 8a vieressä, ja edellä mainittu pienemmän paksuuden C2p osaleveys W2p sijaitsee kulutuskerroksessa 10 9 kyseisen sisä-olkapään 8b vieressä. Mahdollisessa toisessa toteutusmuodossa taas toisen cap-kumikerroksen suuremman paksuuden C2s osaleveys W2s sijaitsee kulutuskerroksessa 9 kyseisen sisä-olkapään 8b vieressä, ja mainittu pienemmän paksuuden C2p osaleveys W2p sijaitsee kulutuskerroksessa 9 kyseisen ulko-olkapään 8a vieressä.

15

Keksinnön vielä eräänä lisäpiirteenä voi olla se, että em. ulko-olkapäällä 8a on ensimmäinen kupera kaarevuus K\ ja sisä-olkapäällä 8b on toinen kupera kaarevuus K2, jolloin ensimmäisen kuperan kaarevuuden itseisarvo \Κλ\ on suurempi kuin toisen kuperan kaarevuuden itseisarvo | K2 | eli I K\ | > IK2 \. Kaarevuushan tun-20 netusti tarkoittaa käyrän tai kaaren ja vastaavasti kaarevan pinnan tangentin suuntakulman a muuttumisen nopeutta kun kaarenpituutta s pidetään perustana. Matemaattisesti ilmaistuna käyrän kaarevuus K tietyssä pisteessä on siis: „ ,. Δα da K = hm — = —

As ds 25 As -> 0

Eli tangentin suuntakulman derivaatta kaarenpituuden suhteen. Useimmissa tapauksissa voidaan yksinkertaisuuden vuoksi soveltaa myös käyrän keski kaarevuutta K = Aa Ia s ("mean curvature") kaaren kullakin välillä ja niin tässäkin.

S 30 c\j ^ Lopuksi huomautetaan, että kapeita kaistaleita, joiden kautta runsaasti nokea si- 9 sältävä base-kumi ulottuu cap-kumikerrosten läpi renkaan kulutuskerroksen ulko- ° pinnalle - jollainen kaistale näkyy kuvioissa kulutuspintaleveyden W9 keskellä - ei i oteta tarkastelussa huomioon, koska niiden leveys on niin pieni, ettei suikaleella Q_ 35 ole merkitystä renkaan ajokäyttäytymisen kannalta.

m o

S

o o

C\J

Claims (11)

1. Kulutuskerroksen rakenne ajoneuvon ilmatäytteisessä renkaassa (1), joka käsittää kaksi olkapääaluetta (8a, 8b) ja niiden välissä kehämäisen holviosuuden 5 (10), jossa on vähintään kumitettu vyörakenne (6) ja sen päällä renkaan kulutus- kerros (9), jolla on olkapäiden välillä kulutuspintaleveys (W9) ja jossa on: - sisempänä vähintään yksi base-kumikerros (2), jonka muodostavalla/muodos-tavilla kumilaadulla/kumilaaduilla on base-hysteresis, sekä - ulompana vähintään ensimmäinen tiekosketukseen tuleva cap-kumikerros (3), 10 jolla on ensimmäinen cap-paksuus (C1) ja ensimmäinen cap-leveys (W1) ja jonka muodostavalla kumilaadulla on ensimmäinen cap-hysteresis, tunnettu siitä, että kulutuskerroksessa (9) on lisäksi base-kumikerroksen ja ensimmäisen cap-kumi kerroksen (3) välissä toinen cap-kumikerros (4), jolla on toinen cap-paksuus (C2) ja toinen cap-leveys (W2) ja jonka muodostavalla kumilaa-15 dulla on toinen cap-hysteresis; että - toisen cap-kumi kerroksen (4) mainitulla toisella cap-paksuudella (C2) on vähintään yksi suurempi paksuus (C2s) toisen cap-leveytensä (W2) ensimmäisellä osa-leveydellä (W2s) ja vähintään yksi pienempi paksuus (C2p) toisen cap-leveytensä (W2) toisella osaleveydellä (W2p); ja että 20. suurempaa paksuutta (C2s) vastaava mainittu ensimmäinen osaleveys (W2s), mitattuna ensimmäinen ja toisen cap-kumikerroksen rajapintaa ja sen jatketta (5) pitkin, on vähintään 25% ja enintään 75% kulutuspintaleveydestä (W9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, 25 että yksi renkaan olkapääalueista on ennalta määrätty ulko-olkapääksi (8a) ja toinen renkaan olkapääalueista on ennalta määrätty sisä-olkapääksi (8b); ja että toisen cap-kumikerroksen mainittu suuremman paksuuden (C2s) osaleveys (W2s) sijaitsee kulutuskerroksessa (9) mainitun ulko-olkapään (8a) vieressä, ja mainittu pienemmän paksuuden (C2p) osaleveys (W2p) sijaitsee kulutuskerroksessa (9) CM g 30 mainitun sisä-olkapään (8b) vieressä. CM CO

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, ° että yksi renkaan olkapääalueista on ennalta määrätty ulko-olkapääksi (8a) ja toi- g nen renkaan olkapääalueista on ennalta määrätty sisä-olkapääksi (8b); ja että toi- 35 sen cap-kumikerroksen mainittu suuremman paksuuden (C2s) osaleveys (W2s) si- C\] g jaitsee kulutuskerroksessa (9) mainitun sisä-olkapään (8b) vieressä, ja mainittu S pienemmän paksuuden (C2p) osaleveys (W2p) sijaitsee kulutuskerroksessa (9) o ° mainitun ulko-olkapään (8a) vieressä.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, että ulko-olkapäällä (8a) on ensimmäinen kupera kaarevuus (/OI) ja sisä-olkapääl- lä (8b) on toinen kupera kaarevuus (K2); ja että ensimmäisen kuperan kaarevuuden itseisarvo (| KA \) on suurempi kuin toisen kuperan kaarevuuden itseisarvo <k2|).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, että ulomman ensimmäisen cap-kumikerroksen (3) muodostavalla kumilaadulla on valmiissa renkaassa parempi märkäpito kuin toisen cap-kumikerroksen (4) muodostavan kumilaadun märkäpito.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, että mainitut hysteresikset ovat alhaisessa lämpötilassa välillä -10° ... +30° mitattuja hysteresishäviöitä; että mainitut cap-hysteresikset ovat korkeampia kuin base-hysteresis; ja että mainittu ensimmäinen cap-hysteresis on korkeampi kuin mainittu toinen cap-hysteresis. 15

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, että ensimmäisen cap-kumikerroksen (3) mainitulla ensimmäisellä cap-paksuudella (C1) on vähintään yksi suurempi paksuus (C1s) ensimmäisen cap-leveytensä (W1) ensimmäisellä osaleveydellä (W1s) ja vähintään yksi pie- 20 nempi paksuus (C1p) ensimmäisen cap-leveytensä (W1) toisella osaleveydellä (W1p) siten, että ensimmäisen cap-kumikerroksen ja toisen cap-kumikerroksen suurempi ja pienempi paksuus yhteensä (C1s+C2p) sekä vastaavasti pienempi ja suurempi paksuus yhteensä (C1 p+C2s) ovat yhtä suuria.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, että suurempaa paksuutta (C2s) vastaava mainittu ensimmäinen osaleveys (W2s), mitattuna ensimmäinen ja toisen cap-kumikerroksen rajapintaa ja sen jatketta (5) pitkin, on vähintään 35% ja enintään 50% kulutuspintaleveydes-cvj tä (W9). § 30

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kulutuskerroksen rakenne, ό tunnettu siitä, että toisen cap-kumikerroksen (4) mainittu suuremman paksuuden ^ (C2s) ja pienemmän paksuuden (C2p) välinen muutosalue on yksi porras (21) tai £ useampia portaita (22a, 22b) tai kiila (23). c\i 35 LO

° 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, g että mainitun suuremman paksuuden (C2s) ja pienemmän paksuuden (C2p) väli- ^ sen muutosalueen ollessa useampia portaita (22a, 22b) tai kiila (23) käsittää toi nen cap-kumikerros (4) yhden tai useampia välipaksuuksia (C2v) toisen cap-levey- 40 tensä (W2) kolmannella tai kolmansilla leveydellä (W2v).

11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kulutuskerroksen rakenne, tunnettu siitä, että ensimmäisen cap-kumikerroksen (3) muodostava kumilaatu on valittu siten, että sen kulumiskestävyys on hyvä verrattuna muihin korkean cap-hysteresikset 5 omaaviin kumilaatuihin, tai muihin hyvän jääpidon mahdollistaviin korkean cap-hysteresikset omaaviin kumilaatuihin. C\J δ c\j i oo o o X cc CL C\l m o δ o o CM