FI125178B - Ajoneuvon rengas - Google Patents

Description

Ajoneuvon rengas - Fördonsdäck [001] Keksintö koskee ajoneuvon rengasta, joka käsittää - kulutuspinnan, joka on tarkoitettu alustaa vasten vierivään kontaktiin, johon kulutuspintaan on muodostettu kulutuspintakuvio, joka käsittää kehäuria ja poikittaisuria veden poistamiseksi alustan ja renkaan väliseltä kontaktialueelta, - renkaan rungon, joka käsittää ainakin yhden runkokoordin ja vyörakenteen, -jalka-alueen, joka käsittää kaapelin, sivukiilanauhan ja kolmioliuskan, - sivunpinnan, joka käsittää sivupinnan ulommaisen kerroksen, sivukiilanauhan sivulle nousevan osan, runkokoordin ja innerin.

[002] Ajoneuvokäytössä renkaaseen kohdistuu erilaisia rasituksia, jotka eivät saisi aiheuttaa renkaan vaurioitumista. Eräs tällainen rasitustyyppi on renkaan sivuun kohdistuva pisto tai viilto, joka voi syntyä esimerkiksi ajoneuvon ajaessa katukiven reunaan tai alustalla olevan irtoesineen osuessa renkaan sivuun. Renkaan sivuun voi kohdistua myös ilkivaltaa. On tavoitteena, että rengas kestäisi näitä vauriomekanismeja mahdollisimman hyvin, eikä renkaaseen tulisi pysyvää vauriota.

[003] Renkaan sivun jäykkyys ja rakenne vaikuttaa voimakkaasti renkaan ajo-ominaisuuksiin. Ohjautuvuuden kannalta tarvitaan riittävän jäykkä rakenne, mutta toisaalta liian jäykkä rakenne aiheuttaa alustan pienten epätasaisuuksien välittymisen ajoneuvoon ja siten huonontaa matkustusmukavuutta. Toisaalta taas matkustusmukavuuden kannalta mukava rengas saattaa heikentää ohjattavuutta ja aiheuttaa ”vetelyyttä”, joka tuntuu poikittaisena huojumisena tai suuntavakavuuden puuttumisena ajossa. Näiden toisiinsa nähden ristiriitaisten tekijöiden osalta täytyisi löytää sopiva kompromissi.

[004] Tekniikan tasosta tunnetaan US2006/0060283A1, joka esittää eräänä sovellusmuotona renkaan rakenteen, jossa sivuseinän sisäkerros uloimman kerroksen sisäpuolella käsittää vahvisteaineena nokea ja lyhyitä aramidikuitu-ja, jotka ovat orientoitu toistensa suhteen samansuuntaisiksi ja kehäsuuntaan renkaaseen nähden. Sivuseinän sisäkerros sisältää 100 phr kumia, 55-80 phr vahvistavaa filleriä, josta noin 1-12 phr on aramidi filamenttia.

[005] Keksinnön tavoitteena on aikaansaada ajoneuvon rengas, jonka sivusei-nämien viillon- ja pistonkestävyyttä on parannettu ja toisaalta renkaan vierintä-vastus saadaan pidettyä alhaisena.

[006] Keksinnön mukaiselle renkaalle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

[007] Keksinnön mukainen ajoneuvon rengas käsittää - kulutuspinnan, joka on tarkoitettu alustaa vasten vierivään kontaktiin, johon kulutuspintaan on muodostettu kulutuspintakuvio, joka käsittää kehäuria ja poikittaisuria veden poistamiseksi alustan ja renkaan väliseltä kontaktialueelta, - renkaan rungon, joka käsittää ainakin yhden runkokoordin ja vyörakenteen, -jalka-alueen, joka käsittää kaapelin, sivukiilanauhan ja kolmioliuskan, - sivunpinnan, joka käsittää sivupinnan ulommaisen kerroksen, sivukiilanauhan sivulle nousevan osan, runkokoordin ja innerin, - sivupinnan ulommainen kerros on muodostettu kumiseoksesta, joka sisältää 0,2 - 0,5 paino-%:a aramidikuitua, jonka kuitupituus on 1 - 5 mm.

[008] Esitetty ratkaisu toteuttaa tavoitteen ja aikaansaa normaalirenkaaseen verrattuna parantuneen sivupinnan viillon- ja pistonkestävyyden. Samoin renkaan hystereesi pienenee hieman, jolloin vierintävastuskin alenee. Toisaalta ratkaisu ei muuta merkittävästi renkaan muita ominaisuuksia.

[009] Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheiseen kuvioon 1 viitaten.

[010] Kuviossa 1 esitetään poikkileikkaus ajoneuvon renkaan leveyssuuntaan jaetusta puolikkaasta eli kuviossa esitetään vain yksi sivupinta ja puolet kulu-tuspinnasta. Kuviossa esitetty ajoneuvon rengas 1, joka käsittää - kulutuspinnan 2, joka on tarkoitettu alustaa vasten vierivään kontaktiin, johon kulutuspintaan 2 on muodostettu kulutuspintakuvio 20, joka käsittää kehäuria 25 ja poikittaisuria 26 veden poistamiseksi alustan ja renkaan 1 väliseltä kontaktialueelta (selvyyden vuoksi näitä kulutuspintakuvion muodostavia kehä ja poikittaisuria ei ole esitetty kuviossa), - renkaan rungon 3, joka käsittää ainakin yhden runkokoordin 30 ja vyörakenteen 32, -jalka-alueen 5, joka käsittää kaapelin 50, sivukiilanauhan 52 ja kolmioliuskan 54, - sivunpinnan 4, joka käsittää sivupinnan ulommaisen kerroksen 41, sivukiilanauhan 52 sivulle nousevan osan, runkokoordin 30 ja innerin 31, -jolloin sivupinnan ulommainen kerros 41 on muodostettu kumiseoksesta, joka sisältää 0,2 - 0,5 paino-%:a aramidikuitua, jonka kuitupituus on 1 - 5 mm.

[011] Kuviossa 1 on esitetty nuolten avulla suuntaa-antavasti alueet, jotka voidaan katsoa olevan jalka-aluetta 5, sivupintaa 4 ja kulutuspintaa 2. Nuolten alueet eivät ole aivan tarkkoja ja eri rengasrakenteilla kohdat voivat vaihdella hieman. Rungon 3 osalta kuviossa on osoitettu vain yhteen komponenttiin, mutta runko on lähes koko renkaan poikkileikkauksen alueella.

[012] Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti aramidikuitujen pituus on 3 ± 1 mm, edullisesti 3 ± 0,5 mm. Edelleen erään suoritusmuodon mukaisesti ara-midikuitu on halkaisijaltaan 5-30 pm. Aramidikuidun yksittäisten säikeiden ollessa näiden mittojen määrittelemissä rajoissa ollaan rengastutkimuksissa saatu erityisen hyviä tuloksia.

[013] Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa mainittu ajoneuvon renkaan sivupinnan ulommainen kerros 41 on seuraava kerros runkokoordista 30 ulospäin. Tällaisessa ratkaisussa mahdollinen renkaan sivuun osuva viilto tai pisto kohdistuu ensimmäisenä aramidikuidun avulla viilto- ja pistosuojaominaisuuk-siltaan parannettuun kerrokseen. Kyseinen kerros ei vaurioidu kovinkaan helposti ja renkaan ulkonäkö säilyy entisellään. Myöskään alkuvauriosta mahdollisesti vähitellen etenevä renkaan vaurioituminen ei pääse alkuun. Mainitunlainen sivupinnan uloin kerros 41 myös suojaa runkokoordikerrosta 30 vaurioitumiselta, jolloin vastaava vähitellen etenevä vaurioitumismekanismi runkokoor-din langan katkettua ei pääse tapahtumaan.

[014] Erään suoritusmuodon mukaisesti ajoneuvon renkaan sivupinnan ulommainen kerros 41 on järjestetty suojaamaan myös jalka-aluetta 5. Tässä suoritusmuodossa sivupinnan ulommainen kerros 41 on kuvion 1 mukaiseen verrattuna ”venytetty” pidemmälle kohti jalka-aluetta 5, jopa aivan kärkeen saakka (ei ole esitetty kuviossa). Tällä tavalla rengasta voidaan suojata erityisesti renkaan ja vanteen reunaan kohdistuvalta viilto- tai pistoiskulta. Edelleen toisessa suunnassa eli kulutuspinnan suunnassa voidaan järjestää siten, että sivupinnan ulommainen kerros 41 ulottuu kulutuspinnan 2 alle siten, että mainittu sivupinnan ulommainen kerros 41 ja vyörakenne 32 ovat osittain lomittain. Näin suoja kohdistuu myös renkaan olkapään alueelle.

[015] Jossain tapauksissa myös kulutuspinnan reuna (tread wing) voi olla muodostettu samasta materiaalista kuin sivupinnan ulommainen kerros, mutta toisaalta voidaan yhtälailla järjestää siten, että kulutuspinnan reuna (tread wing) on muodostettu eri materiaalista kuin sivupinnan ulommainen kerros. Tässä tulee huomioitavaksi muita tekijöitä, jotka täytyy ottaa huomioon ja ovat ehkä merkittävämpiä kuin saavutettava viillon- tai pistonkestokyky.

[016] Edullisen suoritusmuodon mukaisesti tavanomaisissa henkilöauton renkaissa sivupinnan ulommaisen kerroksen paksuus on 1,5 - 5 mm, kuitenkin siten, että kerroksen ollessa muodostettu kiilamaiseksi kerroksen paksuus on välillä 0-10 mm. Erityisesti sivupinnan reuna-alueilla eli renkaan olkapään alueen lähistöllä ja jalka-alueen lähistöllä renkaan rakenneosat ovat poikkileikkaukseltaan kiilamaisia ja niiden paksuus vaihtuu, jolloin tällaisia kiilamaisia komponentteja voidaan muodostaa sivupinnan ulommaisen kerroksen kanssa yhteneviksi.

[017] Edelleen erään suoritusmuodon mukaisesti ajoneuvon renkaan sivupinnan ulommainen kerros on muodostettu kumiseoksesta, joka sisältää nokea 10-40 paino-%:a. Noella on tässä kohdassa positiivista vaikutusta renkaan hystereesiin, joten se alentaa vierintävastusta. Samoin noki edesauttaa arami-dikuitujen lujaa sitoutumista niitä ympäröivään materiaaliin, jolloin rakenteen repeämislujuus kasvaa. Todennäköisin valmistusmenetelmä sivupinnan uloimman kerroksen valmistamiseksi käsittää extruusiovaiheen, jolloin raaka-aine syötetään suulakkeen läpi rengaskomponentin eli välivaiheen osan valmistamiseksi. Mainittu aramidikuitu on orientoitu suulakepuristuksessa oleellisesti renkaan sivun tasosuuntaan, mutta on mainitussa tasosuunnassa kui-tuorientaatioltaan satunnainen, jolloin saadaan sopivasti verkkomainen rakenne. Tällä tavalla saadaan sivupinnan tasosuunnassa jokseenkin yhtä lujat ominaisuudet kaikkiin suuntiin, joka vastaa sopivalla tavalla tarpeeseen.

[018] Kuten alan ammattilaiselle on ilmeistä, keksintö ja sen suoritusmuodot eivät rajoitu edellä kuvattuihin suoritusmuotoesimerkkeihin. Patenttivaatimusten sisältämät tunnuspiirteiden olemassaoloa kuvaavat ilmaukset, esimerkiksi ”rengas käsittää kulutuspinnan”, ovat avoimia siten, että tunnuspiirteiden esittäminen ei poissulje sellaisten muiden tunnuspiirteiden, joita ei ole esitetty itsenäisissä tai epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa, olemassaoloa.

Kuvioissa esitetyt viitenumerot: 1 rengas 2 kulutuspinta 20 kulutuspintakuvio 22 kulutuspintapala 25 kehäura 26 poikittaisura 27 kulutuspinnan reuna (tread wing) 3 runko 30 runkokoordi 32 vyörakenne 4 sivupinta 41 sivupinnan uloimmainen kerros 5 jalka-alue 50 kaapeli 52 sivukiilanauha 54 kolmioliuska

Claims (11)

1. Ajoneuvon rengas (1), joka käsittää - kulutuspinnan (2), joka on tarkoitettu alustaa vasten vierivään kontaktiin, johon kulutuspintaan (2) on muodostettu kulutuspintakuvio (20), joka käsittää kehäuria (25) ja poikittaisuria (26) veden poistamiseksi alustan ja renkaan (1) väliseltä kontaktialueelta, - renkaan rungon (3), joka käsittää ainakin yhden runkokoordin (30) ja vyörakenteen (32), - jalka-alueen (5), joka käsittää kaapelin (50), sivukiilanauhan (52) ja kol-mioliuskan (54), - sivunpinnan (4), joka käsittää sivupinnan ulommaisen kerroksen (41), sivukiilanauhan (52) sivulle nousevan osan, runkokoordin (30) ja innerin (31), tunnettu siitä, että - sivupinnan ulommainen kerros (41) on muodostettu kumiseoksesta, joka sisältää 0,2 - 0,5 paino-%:a aramidikuitua, jonka kuitupituus on 1 - 5 mm.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että mainittu ajoneuvon renkaan (1) sivupinnan ulommainen kerros (41) on seu-raava kerros runkokoordista (30) ulospäin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että aramidikuitujen pituus on 3 ± 1 mm, edullisesti 3 ± 0,5 mm.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että sivupinnan ulommainen kerros (41) on järjestetty suojaamaan myös jalka-aluetta (5).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että sivupinnan ulommainen kerros (41) ulottuu kulutuspinnan (2) alle siten, että mainittu sivupinnan ulommainen kerros (41) ja vyörakenne (32) ovat osittain lomittain.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että kulutuspinnan reuna (tread wing) (27) on muodostettu samasta materiaalista kuin sivupinnan ulommainen kerros (41).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että kulutuspinnan reuna (tread wing) on muodostettu eri materiaalista kuin sivupinnan ulommainen kerros (41).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että sivupinnan ulommaisen kerroksen (41) paksuus on 1,5 - 5 mm, kuitenkin siten, että kerroksen ollessa muodostettu kiilamaiseksi kerroksen paksuus on välillä 0-10 mm .

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että sivupinnan ulommainen kerros (41) on muodostettu kumiseoksesta, joka sisältää nokea 10-40 paino-%:a.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että mainittu aramidikuitu on orientoitu renkaan sivun (4) tasosuuntaan, mutta on mainitussa tasosuunnassa kuituorientaatioltaan satunnainen.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon rengas (1), tunnettu siitä, että mainittu aramidikuitu on halkaisijaltaan 5-30 pm.