FI125498B - Nastarenkaan nasta ja nastarengas - Google Patents

Description

Nastarenkaan nasta ja nastarengas

Keksinnön kohteena on nastarenkaan nasta, joka käsittää rungon, jolla on keskiakseli, johon runkoon on sovitettu keskiakselin suuntainen nasta-tappi, joka nastatappi on sovitettu runkoon niin, että nastatapin toinen pää ul-konee rungon yläpinnasta, jolloin runko käsittää alalaipan, joka alapinta on tarkoitettu sijoitettavaksi renkaan nastareiän pohjan läheisyyteen, ja jolloin nasta-tapin rungosta ulkoneva pää on olennaisesti nelikulmion muotoinen. Keksinnön kohteena on edelleen nastarengas.

Nastarenkaan nastoja on kehitetty hyvin monenlaisia jo usean vuosikymmenen ajan ainakin 60-luvulta lähtien. Nastoille on eri aikoina asetettu hyvinkin erilaisia tavoitteita ja reunaehtoja. Alun perin päätavoitteena oli hyvän pitokyvyn aikaansaaminen. Ongelmana oli alusta lähtien nastan pysyminen renkaassa ja nastan asennon säilyminen renkaassa niin, että nastan pitokyky säilyy hyvänä. Nastan kulutuskestävyys oli myös esillä jo nastojen kehityksen alkuvaiheessa, sillä alkuaikoina nastan pitokyky muuttui voimakkaasti nastan kuluessa. Nastojen ulkonemalle ja pistovoimalle ei kehityksen alkuaikoina asetettu minkäänlaisia rajoitteita.

Ajan kuluessa nastojen tietä kuluttava ominaisuus nousi esille ja yleisessä liikenteessä käytettävien renkaiden nastojen ulkonemalle ja pisto-voimalle asetettiin rajoituksia, jotka vaikuttivat nastojen rakenteeseen.

Nastojen alkuvaiheiden olennaiset ongelmat, ts. nastan pitokyvyn muuttuminen kulumisen seurauksena, nastan pysyminen oikeassa asennossa ja nastojen pysyminen paikallaan renkaassa ovat kuitenkin edelleen akuutteja ongelmia, sillä uudemmat nastojen nastaulkonemaan ja pistovoimaan liittyvät rajoitukset ja määräykset vaikuttavat osaltaan myös seikkoihin, joilla on merkitystä nastojen pitokyvyn, nastojen oikean asennon säilymisen ja nastojen paikallaan pysymisen suhteen. Lisäksi autotekniikan kehityksen mukanaan tuoma autojen painon lisääntyminen ja ajonopeuksien kasvu on tuonut mukanaan omat lisävaikutuksensa edellä esitettyihin seikkoihin.

Esimerkkeinä vuosikymmenten kuluessa kehitetyistä ratkaisuista voidaan mainita Fl-patenttijulkaisuissa 82815, 89688 ja 119183 sekä Fl-patent-tihakemuksissa 864821,20021966, 20045363 ja 20085491 esitetyt ratkaisut.

Kuten edellä on esitetty, ajan kuluessa syntyneiden erilaisten reunaehtojen ja rajoitusten takia nastan ja sen osien suunnittelu on tullut yhä vaikeammaksi tehtäväksi. Tähän on syynä se, että nastan tulee olla kompromissi, jossa yritetään päästä hyviin pito-ominaisuuksiin ja kestävyysominaisuuksiin erilaisissa ajo-olosuhteissa ja erilaisilla teiden pinnoilla. Nastat eivät saa tänä päivänä kuluttaa teitä liiaksi, ts. nastaulkoneman ja pistovoiman tulee olla sallituissa rajoissa ja ne eivät myös saa muuttua olennaisesti käytön aikana, ts. nasta ei saa kulua liian nopeasti ja nastan pitää pysyä myös hyvin kiinni ja lisäksi oikeassa asennossa renkaassa. Nastan tulee lisäksi olla valmistustekni-sesti edullinen, sillä valmistuskustannusten tulee pysyä realistisella tasolla.

Kokonaisuutena ottaen nastarenkaan nasta on tänä päivänä kompromissi, jossa on otettava huomioon viranomaisen asettamat erilaiset määräykset ja normit. Lisäksi on pyrittävä hyviin ja myös kulumisen myötä hyvinä pysyviin pito-ominaisuuksiin ja hyvään kulutuskestävyyteen sekä realistisiin valmistuskustannuksiin. Kyseessä on siis hyvin monen tekijän huomioonottaminen, joka on käytännössä hyvin vaikea tilanne.

Edellä mainitut viranomaisen asettamat erilaiset määräykset ja normit ovat johtaneet siihen, että riittävän pitokyvyn aikaansaamiseksi nastatapin pään muotoilu on osoittautunut merkittäväksi seikaksi. Aiemmin nastatapin pää oli useimmiten poikkileikkaukseltaan pyöreä. Ajan kuluessa pyöreällä muodolla ei enää päästy parhaaseen mahdolliseen pitokykyyn, joten markkinoille alkoi tulla esimerkiksi poikkileikkaukseltaan neliömäisellä nastatapin päällä varustettuja nastoja. Muina esimerkkeinä alalla käytetyistä muodosta voidaan mainita ovaalimuotoisella, kolmiomaisella ja suorakaiteen muotoisella nastatapin päällä varustetut nastat.

Aiemmin tunnetun tekniikan mukaisilla ratkaisuilla ei kuitenkaan ole päästy parhaaseen mahdolliseen lopputulokseen. Tämä on näkynyt siinä, että erilaisia uusia ratkaisuja kehitetään jatkuvasti eri valmistajien toimesta huolimatta siitä, että kehitystyötä on tehty varsin voimakkaasti myös viime aikoina, jolloin viranomaisten asettamat reunaehdot ja rajoitukset ovat pysyneet pääosin muuttumattomina.

Edellä mainitut jatkuvasti akuutit ongelmat, ts. riittävien pito-ominaisuuksien aikaansaaminen, nastan pysyminen renkaassa ja myös nastan oikean asennon säilyminen käytön aikana on edelleen akuutti epäkohta nykyisten nastakonstruktioiden yhteydessä.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada nastarenkaan nasta ja myös nastarengas, joiden avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään eliminoimaan. Tähän on päästy keksinnön mukaisen nastarenkaan nastan avulla. Keksinnön mukainen nastarenkaan nasta on tunnettu siitä, että nastatapin ulkonevan pään ainakin kahteen vastakkaiseen sivuun on muodostettu useita pitoelementtejä.

Keksinnön etuna on se, että nastatapissa olevat pitoelementit muodostavat tavallaan kynnet, jotka lisäävät nastan pitokykyä liukkaalla alustalla. Keksinnön mukainen ratkaisu on lisäksi tuotantoteknisesti edullinen ja sitä voidaan soveltaa hyvin erilaisten nastatyyppien yhteydessä.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitetyn sovellutusesimerkin avulla, jolloin, kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen nastan erästä sovellutusmuotoa periaatteellisena sivusta nähtynä kuvantona, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista sovellutusmuotoa periaatteellisena ylhäältä nähtynä kuvantona ja kuvio 3 esittää periaatteellisesti renkaan kulutuspinnan osia, joihin on sovitettu kuvioiden 1 ja 2 mukaisia nastoja.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty keksinnön mukaisen nastarenkaan nastan eräs sovellutusesimerkki. Viitenumeron 1 avulla on merkitty nastan runko. Nastan keskiakseli on merkitty kuvioon 1 viitteen K avulla.

Nastan runkoon 1 sovitettu nastatappi on merkitty viitenumerolla 2. Viitenumeron 3 avulla kuvioihin on merkitty tässä sovellutusmuodossa rungon osana oleva ylälaippa. Ylälaipan 3 yläpinta on tarkoitettu sijoitettavaksi renkaan kulutuspinnan alueelle tai läheisyyteen asennettaessa nasta nastarenkaassa olevaan nastareikään. Nastatappi 2 on sovitettu runkoon 1 niin, että nastatapin toinen pää 4 ulkonee ylälaipan 3 yläpinnasta.

Nasta käsittää edelleen rungon 1 osana olevan alalaipan 5. Alalai-pan 5 alapinta on tarkoitettu sijoitettavaksi renkaan nastareiän pohjan läheisyyteen. Edellä mainitut seikat ovat täysin tunnettua tekniikkaa alan ammattihenkilölle, joten ko. seikkoja ei esitetä tarkemmin tässä yhteydessä.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisen sovellutuksen nastatapin 2 pää 4 on poikkileikkaukseltaan nelikulmion muotoinen. Keksinnön olennaisen ajatuksen mukaisesti nastatapin 2 ulkonevan pään 4 ainakin kahteen vastakkaiseen sivuun on muodostettu yksi tai useampia pitoelementtejä 9. Nastatapin 2 päässä 4 olevat pitoelementit 9 muodostavat eräänlaiset kynnet, jotka lisäävät pito-voimaa liukkaalla pinnalla.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa sovellutusmuodossa nastatapin poikkileikkaus on edullisesti suorakaiteen muotoinen. Pitoelementit 9 on muodostettu nastatapin ulkonevan suorakaiteen muotoisen pään pidempiin sivuihin. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa mahdollisuus, vaan pitoelementit 9 voidaan myös sovittaa nastatapin suorakaiteen muotoisen pään lyhempiin sivuihin tai kaikkiin sivuihin. Jos nastatapin ulkoneva pää on tasasivuisen nelikulmion muotoinen, niin pitoelementit voidaan sijoittaa jommallekummalle vastakkaisille sivuille tai kaikille sivuille. Pitoelementtien määrä nastatapin pään kullakin sivulla voi olla sama tai erilainen, esimerkiksi suorakulmiona vastakkaisilla pidemmillä sivuilla voi olla tietty määrä pitoelementtejä ja lyhemmillä vastakkaisilla sivuilla pidempiin sivuihin nähden pienempi määrä pitoelementtejä jne.

Pitoelementit 9 ovat kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa sovellutusesimerkissä rungon 1 pituusakselin K suuntaisia uria. Urat eivät kuitenkaan ole ainoa mahdollinen ratkaisu, vaan pitoelementit 9 voidaan myös muodostaa esimerkiksi rungon pituusakselin suuntaisista harjanteista. Pitoelementtien 9 ei myöskään välttämättä tarvitse olla rungon pituusakselin K suuntaisia, vaan rungon pituusakselin K suhteen kulmittaisessa asennossa olevat pitoelementit 9 ovat mahdollisia.

Pitoelementit 9 on kuvioiden 1 ja 2 esimerkissä sovitettu ulottumaan keskiakselin suunnassa katsottuna nastatapin ulkonevan pään koko pituuden yli. Tämä ei myöskään ole ainoa mahdollisuus, vaan pitoelementit 9 voivat ulottua vain nastatapin pituuden osan matkalle. Myös vinossa asennossa olevat pitoelementit voivat ulottua joko koko nastatapin pinnan yli tai vain ko. pinnan osan yli.

Pitoelementtien 9 muotoa ei myöskään ole mitenkään rajoitettu. Kuvioiden 1 ja 2 esimerkissä pitoelementteinä 9 olevat urat ovat poikkileikkaukseltaan kaarevia uria. Urien muotoa ei kuitenkaan ole mitenkään rajoitettu ko. muotoon, vaan myös muunlaiset urat, esimerkiksi poikkileikkaukseltaan kulmikkaat urat kolmion, ts. v-muotoiset urat jne. ovat mahdollisia. Vastaavat muodot ovat luonnollisesti mahdollisia kun pitoelementit muodostetaan harjanteiden avulla.

Kuvioiden esimerkkinä on nasta, joka käsittää ylälaipan 3 ja alalai-pan 5, joiden reunoihin on muodostettu pitopinnat 7, 6. Kuvioiden esimerkissä em. pitopinnat on sovitettu kohdakkain katsottuna toistensa kanssa katsottaessa rungon 1 keksiakselin K suunnassa. Kuvioiden esimerkissä pitopinnat ovat kaarevia pintoja. Keksintöä ei ole kuitenkaan millään tavoin rajoitettu kuvioiden esimerkkiin, vaan keksintöä voidaan soveltaa myös sellaisen nastan yhteydessä jossa pitopinnat ovat toisenlaisia ja/tai ne on sijoitettu toisin. Keksintöä voi- daan edelleen soveltaa myös sellaisen nastan yhteydessä, jossa ei ole em. pi-topintoja lainkaan.

Kuviossa 3 on esitetty leikkauskuvantona periaatteellisesti osa renkaan 8 kulutuspinnasta, johon nastat on kiinnitetty sinänsä tunnetulla tavalla. Renkaassa on normaalisti useita kymmeniä nastoja. Kuviossa 3 on esitetty esimerkinomaisesti ainoastaan osa renkaan 8 kulutuspinnasta niin, että kaksi nastaa on näkyvissä. Renkaassa voi olla yksinomaan keksinnön mukaisia nastoja tai vaihtoehtoisesti osa nastoista voi olla keksinnön mukaisia nastoja ja osa jotain muita nastoja. Nastat voidaan sijoittaa renkaaseen millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla, esimerkiksi useaan riviin ja porrastetusti toisiinsa nähden jne.

Keksintöä on kuvattu edellä erään kuvioissa esitetyn sovellutusesimerkin avulla. Keksintöä ei kuitenkaan ole mitenkään rajoitettu kuvioiden esimerkkiin, vaan keksintöä voidaan soveltaa vapaasti oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

1. Nastarenkaan nasta, joka käsittää rungon (1), jolla on keskiakseli (K), johon runkoon on sovitettu keskiakselin suuntainen nastatappi (2), joka nastatappi (2) on sovitettu runkoon niin, että nastatapin toinen pää (4) ulkonee rungon yläpinnasta, jolloin runko (1) käsittää alalaipan (5), joka alapinta on tarkoitettu sijoitettavaksi renkaan nastareiän pohjan läheisyyteen, ja jolloin nasta-tapin (2) rungosta ulkoneva pää (4) on olennaisesti nelikulmion muotoinen, tunnettu siitä, että nastatapin (2) ulkonevan pään (4) ainakin kahteen vastakkaiseen sivuun on muodostettu useita pitoelementtejä (9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nasta, tunnettu siitä, että natatapin (2) ulkoneva pää (4) on poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoinen ja että pitoelementit (9) on muodostettu nastatapin ulkonevan pään (4) pidempiin sivuihin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen nasta, tunnettu siitä, että pitoelementit (9) ovat rungon keskiakselin (K) suuntaisia uria.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen nasta, tunnettu siitä, että pitoelementit (9) on sovitettu ulottumaan keskiakselin (K) suunnassa katsottuna nastatapin ulkonevan pään (4) koko pituuden yli.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen nasta, tunnettu siitä, että pitoelementit (9) ovat poikkileikkileikkaukseltaan kaarevia uria.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen nasta, tunnettu siitä, että pitoelementit (9) ovat poikkileikkileikkaukseltaan kulmikkaita uria.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen nasta, tunnettu siitä, että pitoelementit (9) ovat poikkileikkileikkaukseltaan kolmion muotoisia uria.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen nasta, tunnettu siitä, että runko (1) käsittää ylälaipan (3).

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen nasta, tunnettu siitä, että ylälaipan (3) ja/tai alalaipan (5) reunaan on muodostettu pitopinnat (7, 6).

10. Nastarengas, jonka kulutuspintaan on sovitettu useita nastoja, tunnettu siitä, että ainakin osa nastoista on jonkin patenttivaatimuksen 1 -9 mukaisia nastoja.