FI56647C - Pneumatisk daeck - Google Patents

Description

·λ£*Τ·\ rKl KUULUTUSJULKAISU

[Β] (1*) utlAcgningsskrift 5664 7 C (45) Patentti oyönr.^tty 10 03 2930 Patent raeddelat (51) Ky.lk.»/lnt.CI* B 60 C 17/00 B 60 C 13/00 SUOMI—FINLAND (21) Pitanctlhskamui—Pttantanadkning 3023/7^

. (22) Htkamltptivft—Amekningtdag l6.10.7U

* * (23) Alkuptlvi— Gllti jhattdij 16.10.7^

(41) Tullut luikituksi—Bllvlt offuntjlg 21 0U TS

Patentti- ja rekfsterlhallltu* ' '3 (44) Nfthttviksl panon ja kuul.|ulkaltun pvm.—

Patent- ocn registerstyrelcen Antökan utiagd och utl.tkriftan publkurad 30.11.79 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkeus—Bugird prlorltut 20.10.73 Englanti-England(GB) 489Ö1/73 (71) Dunlop Limited, Dunlop House, Ryder Street, St. James's, London SW1, Englanti-England(GB) (72) Reginald Harold Edvards, Sutton Coldfield, Warwickshire, John Anthony Holdsvorth, Redditch, Worcestershire, Englanti-England(GB) (7*0 Oy Jalo Ant-Wuorinen Ah (54) Pneumaattinen rengas - Pneumatiskt däck Tämä keksintö koskee pneumaattisia renkaita ja erityisemmin renkaita, jotka sopivat käytettäviksi voidellussa rengas/pyörä-yhdistelmässä joka on käyttökelpoinen sen jälkeen kun rengas on painunut kokoon.

Tämän tapaisia yhdistelmiä on selitetty esimerkiksi brittiläi-- sissä patenteissamme No. 1,359,467, 1,359,468 ja 1,359,461.

Kun tavanomaisella pneumaattisella renkaalla ajetaan paineistetussa tilassa, rajoittaa renkaassa oleva paineilma renkaan taipumista _ kuormitettuna. Taipumista voidaan muuttaa normaalikäytössä suuren tamalla ilmanpainetta, esimerkiksi renkaan taipuman pienentämiseksi haluttaessa ajaa nopeasti suurella kuormalla, tai pienentämällä ilmanpainetta, esimerkiksi renkaan taipuman suurentamiseksi ja pitokyvyn parantamiseksi ajettaessa alhaisella nopeudella lumi- tai liejukelillä.

Renkaalla ajettaessa kokoonpainuneessa tilassa riippuu renkaan taipuma kuormituksen alaisena vain itse renkaan jäykkyydestä. On ilmaistä, että kun kitka yhdistelmässä olevien toisiaan koskettavien pintojen välillä on poistettu, mikä aiheuttaa välittömästi suuren lämmön kehittymisen jos ajetaan voitelemattomalla kokoonpainuneella 2 56647 renkaalla, tulee ongelma ajon jatkuessa olemaan itse kumin joustamisen aiheuttama lämpö, hystereesin kautta.

Aikaisemmissa patenttihakemuksissamme no. 2186/72 ja 350M-/73 olemme osoittaneet, että tällä tavalla syntynyttä lämpöä voidaan vähentää käyttämällä suurkimmoista kumia. Ongelmaa ei kuitenkaan voida poistaa tällä tavalla koska 100%:n kimmoisuuden omaavaa kumilaatua, jota voitaisiin käyttää renkaan sivuseinämässä, ei ole olemassa.

Renkaan sivuseinämien voimakas joustaminen, joka ilmenee kun renkaalla ajetaan kokoonpainuneessa tilassa, tapahtuu niissä renkaan osissa, jotka tulevat renkaan ja maan väliselle kosketusalueelle»kulkevat sen läpi ja poistuvat siitä. Tämä joustaminen on kompleksista — taipumista sekä säteensuuntaisessa tasossa että tasossa, joka on kohtisuorassa sivuseinämäpintaa ja säteensuuntaistasoa vastaan, ja olettaen ettei renkaan sivuseinämässä ole mitään syviä uria tai vas- _ taavia jännitystä lisääviä osia, tapahtuu taipuminen renkaan sivu-seinämän siinä osassa joka ulottuu säteensuunnassa sisäänpäin renkaan suurinta leveyttä vastaavasta, kohdasta renkaan olakkeeseen.

Keksinnön mukaisesti sen kohteena on pneumaattinen rengas joka on käyttökelpoinen kokoonpainuneessa tilassa, ja joka käsittää pusku-rikerroksen kannattaman kulutuspinnan, sivuseinämäosat ja palteet ja jota vahvistaa säteensuuntaistasoissa kulkevista kordeista koostuva karkassi, jolloin renkaan poikkileikkaussuhde on alle 75%, jolloin keksintö tunnetaan siitä, että kummankin sivuseinämän paksuus on seinämän ohuimmalla kohdalla vähintään 5% renkaan kokonaisleveydestä, jolloin kyseisestä sivuseinämäpaksuudesta on vähintään 25% kyseisen rengaskarkassin sisäpuolella olevaa kumia, ja että sivuseinämän paksuus kasvaa renkaan maksimileveyden kohdasta renkaan olkaa kohti, jolloin vähintään 25% sivuseinämän paksuudesta sivuseinämän ohuimman kohdan ja renkaan olan välisellä alueella on rengaskarkassin sisäpuolella olevaa kumia. ~

Olemme nyt todenneet, että lämmönkehittymisen pienentämiseksi si-vuseinämissä on eduksi suurentaa taipumien kaarevuussädettä sivu-seinämissä tekemällä sivuseinämä paksummaksi ja samalla tasoittaa sivuseinämäkumissa esiintyviä jännityksiä sijoittamalla kumia kar-kassikerrosten sisäpuolelle siten, että nämä kerrokset sijaitsevat sivuseinämän keskustassa tai lähellä sitä.

Näinollen on sivuseinämän neutraaliakselin molemmin puolin kumipaksunnos, jolloin neutraaliakseli sijaitsee karkassikerroksis-sa tai niiden vieressä johtuen niiden venymättömyydestä kumin suh- 3 66647 teen. Tämän merkitys on siinä, että riippumatta siitä taipuuko sivuseinämä sisäänpäin vai ulospäin, on olemassa suhteellisen paksu kumikerros säteensuunnassa sisäänpäin neutraaliakselista (kyseessä on taipuman käärevuussäde), joka kerros joutuu alttiiksi puristukselle. Kumin puristuksenkestävyys on paljon suurempi kuin sen veny-miskestävyys, josta syystä sivuseinämän vastustus terävää taittamista vastaan jompaankumpaan suuntaan suurenee. On ilmeistä että kun renkaalla ajetaan kokoonpainuneessa tilassa sivuseinämä joutuu taivutukselle alttiiksi kahdessa suunnassa kun se ohittaa kosketusalueen maan "" kanssa; ensiksi sivuseinämä taipuu kuperaksi sisäänpäin muodostaen taitteen tullessaan kosketusalueeseen maan kanssa, ja tämän jälkeen se taipuu kuperaksi ulospäin muodostaen ''litteän” taitteen koske-tusalueella maan kanssa ja tämän jälkeen ensimmäinen taite uusiutuu kun sivuseinämä poistuu kosketusalueelta maan kanssa.

Sivuseinämän ohuin osa sijaitsee sopivimman renkaan maksimile-veyden vieressä, jolloin Sivuseinämän paksuus suurenee ohuimmasta kohdasta renkaan olaketta päin ja jolloin ainakin 25% sivuseinämän paksuudesta tällä alueella sivuseinämän ohuimman kohdan ja renkaan olakkeen välissä on renkaan karkassin sisäpuolella olevaa kumia.

Sivuseinämien paksuus ei sopivammin ole suurempi kuin 10% renkaan maksimileveydestä ja sopivimman 30-50% sivuseinämän paksuudesta käsittää kumia karkassin sisäpuolella.

On toivottavaa että renkaan sivuseinämät ja palleosat ovat hyvin joustavaa kumia lämmönkehittymisen vähentämiseksi minimiinsä. Sivuseinämät ja vuorauskumit ovat sopivammin kovuudeltaan 45-65 shore A olevia seoksia ja niiden kimmoisuus on sopivimman ainakin 85% 50°C lämpötilassa mitattuna Dunlopin heiluri-menetelmän avulla (DS 903 osa A8 menetelmä *0') ja vielä sopivimman 87% kuten patentti-hakemuksessa No. 2186/72 on esitetty. Käytettävät kovemmat kumilaa-dut esimerkiksi pallekärkeä sekä palleliuskaa varten pallealueella ovat kovuudeltaan sopivimman ainakin 70 shore A ja kimmoisuudeltaan yli 60% mitattuna 50°C lämpötilassa saman menetelmän avulla ja vielä sopivimman 65%. On ilmeistä että mitä kovempi kumiseos on , sitä vaikeampi on aikaansaada korkea kimmoisuus. Toisaalta mitä kovempi ja siitä syystä jäykempi kumi on, sitä vähemmän jännityksiä syntyy kumissa tietyssä kuormituksessa joten myös sitä vähemmän joustamista tapahtuu kumissa.

^ 56647

Rengas on sopivimmin muodoltaan ja rakenteelliselta jäykkyydeltään sellainen kuten on esitetty patenttihakemuksessamme No.

2638/72 halutun poikittaisjäykkyysasteen saavuttamiseksi kun rengasta käytetään kokoonpainuneessa tilassa.

Tämän keksinnön mukaista rengasta voidaan edullisesti käyttää renkaan ja pyörän yhdistelmässä, joka on varustettu kaksiosaisella voitelujärjestelmällä kuten on esitetty patenttihakemuksessamme No. 1382/73 ja GB-patenttihakemuksessamme >+0,823/72.

Keksintö esitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa vain esimerkin avulla ja viitaten oheiseen piirustukseen, jossa: _

Kuv. 1 esittää sivukuvaa renkaan ja pyörän yhdistelmästä, jossa sivuseinämien paksuus on tavanomainen ja joka on kuormitetussa kokoonpainuneessa tilassa;

Kuv. 2 vastaa kuviota 1 ja esittää keksinnön mukaista renkaan ja pyörän yhdistelmää;

Kuv. 3 poikkileikkausta tämän keksinnön mukaisen renkaan ja pyörän yhdistelmästä, ja

Kuv. 4 poikkileikkausta keksinnön mukaisen renkaan ja pyörän yhdistelmästä maan ja renkaan välisellä kosketusalueella, renkaan ollessa kokoonpainunut ja säädetyn kuormituksen alaisena.

Kuvio 1 esittää kokoonpainuneella renkaalla ajettaessa ilmenevää taipumista, joka renkaiden tavanomaisen seinämäpaksuuden ollessa kysymyksessä aiheuttaa teräviä taitteita jotka todennäköisesti synnyttävät paikallista lämpenemistä ja siitä johtuvaa rikkoutumista. Kohdassa Ά* sivuseinämä on taipunut kuperasti sisäänpäin tasossa, joka on kohtisuorassa sivuseinämän pintaa vastaan ja säteissuuntaistasoa vastaan. Kohdassa * B* sivuseinämä on taas taipunut säteissuuntais-tasossa kuperasti ulospäin kuten kuviossa H on esitetty. Kohdassa ♦C' tilanne on sama kuin alueella Ά*. Kuten piirustuksesta ilmenee ja kun voimakkaita poikittaisvoimia ei ilmene, tämä -taipuminen keskittyy sille sivuseinämän alueelle, joka ulottuu hieman renkaan maksimi le veyskohdan alapuolelta renkaan olakkeeseen. On ilmeistä, että kohdissa A ja C sivuseinämän valettu kaarevuus muuttuu päinvastaiseksi .

Kuvio 2 esittää tilannetta kun kysymyksessä tämän keksinnön mukainen rengas on. Sivuseinämän kaarevuus kaikissa kohdissa Ά', • B* ja fCr on pienentynyt, koska joka kohdassa sivuseinämän neutraa-liakselin sisäpinta on varustettu kumipaksunnoksella. Tämä kumi 5 56647 perustuu kokoon ja sillä on tietenkin hyvin korkea puristusmoduli.

Renkaan sivuseinämän sisäpuolinen rakenne on esitetty yksityiskohtaisesti kuviossa 3. Renkaan vahvikerakenne käsittää kaksi palle-ydintä 10, vyökerroskarkassin 11, joka ulottuu palteesta palteeseen ja käsittää kaksi raionkordikerrosta, joiden kulma renkaan keski-kehätason suhteen on 88°, sekä puskurikerrosyhdistelmän 12, joka käsittää kaksi teräskordikerrosta joiden kulma on 18°, jolloin toisen kerroksen toinen reuna on taivutettu ulospäin kuten on esitetty ja toisen kerroksen toinen reuna on taivutettu sisäänpäin.

, - Renkaan kumikomponentit käsittävät kulutuspintakumin 13, vuorauk sen 14, sivuseinämäkumin 15, pallekärkiliuskan 16 ja palleliuskan 17. Kulutuspintakumiseos on tavanomainen synteettinen kumikulutuspinta-seos (SBR), jonka kovuus on 67, shore A:n mukaan ja kimmoisuus 47%. Vuoraus 14 on valmistettu luonnonkumiseoksesta ja on kovuudeltaan 55 shore A:n mukaan ja kimmoisuus 87%, ja sivuseinämäkumi 15 on toinen luonnonkumiseos mutta on kimmoisuudeltaan 87% ja kovuudeltaan 60 shore A:n mukaan. Kärjen ja väkäsliuskan kumiseos on sama ja perustuu 85% luonnonkumi/15% SBR polymeriseokseen, jonka kovuus on 80 shore A:n mukaan ja kimmoisuus 62%.

Piirustuksessa esitetty rengas on 205/65 375 - tyyppinen, joka on esitetty patenttihakemuksessa No. 2638/72 ja jonka taaksimileveys on 193 mm kun se on asennettu pyöränvanteelle ja täytetty ilmalla.

Rengas on esitetty kuviossa 3 sen valetussa muodossa, sen kulutus-pinnan leveys on 176 mm ja se asennetaan pyöränvanteelle, jonka leveys on 105 mm. Sivuseinämän kokonaispaksuus kapeimmassa kohdassa - 'DT,joka on lähinnä renkaan leveintä kohtaa, on 13 mm, jolloin ren kaan karkassin sisäpuolella on 5 mm ja ulkopuolella on 5 mm kumia. Renkaan olakkeen kohdalla Έ' on sivuseinämän kokonaispaksuus kas-_ vanut 27 mm:iin, jolloin kumin paksuus karkassin sisäpuolella on 9 mm ja ulkopuolella 16 mm.

Kuviossa 4 rengas on esitetty asennettuna vanteelle 18 täysin staattisessa kuormitetussa ja kokoonpainuneessa tilassa. Tässä tilassa renkaan sisäpinta on kosketuksessa itsensä kanssa kahdessa kohdassa, mutta taipuneiden sisäseinämien kaarevuus pysyy minimissä kumin puristusvoiman ansiosta kohdassa 'F* renkaan sisäseinämien neutraaliakselin sisäpuolella.

Claims (4)

6 56647 Renkaan ja pyörän yhdistelmä on voideltu sisäpuolelta jotta sitä voitaisiin käyttää kokoonpainuneessa tilassa. On ilmeistä että kuviossa 4 esitetty staattinen kuormitustila ei ole suurin mahdollinen kuormitus, jolle rengas tulee alttiiksi dynaamisissa olosuhteissa. Rengas määritetään kuormitusta varten staattisissa olosuhteissa, koska on ilmeisesti helpompaa määrittää tämä olotila. Renkaan kannattaessa dynaamisissa olosuhteissa täyden staattisen kuorman voi renkaan kannattama todellinen kuorma kuitenkin olla huomattavasti suurempi johtuen esimerkiksi painonsiirtymi-sestä jarrutuksen tai kaarreajon aikana. •

1. Kokoonpainuneena käyttökelpoinen pneumaattinen rengas, joka muodostuu puskurikerroksella (12) vahvistetusta kulutuspinnasta (13), sivuseinämistä (14, 15) sekä palteista (10), jonka renkaan poikkileikkaussuhde on alle 75 % ja joka on vahvistettu karkassilla (11), jonka kordit kulkevat oleellisesti säteen suunnassa, tunnettu siitä, että kummankin sivuseinämän (14, 15) paksuus on seinämän ohuimmalla kohdalla vähintään 5 % renkaan kokonaisleveydes-tä, jolloin kyseisestä sivuseinämäpaksuudesta on vähintään 25 % kyseisen rengaskarkassin (11) sisäpuolella olevaa kumia (14), ja että sivuseinämän paksuus kasvaa renkaan maksimileveyden kohdasta renkaan -olkaa kohti, jolloin vähintään 25 % sivuseinämän paksuudesta sivu-seinämän ohuimman kohdan ja renkaan olan välisellä alueella on rengaskarkassin (11) sisäpuolella olevaa kumia (14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pneumaattinen rengas, tunnettu siitä, että sivuseinämän (14, 15) ohuin kohta sijaitsee renkaan maksimileveyden kohdalla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pneumaattinen rengas, tunnettu siitä, että sivuseinämien (14, 15) paksuus ohuimmassa kohdassa on korkeintaan 10 % renkaan kokonaisleveydestä.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen pneumaattinen rengas, tunnettu siitä, että 30-50 % sivuseinämän (14, 15) kokonaispaksuudesta on karkassin sisäpuolella olevaa kumia (14).