FI58613B - Pneumatiskt daeck - Google Patents

Description

γβΙ kuulutusjulka.su cftJCIT

JEST* LBJ (11) UTLÄGGNINGSSKMFT 0Ö010 C Patentti "yönnrtty 10 03 1031 ^ v ^ (51) KvJk?/^a^meB "li>11/00, 1/00 SUOMI—FINLAND (21) Pu«nuihtk*mu« — Pttanum6knlng 770758 (22) HtkemliplM — An*ttknlnpd»g 09-03*77 (FI) (23) Alkuptlvft—Glltlghtttdtg 09-03-77 (41) Tullut (ulkitaksl — Bllvlt offantllg 13-09-77

Patentti· ja rekisterihallitus NlhtfvUulpanon j. kuuLiulk^un pvm.- . η '

Patent· och registerstyrelsen ' Anteksn utltgd och utLskrtfun publicw«d 2o.ll.oo (32)(33)(31) Pyydatty etuolkeui—Bajlrd priority 12.03-76 23.07.76 Englanti-England(GB) 9935/76, 307^5/76 (71) Dunlop Limited, Dunlop House, Ryder Street, St. James's, London SW1,

Englant i-England(GB) (72) Robert Bond, Lichfield, Staffordshire, Arthur Roger Williams,

Birmingham, Warwickshire, Englanti-England(GB) (7^) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ah (5*0 Pneumaattinen rengas - Pneumatiskt- däck Tämä keksintö koskee pneumaattisia renkaita ja varsinkin sellaisia pneumaattisia renkaita, joissa on kulutuspintaosa ja kaksi kylkeä, jotka kyljet päättyvät jäykälle pyöränvanteelle sijoitettaviin palteisiin.

Rengasteollisuus on suorittanut hyvin paljon tutkimustyötä ajoneuvojen pyöriä varten tarkoitettujen pneumaattisten renkaiden kehittämiseksi, joiden pitokyky on hyvä sekä kuivalla että märällä pinnalla, joista viimeksimainittu muodostaa suuremman ongelman, koska vesi on hyvin tunnettu kumin voiteluaine.

Kahden viime vuosikymmenen aikana on tuotettu synteettisiä kumisia polymeerejä, ja nämä ovat johtaneet suurkitkakumien kehittämiseen, joiden pitokyky märällä pinnalla on erittäin hyvä. On kuitenkin oletettu, että erityisen kumiseoksen märkäpito riippuu kumin hys-tereesiominaisuuksista, koska parhain märkäpito saavutetaan seoksilla, joiden hystereesi on suuri (vrt. GB-patenttijulkaisua No 837 849).

Suurhystereesillä tarkoitetaan seoksia, joiden palautusjoustavuus (mitattuna Brittiläisen standardin B.S. 903 mukaan Dunlop'in heilurimenetelmän avulla) ei ole suurempi kuin 40 %/50°C:ssa.

On ilmeistä, että normaalin pneumaattisen renkaan kokemissa 2 58613 dynaamisissa olosuhteissa ei korkea hystereesi ole toivottu, koska kumin energiahäviö muuttuu lämmöksi, mikä aiheuttaa renkaan ylikuumenemisen tietyssä sovellutuksessa jos käytetään kumia, jonka hystereesi on liian korkea.

Tästä syystä kumeja, joiden hystereesi on korkea, kuten sty-reenibutadieenikumia, jotka ovat edullisia käytettyinä kulutuspinta-seoksissa niiden hyvän märkäpitoisuuden vuoksi, käytetään pneumaattisissa renkaissa ainoastaan silloin jos renkaassa syntyvä lämpö voidaan hyväksyä rengasta vahingoittamatta. On käytettävä suuria määriä matalahystereesistä kumia sellaisissa pneumaattisissa renkaissa, kuten kuorma-autojen ja puskuritraktorien renkaissa, joissa kumin paksuus on suurin ja jotka ovat eniten alttiita puhkeamiselle lämmön-kehityksen takia. Tällä hetkellä saatavissa olevia kumiseoksia, joiden märkäpito on suurin, nimittäin joita käytetään kilpa-autoissa märkärenkaina, ei voida käyttää esimerkiksi kuorma-autojen ja puskutraktorien renkaissa kuivalla tienpinnalla ilman ylikuumenemista.

On todettu, että on mahdollista erottaa ne kumiseoksen ominaisuudet, jotka ovat välttämättömät parannetun märkäpidon saavuttamiseksi, niistä ominaisuuksista, jotka johtavat suureen lämmönkehityk-seen renkaan pyöriessä normaalisti.

Tämän keksinnön mukaan on aikaansaatu pneumaattinen rengas, jossa on kulutuspinta, kyljet ja palteet, jotka on tarkoitettu sijoitettaviksi jäykälle pyöränvanteelle ainakin osan renkaan kuliituspin-nasta ollessa polymeeristä ainetta, jolle renkaalle on tunnusomaista, että polymeerisen aineen häviÖkerroin on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,35 taajuusalueella 1,5-150 Hz ja lämpötilassa 24°C sekä 1 %;n jännityksellä kun taas taajuusalueelle 40 kHz - 1000 kHz ja lämpötilas-sa 100°C, muodonmuutostason ollessa 10-100 x 10 mm, häviöker-rointa taajuuden log-^g suhteen esittävässä kaaviossa pinta-ala näiden taajuusraja-arvojen välissä ja häviökertoimen = 0,012 yläpuolella, jaettuna häviökertoimen = 0,012 alapuolella olevalla kokonaispinta-alalla, on suurempi tai yhtä suuri kuin 3,4.

Polymeerisen aineen häviÖkerroin on sopivimmin pienempi tai yhtä suuri kuin 0,20 taajuusalueelle 1,5-150 Hz ja lämpötilassa 24°C ja jännityksen ollessa pienempi kuin 1 %.

Tämän keksinnön erään toisen tarkoitusperän mukaan on aikaansaatu pneumaattinen rengas, jossa on kulutuspinta, kyljet ja palteet, jotka on tarkoitettu sijoitettaviksi jäykälle pyöränvanteelle, jolloin ainakin osa renkaan kulutuspinnasta on polymeeristä ainetta, 3 58613 jonka häviökerroin on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,2 taajuusalueella 1,5-150 Hz lämpötilassa 24°C ja 1 %:n jännityksellä, kun taas taajuusalueella 40-1000 kHz lämpötilassa 100°C ja muodon- muutostason ollessa 10-100 x 10 J mm, häviökerrointa taajuuden log1Q suhteen esittävässä kaaviossa pinta-ala näiden taajuusrajojen välissä häviökertoimen = 0,1 yläpuolella, jaettuna häviökertoimen = 0,1 alapuolella olevalla kokonaispinta-alalla, on suurempi tai yhtä suuri kuin 1,2.

Tässä selityksessä häviökerroin on yhtä kuin kulutuspinnan polymeeriseen aineeseen absorboidun energiamäärän muodonmuutosvaihet-ta kohti ja 2 Π x maksimaalisen säiliöidyn energian välinen suhde.

On todettu, että pneumaattisen renkaan muodonmuutostaajuus normaalikäyttöolosuhteissa on alemmalla taajuusalueella 1,5-150 Hz, mutta että renkaan ja tienpinnan kosketusalueella jarrutettaessa ja pyörien ollessa lukittuina renkaan kulutuspintojen muodonmuutokset ovat taajuusalueella 40-1000 kHz tienpinnan kuvioinnista johtuen. Tästä syystä oletetaan, että on mahdollista saada aikaan rengas, jonka kulutuspinnan hystereesihäviö on tyydyttävän alhainen normaalioloissa, mutta jonka märkäpito on hyvä johtuen kulutuspinnan esitetystä suhteellisesti suuremmasta hystereesihäviöstä suurtaajuusti-lanteissa.

Tämän keksinnön selittämiseksi yksityiskohtaisemmin viitataan oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää häviökertoimen (L) käyrää suhteessa taajuuden (f) log-^g :een edelläesitetyllä alemmalla taajuusalueella; kuvio 2 häviökertoimen (L) käyrää suhteessa taajuuden (f) l°gi0:een edelläesitetyllä suuremmalla taajuusalueella, ja kuvio 3 käyriä luistokitkan kertoimesta märissä olosuhteissa suhteessa nopeuteen neljän renkaan osalta, joiden kulutuspinnat ovat erilaisia polymeerisiä aineita.

Kuviossa 1 esitetyssä piirroksessa on häviökertoimia L = 0,35 ja / ja taajuuksia f = 1,5 Hz ja 150 Hz esittämien viivojen ympäröimä alue varjostettu. Keksinnön mukaisen renkaan kulutuspinnassa olevan polymeerisen aineen häviökerroinarvot sijaitsevat tällä alueella.

Kuvion 2 mukaisen käyrän, joka esittää häviökerrointa (L) suhteessa taajuuden (f) log^g:een, viivan f = 40 kHz ja häviökertoimen L *» 0,012 rajaama alue, joka on suurin piirtein kolmionmuotoinen, on varjostettu. Häviökertoimia L = 0 ja L = 0,012 sekä taajuksia f = 40 kHz ja f = 1000 kHz esittämien viivojen rajaama suorakaiteenmuotoinen alue on myös varjostettu. Tämä keksinnön mukainen renkaan kulu- 4 58613 tuspinta on polymeeristä seosta, jonka häviökerroinarvot ovat sellaiset, että suurin piirtein kolmionmuotoisen alueen ja suorakaiteenmuotoisen alueen suhde on suurempi tai yhtä suuri kuin 3,4.

Neljä rengasta, joiden sileät kulutuspinnat olivat seoksia a, b, c ja d, valmistettiin ja koestettiin liukukitkakertoimen mittaamiseksi märissä olosuhteissa ja pyörien ollessa lukittuina samalla pinnalla ja eri nopeusalueilla. Saadut tulokset ilmenevät kuviosta 3 ja voidaa todeta, että seoksen d kitkakerroin on suurempi, siis sen märkäpito-ominaisuudet ovat toisin sanoin paremmat kuin seoksilla a, b ja c.

Seos c on tyypillinen kuorma-auton renkaan kulutuspintaseos ja seokset a ja b ovat seokseen d verrattavia seoksia, mutta ne perustuvat kokonaan luonnonkumiin.

Seuraavassa on esitetty yksityiskohtia seos- ja vulkanointi-olosuhteista sekä muutamia fysikaalisia ominaisuuksia seoksista a, b, c ja d:

Seos

Koostumus (a, b ja d) a b c (osia)

Luonnonkumia 100 100 50

Polyisobutyleeniä - - 50 + Santocure (N-sykloheksyyli-2- bentstiatsyylisulfeeniamidia) 0,5 0,5 0,5

Steariinihappoa 2,0 2,0 1,0

Sinkkioksidia 5,0 5,0 5,0

Mineraaliöljyä 5,0 5,0 5,0 + Nonox ZA (N-isopropyyli-N'-fenyy- li-parafenyleenidiamiinia) 0,15 0,15 0,08 + Nonox BLB (50/50 asetonin ja dife-nyyliamiini/hiilimustan kondensaa- tiotuote 1,70 1,70 0,85 NUO Hiilimustaa - - 12,5 N660 Hiilimustaa 25,0 50,0 37,5

Rikkiä 2,5 2,5 2,5 + Rek. tavaramerkkejä 5 5861 3

Vulkanointiolosuhteet (a, b ja d) 50 minuuttia 135°C:ssa.

Koostumus (c)

Osia

Luonnonkumia 80,0

Synteettistä cis-polyisopreeniä 20,0 + Santocure MOR (N'-oskidietyleeni-bents-tiatsyyli-sulfeeniamidia) 0,7 PVI-50 (50 %:nen sykloheksyylitioflalimidin ja inertin täyteaineen seos) 0,4

Steariinihappoa 2,0

Sinkkioksidia 4,0 + Dutrex RT (aromaattinen öljy, johon on lisätty magnesiumnaftenaattia tahmeuttamis-aineena) 6,0 + Arroconox GP (75/25 seosta, jossa on aldehydi/ amiini-kondensaationtuotetta absorboituna inerttiin täyteaineeseen) 2,0 IPPD (N'N"-isopropyyli-fenyyli-parafenyleeni-diamiini) 0,5

Parafiinivahaa 1,0 N375 Hiilimustaa 52,5 40-meshin rouhetta 5,0

Liukenevaa rikkiä 2,5 +Rek. tavaramerkkejä

Vulkanointiolosuhteet (c) 15/40 minuuttia 140°C:ssa Fysikaaliset ominaisuudet a b d

Vetolujuus 27,1 MN/m2 25,2 MN/m2 12,1 MN/m2

Venyvyysmoduli 100 % 1,6 MN/m2 4,2 MN/m2 1,8 MN/m2 200 % 3,6 MN/m2 10,7 MN/m2 4,7 MN/m2 300 % 6,6 MN/m2 16,2 MN/m2 8,3 MN/m2

Murtovenyvyys 667% 363% 497%

Vetomurtolujuus 20°C 256 217 152 (mitettuna ASTM stan- dardikoekappaleella) 100°C 99 214 113

Kovuus BS

(mikro-mitattuna Dunlop'in tripsometrillä) 50,0 66,3 42,0

Kimmoisuus (mitattuna 50°C:ssa

Dunlop'in tripsometrillä) 87,0 % 70,2 % 51,0 % Häviökerroin (seos d) 6 58613

Mittaustaajuus (f) Häviokerroin (L) Lämpötila

1,5 Hz 0,246 24°C

15 Hz 0,267 24°C

150 Hz 0,349 24°C

50 kHz 0,2169 100°C

100 kHz 0,0040 100°C

300 kHz 0,0018 100°C

600 kHz merkityksettömän pieni 100°C

1000 kHz -"- 100°C

Alueiden väliset suhteet korkeilla taajuuksilla kuvion 2 piirroksessa = 3,45

Kovuus (seos c) IRHD 69

Kimmoisuus (seos c) (mitattuna Dunlop'in heilurilla 50°C:ssa) 69

Tehohäviö (seos c)

Mitattu tehohäviö-koneella E11

Kimmomoduli (E') Häviomoduli (E") g-|- (häviökerroin) 50°C 5,38 MN/m2 0,50 MN/m2 0,093 80°C 5,03 MN/m2 0,41 MN/m2 0,082 100°C 4,87 MN/m2 0,41 MN/m2 0,085 Tämän keksinnön mukaisella renkaalla, jonka kulutuspinta siis on seosta d, on siis paremmat märkäpito-ominaisuudet verratuna muihin koestettuihin renkaisiin, jotka eivät ole tämän keksinnön mukaisia .

Claims (5)

1. 7 58613 Patenttivaatimukset.:
2. 1. Pneumaattinen rengas, jossa on kulutuspinta, kyljet ja palteet, jotka on tarkoitus sijoittaa jäykälle pyöränvanteelle, ainakin osan renkaan kulutuspinnasta ollessa polymeeristä ainetta, tunnettu siitä, että polymeerisen aineen häviökerroin on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,35 taajuusalueella 1,5-150 Hz ja lämpötilassa 24°C sekä 1 %:n jännityksellä kun taas taajuusalueella 40-1000 kHz ja lämpötilassa 100°C, muodonmuutostason ollessa 10-100 x 10 mm, häviökerrointa taajuuden log^Q suhteen esittävässä kaaviossa, tällä taajuusalueella käyrän alapuolella ja häviökerroinviivan = 0,012 yläpuolella olevan pinta-alan suhde häviökerroinviivan = 0,012 alapuolella olevaan kokonaispinta-alaan Selmalla taajuusalueella, on suurempi tai yhtä suuri kuin 3,4.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pneumaattinen rengas, tunnettu siitä, että polymeerisen aineen häviökerroin on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,20 taajuusalueella 1,5-150 Hz lämpötilassa 24°C ja jännityksellä 1 %.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pneumaattinen rengas, tunnettu siitä, että häviökerrointa taajuuden log.jQ suhteen esittävässä kaaviossa taajuusalueella 40-1000 kHz, käyrän alapuolella ja häviökerroinviivan = 0,1 yläpuolella olevan pinta-alan suhde häviökerroinviivan = 0,1 alapuolella olevaan kokonaispinta-alaan samalla taajuusalueella, on suurempi tai yhtä suuri kuin 1,2.
5. 1. Pneumatiskt däck med slitbana, sidoväggar och vulster av-sett att monteras pä en styv hjulfälg, varvid ätminstone en del av däckets slitbana är av ett polymermaterial, kännetecknat därav, att polymermaterialets förlustfaktor är mindre än eller lika med 0,35 inom frekvensintervallet 1,5-150 Hz och vid en temperatur av 24°C samt en spänning av 1 %, medan däremot inom frekvensintervallet 40-1000 kHz och vid en temperatur av 100°C, vid en deforma- _3 tionsnivä av 10-100 x 10 mm, i en grafisk framställning av för-lustfaktorn säsom funktion av log^g av frekvensen, förhällandet mellan ytan under kurvan inom detta frekvensintervall och ovanför