FI59222C - Kombination av daeck och hjulfaelg - Google Patents

Description

R55F1 M (11)KUULUTU$JULKAISU 59092 ΉΒΓα lDJ 1> UTLÄCGNI NGSSKRIFT 0 * * * C(45) Patentti ryinn; tty 10 07 1931 ^ (51) K*.ik?/int.ci.3 B 60 C 15/02, B 60 B 21/00 SUOMI—FINLAND <»> Patwittlhakwitu·PKMtamBkning 7T1T13 (22) H«k*ml»pllvl — An«ttknlnpd«g 30.05.77 * *" * * (23) AJkupllvl—GUtlghutudtg 30.05.77 (41) Tullut |ulklMkil — Bllylt offantilg 05-12.77

Patentti· ia rakietariiiallltua .... .... . .. , , . .....

' (44) NlhUvtkilpcnon |t kuuLlulkaitun pvm. —

Patent· och ratiftar»tyraltan ' ' AmMua utlagd och utl.tkrtfun publkurad 31.03.8l (32)(33)(31) Pyydetty «uoikMc—Bugird prioritet o4.06.76 24.09.76, 24.09.76, 14.10.76, Ol.03.77, 04.03.77 Englanti-England(GB) 23099/76, 39670/76, 39672/76, 42689/76, 8501/77, 9161/77 (71) Dunlop Limited, Dunlop House, Ryder Street, St. James's, London S.W.I. ,

Englanti-England(GB) (72) Tom French, Sutton Coldfield, West Midlands, Thomas Holmes, Sutton Coldfield, West Midlands, William Eric Mitchell, Coventry, West Midlands, Michael John Kenney, Sutton Coldfield, West Midlands, Englanti-England(GB) (74) Oy Jalo Ant-Wuorinen Äb (54) Renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmä - Kombination av däck och hjulfälg Tämä keksintö koskee renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmiä ja varsinkin sisärenkaattoman renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmiä.

Tavanomaisissa renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmissä renkaan palteet pysyvät paikallaan vastaavilla palleistukoillaan sisäpuolisen ilmanpaineen ja kitkan avulla, joka syntyy pallelangan alla olevan elastomeerin puristuessa kokoon kun palle asennetaan vanteen kaltevalle istukalle. Renkaan ilmanpaineen aleneminen pienentää kuitenkin sen aiheuttamaa pidättävää voimaa ja kun yhdistelmän sisäpuolinen ilmanpaine saavuttaa riittävän alhaisen arvon, joutuu yhdistelmä lopuksi vaaralliseen olotilaan, jossa renkaan palteet voivat siirtyä pois palleistukoiltaan sivuvoimien vaikutuksesta, jotka voivat syntyä esimerkiksi onnettomuutta torjuvan väistö-liikkeen aikana.

Euroopan autoteollisuus käyttää hyväkseen useita erilaisia 2 59222 koemenetelmiä palteiden siirtymisen tutkimiseksi. Eräs tyypillinen koe suoritetaan kokeilemalla renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmää ulko-eturenkaana, so. vasemmanpuoleisena renkaana oikealle kääntyvässä J-kaarteessa nopeudella 46 km/h. Koe käsittää suoraa ajoa <4-6 km/h nopeudella, jonka jälkeen pyörät käännetään ääriasentoon. Koetta jatketaan pienentämällä täyttöpainetta jatkuvasti kunnes irtoamista esiintyy. Paine pudotetaan askelmaisesti tavallisesti 0,14 kp/cm kerrallaan. Tavanomaisissa yleisesti saatavissa auton vyörenkaissa palle irtoaa normaalisti tämäntapaisessa kokeessa, ilma- p paineen ollessa n. 0,35 - 0,70 kp/cm , ja vastaavanlaisissa sisä-renkaattomissa vyörenkaissa samassa ilmapaineessa.

Renkaan palteen siirtyminen istukaltaan heikentää ajoneuvon ohjattavuutta. Kourupyöränvanteita käytettäessä, joissa kourun tarkoituksena on mahdollistaa renkaan asennus, on yleensä olemassa se vakava vaara, että rengas irtoaa kokonaan pyöränvanteelta.

Ajoneuvoa käytettäessä kaarreajo aiheuttaa sivuttaisvoimia, jotka siirtävät kulutuspintaa poikkisuunnassa pyöränvanteen suhteen. Renkaan karkassi siirtää nämä voimat renkaan palteeseen. Renkaan maata koskettavan alueen läheisyydessä kehittyy aksiaalivoimia (so. renkaan akselin suuntaan) sekä vääntömomentteja (so. palteen läpi kulkevan kehäviivan ympäri). Ilmanpaineen puuttuessa voivat nämä voimat olla riittäviä nostamaan palteen kantaosaa, jolloin kitkavoima palteen alapinnan ja pyöränvanteen palleistukan välillä nienenee, joka kitkavoima tässä kokoonpainuneessa tilassa on ainoa nalletta istukallaan pitävä voima. Tämän seurauksena palle siirtyy alaspäin kaltevaa palleistukkaansa pitkin poikkisuunnassa vanteen laipasta sisäänpäin, jolloin pallelangan jännitys pienenee ja jolloin jäljelle jäävä palteen pidätysvoima tulee hyvin nopeasti pienemmäksi kuin siirtovoimat, niin että palle irtoaa istukastaan ja putoaa kouruun.

Aikaisemmat yritykset tämän ongelman ratkaisemiseksi ovat keskittyneet kouruttornien pyöränvanteiden käyttämiseen. Täten aikaansaatu tasapohjainen vanne poistaa vaaran että rengas ja vanne irtoavat toisistaan, mutta siinä on se epäkohta, että renkaan palteet voivat yleensä siirtyä aksiaalisuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevien laippojen välissä. Pyörän ja maapinnan välinen siirrettävissä oleva sivusuuntainen voima muuttuu siis yht'äkkiä nollasta, kun palle siirtyy vanteen poikki, maksimiarvoon kun kummatkin palteet ovat vierekkäin laippaa vastaan. Tämä saattaa ääritapauksessa johtaa ajoneuvon hallinnan menettämiseen.

3 59222 Tätä liukumaongelmaa ei ole samassa määrin suomalaisessa patentissa 49 931 esitetyssä ratkaisussa, joka perustuu ensisijaisesti jaettuun kouruttomaan vanteeseen tai vanteeseen, jonka kouru suljetaan poimuttamalla, sekä pidennetyllä varvasosalla varustettuun renkaaseen. Vanteeseen on aikaansaatu terävä ura toisen pal-leistukan läheisyyteen, johon uraan renkaan vahvistamaton pidennetty varvasosa tunkeutuu sivuttaisvoimien vaikuttaessa tyhjentyneeseen renkaaseen. Renkaan joutuessa kuitenkin suurten sivuttaisvoimien alaiseksi on palteen todettu siirtyvän vanteen pohjaa pitkin toista palletta kohti. Ratkaisu edellyttää myös kouruttoman vanteen käyttöä.

Edelläesitetty pätee myös kouruvanteelle jossa on täyte, pyö-ränvanteelle jonka asennuskouru suljetaan renkaan asentamisen jälkeen poimuttamalla, sekä halkaistulle pyöränvanneyhdistelmälle.

Halkaistu pyöränvannejärjestelmä vaatii useita lisäkomponent-teja, joista on seurauksena vaikeuksia renkaan ilmatilaa tiivistettäessä, suuremmat kustannukset, suurempi paino sekä monimutkaisempi huolto. Kourun täytejärjestelmä lisää myöskin yhdistelmän painoa, kustannuksia ja monimutkaistaa huoltoa vaikkakin siinä tapauksessa voidaankin käyttää yksiosaista pyöränvannetta. Mikään näistä aikaisemmista yrityksistä ei kuitenkaan poista sivuttaisvoimien siirto-ongelmaa palteen siirtyessä aksiaalisuunnassa vanteen poikki.

Palteiden täyterenkaita, jotka ovat jäykkiä kehän suunnassa kulkevia renkaita ja jotka täyttävät palteiden välisen tilan, on ehdotettu käytettäväksi yhdessä halkaistujen pyöränvanteiden kanssa palteiden pitämiseksi paikallaan esimerkiksi GB-patenttijulkai-sussa n:o 222 768. Tällaisten laitteiden avulla saavutetaan halutut ominaisuudet, mutta samalla jo hyvin monimutkainen halkaistu pyöränvanneyhdistelmä lisääntyy vielä yhdellä komponentilla.

Eräs toinen halkaistun pyöränvanteen muunnelma, jossa alusta on tasainen ja jossa ei ole kourua, on esitetty GB-patenttijulkaisussa n:o 1 395 714. Siinä on muodostettu ura pyöränvanteen osien väliin tasapohjaisen vanteen ulkopuolisen pallepuolen viereen ja palteessa on pidennetty kumikärki, joka lepää vapaasti urassa.

Myös tässä yhdistelmässä ilmenevät kuitenkin kaikki halkaistuihin pyöränvanteisiin liittyvät ongelmat ilmat5ivistysongelma mukaanlukien ja siinä käytetään tasapohjaista pyöränvannetta turvalli- 59222 suuden varmistamiseksi suurien sivuttaisvoimien esiintyessä.

Eräs toinen järjestelmä on esitetty GB-patenttijulkaisussa n:o 890 959, jonka mukaan käytetään halkaistua pyöränvannetta, jolloin kudoksella vahvistettu ja kumilla päällystetty pallejatke on puristettu vanneosien väliin yhdistelmän tiivistämiseksi. Vaikkakin tämä saattaa pitää palteen paikallaan, riippuu tehokas tiivistys tarkasta kokoamisesta ja pallejatkeen kiinnipuristamisesta. Tässä järjestelmässä vaikuttavat kuitenkin halkaistujen pyöränvan-teiden yleiset epäkohdat yhä edelleen.

Yksiosaiset tasapohjaiset pyöränvanteet ovat tunnettuja ja eräs tällainen yhdistelmä on esitetty GB-patenttijulkaisussa n:o 1 348 891, jossa yksiosaisessa pyöränvanteessa on kouru renkaan asentamisen helpottamiseksi ja joka asentamisen jälkeen suljetaan poimuttamalla se pysyvästi kiinni tasapohjaisen vanteen aikaansaamiseksi. Tällaisella yhdistelmällä on se uusi epäkohta, että vanne on rikottava rengasta korjattaessa tai sisätilaa tarkastettaessa rengasrikon yhteydessä.

Vielä erään järjestelmän mukaan kouru muodostetaan normaaliin palleistukka-alueeseen tasapohjaisen pyöränvanteen toiselle sivulle. Kun rengas on asennettu vanteelle laippojen yli käyttämällä kourua ja kumpikin palle painettu kauimpana kourusta olevaa laippaa vastaan, kourutäyte asennetaan paikalleen, joka muodostaa lopullisen palleistukan. Tällainen järjestelmä on esitetty US-patenttijulkaisussa n:o 3 884 286.

Yritykset poistaa palteiden paikallaanpitämiseen liittyvät ongelmat ja silti käyttää pyöränvanteessa normaalia kourua, ovat käsittäneet myös sen, että vanteeseen muodostetaan pieniä kehän-suuntaisia kohoumia palteen läheisyyteen. Tällaiset kohoumat voivat olla 1,7 mm korkeita palleistukan kärkihalkaisijan suhteen, mutta niiden mitoitusta on joka tapauksessa rajoitettava jotta rengas voitaisiin vaurioitta asentaa istukoilleen täyttöpaineen avulla. Tienpinnan aiheuttamat sivuttaisvoimat renkaan ollessa kokoonpainunut ovat huomattavasti suuremmat kuin täyttöpaineen aikaansaamat voimat ja tästä syystä ei mikään sellainen kohouma, joka mahdollistaa renkaan asentamisen, kykene estämään palteen siirtymistä kouruun.

5 59222

Yksiosaiset pyöränvanteet, joissa on säteensuunnassa liikkuvat vasteet palleistukan vieressä, ovat myöskin tunnettuja, mutta tässäkin tapauksessa tarvittavan vasteliikkeen aikaansaaminen lisää yhdistelmän monimutkaisuutta, kustannuksia ja ilmatiivistys-ongelmia.

Äskettäin on US-patenttijulkaisussa n:o 3 951 192 ehdotettu koukunmuotoisten jatkeiden käyttämistä, jotka on muodostettu renkaan kylkien ulkopuolisiin alapintoihin ja jotka on muotoiltu sellaisiksi, että ne tarttuvat kiinni pyöränvanteen laipan ympäri ja vastustavat siten palteiden siirtymistä. Sivuttaisvoimat kiertävät kuitenkin palteita, jolloin palteiden kannat nousevat, josta syystä tämä rakenne ei kokemuksemme mukaan voi olla tyydyttävä.

Tämän lisäksi reunakivetys hyvin todennäkäisesti vahingoittaa niitä.

Saksalaisessa hakemusjulkaisussa 22 48 227 on esitetty ratkaisu joka perustuu yksiosaiseen kourulliseen vanteeseen sekä pidennetyllä varvasosalla varustettuun renkaaseen. Vanteessa on ura palleistukan lähellä, johon uraan pidennetty varvasosa ulottuu.

Renkaan asentamisen jälkeen ura suljetaan, jolloin siinä oleva varvasosan pidennys jää uraan. Ratkaisu on renkaan ja vanteen osalta kertakäyttöinen.

Kaikki tunnetut aikaisemmat pyrkimykset aikaansaada hyvä palteiden paikallaan pysyminen ja säilyttää ajoneuvon ohjattavuus, vaikka rengas on kokoonpainunut, eivät näinollen ole johtaneet tulokseen tai ne ovat olleet liian monimutkaisia ja siis liian kalliita.

Nykyään autoteollisuus asentaa renkaat vanteille automaattisesti käyttämällä ensin konetta, joka pyörittää kummatkin palteet toisen laipan yli käyttäen samalla kourua tarvittavaa välystä varten ja tämän jälkeen nk. "räjähdys^-ilmantäyttölaitetta, joka täyttää renkaan melkein heti ja pakottaa palteet omille palleistukoilleen. Tämä tarkoittaa sitä, että teollisuus tarvitsee renkaita ja pyörän- 6 59222 vanteita, jotka ovat sopusoinnussa tämän laitteiston kanssa.

Olemme tutkineet niitä voimailmiöitä, jotka vaikuttavat renkaan palteiden siirtymiseen pois pyöränvanteelta renkaan ollessa asennettuna ajoneuvoon. Olemme myöskin tutkineet niitä voimailmiöitä, jotka esiintyvät renkaita pyöränvanteille asennettaessa ja niiltä -soistettaessa. Olemme todenneet, että tienpinnan aiheuttamat voimat, jotka vaikuttavat renkaan palteiden poissiirtymiseen ovat täysin erilaisia verrattuna niihin voimiin, jotka esiintyvät rengasta poistettaessa pyörän vanteelta kun rengas/pyöränvanne-yhdistelmä on ir-roitettu ajoneuvosta renkaan vaihdon tai korjauksen takia.

Tämän mukaisesti olemme käyttäneet hyväksi tienpinnan synnyttämien siirtovoimien ja renkaan poistovoimien välistä eroa palle-salvan aikaansaamiseksi, joka poistaa edelläesitetyt ongelmat ja sallii yksiosaisen pyöränvanteen turvallisen käyttämisen.

Keksintö on tarkoituksenmukainen ja halpa ratkaisu kaikkiin edellämainittuihin ongelmiin. Keksinnön mukaisella renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmällä voidaan ajaa oleellisesti kokoonpainuneessa tilassa ilman että esiintyy mitään irtoamispyrkimyksiä, vaikka yhdistelmä olisi alttiina ylisuurille sivuttaisvoimille. Yhdistelmä on rakenteeltaan sellainen, että palle voi nousta aksiaalivoimien vaikutuksesta, mutta se on estetty liukumasta poikkisuunnassa palle-istukkaa pitkin kouruun. Palteen paikallaan pidättävä laite ei vaikuta normaaliin ajotilanteeseen, kun renkaassa on normaali paine, ja yhdistelmässä voidaan käyttää yksiosaista pyöränvannetta, jossa on kouru renkaan asentamisen helpottamiseksi.

Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät päävaatimuk-sen tunnusmerkkiosasta.

Seuraavassa esitetään kaksi tämän keksinnön mukaista rakenne-muotoa vain esimerkkeinä, jolloin viitataan oheiseen kaaviomaiseen piirustukseen, jossa:

Kuv. 1 esittää poikkileikkausta tämän keksinnön mukaisen renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmän ensimmäisestä rakennemuodosta, jossa on käytetty 65-sarjan vyörengasta;

Kuv. 2 osaa kuvion 1 mukaisesta renkaasta ennen asentamista, josta näkyy renkaan vahvikerakenne;

Kuv. 3 poikkileikkausta toisesta rakennemuodosta, joka on 65-sarjan turvarenkaan ja pyöränvanteen yhdistelmä;

Kuv. 4 osaa kuvion 3 mukaisesta renkaasta ennen asentamista, josta näkyy vahvikerakenne;

Kuv. 5 poikkileikkausta kuvioiden 1 ja 3 mukaisia yhdistelmiä varten käytetystä pyöränvanteesta; 7 59222

Kuv. 6 poikkileikkausta kokoonpainuneesta renkaasta sen tienpintaa koskettavalta alueelta;

Kuviot 7 ja 8 esittävät palteen salpaustoimintaa;

Kuv. 9 esittää renkaan asennustapaa; ja

Kuv. 10 renkaan poistamistapaa.

Kuvion 1 mukaisessa ensimmäisessä rakennemuodossa on 180/69 SR $40 teräsvyörengas, joka on asennettu 110 mm leveälle pyörän-vanteelle, jonka halkaisija on 342 mm.

Kuten kuviossa 2 on esitetty, on renkaassa yksi. rayonia oleva karkassivyökerros 1 ja puskurikerros, joka käsittää kaksi katkaistua teräskerrosta 2, 3, jotka ovat 18°:een kulmassa kummallekin puolelle renkaan keskikehätason suhteen. Ensimmäisen kerroksen ? aksiaali-leveys on 126 mm. Kumpikin pallelanka 4 käsittää 6x6 (säiettä x kierteet) kumipäällystettyä teräslankaa, jonka halkaisija on 0,97 rnm. Kummankin palteen yläpuolelle on sijoitettu kärkiliuska 5, jonka pituus on 30 mm ja joka on kovuudeltaan 80° Shore kumia. Palle-langan ympäri on asennettu kumipäällystetty standardinailonrengas-kudosta oleva täyte 6 siten, että nailonkordit ovat 45°reen kulmassa säteensuunnan suhteen. Kumiainetta oleva limiliuska 7 on asennettu palteen ulko-osaan ja se ulottuu säteensuunnassa 4? mm:n korkeudelle. Kovaa kumiainetta oleva lisäliuska 8 on sijoitettu säteensuunnassa ja aksiaalisuunnassa pallelangan sisäpuolelle kärjen 10 mudostamiseksl ja kärjen vahvikeliuska 9, joka on ristiinkudottua nailonkudosta, on sijoitettu niin että kordit muodostavat 45°reen kulman säteensuunnan suhteen sekä siten, että se ulottuu limiliuskasta 7 palteen ulkopinnan ja kärjen 10 ympäri, kuten kuviossa 2 on esitetty.

Rengas vulkanoidaan käyttämällä kiinnitysrengasta, joka muodoltaan vastaa kuviossa 2 esitetyn kärjen muotoa, ja valmiissa renkaassa on kovaa kumia oleva pidennetty kärki, johon kuuluu vahvikeliuska 9- Kärjen aksiaalipituus A+ on 20 mm, päätyleveys B+ on 5 mm ja säteensuuntainen pituus C+ on 6 mm.

Kärkiliuskan 8 kovan kumiaineen nimelliskovuus on 80° Shore.

Kuviossa 3 esitetyssä toisessa rakennemuodossa on 180/65 SR 340 "Denovo" (rekisteröity tavaramerkki) rengas, joka on asennettu 110 mm leveälle pyöränvanteelle. Tällaisella rengas/pyöränvanne-yhdistelmällä voidaan ajaa kokoonpainuneena huomattavan pitkiä matkoja.

Rengas on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 4 ja se käsittää yhden rayonia olevan säteensuuntaisen karkassikerroksen 11 sekä puskurikerroksen, joka koostuu kahdesta leikatusta teräsvyöstä ^2,^3, sotka ovat ^8°;een kulmassa renkaan keskikehätason kummallakin „ 59222

O

puolella. Sisäpuolisen teräspuskurikerroksen leveys on 126 mm.

Renkaan olakkeissa ja kylkien yläosissa on käytetty kumiseosta, jolla on suuri kimmoisuus. Renkaan lakialueen sisäpinnassa on voi-teluaine/tiivistysaine-päällyste.

Renkaan kyljen alaosa ja palle on rakenteeltaan samanlainen kuin ensimmäisessä rakennemuodossa ja kummassakin tapauksessa renkaat on asennettu 110 mm leveälle pyöränvanteelle, kuten kuviossa 5 on esitetty. Pyöränvanne valssataan 2,3 mm:n teräslevystä ja sen mitat ilmenevät seuraavasta taulukosta: A 110 mm L 21 mm Q 41 mm V 29,5 mm P 20 mm U 37 mm B 12 mm H 13 mm T 5 mm 34-0 mm G 12 mm D 3^2 mm

Rg 7 mm säde R^ 6 mm säde

Rc ä mm säde

Rg 5 mm säde maks.

Rr; 3 mm säde T 5 mm W 5° ί 10 R^rj 9 mm säde

Seuraavassa selostetaan keksinnön toimintaperiaate viitaten ensimmäiseen rakennemuotoon. Tällöin käsitellään renkaan ja tienpinnan välistä kosketusaluetta. Pallekärki 10 on pitempi säteensuun-nassa kuin urasyvyys (6 vast. 5 mm, katso kuvioita 2 ja 5) ja tästä syystä kärki yhdistelmää koottaessa menetelmän avulla, joka esitetään jälempänä, on tietyn esikokoonpuristuksen alaisena pyöränvanteessa olevan uran 15 ja pallelangan 4- välissä. Rengas pysyy paikallaan pyöränvanteella normaalin palleiankajännityksen ansiosta joka vaikuttaa palleistukkaan, ja rengas/pyöränvanne-yhdistelmällä voidaan ajaa täyttöpaineella kuten normaalisti.

Kuvio 6 esittää kuvion 1 mukaista renkaan ja pyöränvanteen 5 59222 yhdistelmää rengas/tienpinta-kosketusalueella kokoonpainuneena, mutta ilman siihen vaikuttavaa sivuttaisvoimaa. Kaarreajossa tai ajoneuvoa käännettäessä syntyy sivuttaisvoima SF joka suurenee poi-kittaiskiihtyvyyden kasvaessa. Tämä sivuttaisvoima vääntää rengasta kieroksi sivusuunnassa vanteen suhteen ja aiheuttaa ulkopuolisen palteen kiertymisen. Koska palteessa tämän keksinnön mukaisesti on kärki, on palteen kiertymiskeskipisteenä pallekärjen kärkiosa 10, joka sijaitsee aksiaalisuunnassa ja säteensuunnassa määritettynä pyöränvanteessa olevassa urassa 15 ja momentti on siis SF x , jossa on säteensuuntainen välimatka kulutuspinnan kosketusalueen ja kiertymiskeskipisteen välillä.

Tätä renkaan palteen kiertymisliikettä estää pallelangan jännityksen momentti palteen saman kiertymiskeskipisteen ympäri ja on = T1 x Xp, jossa Xp on aksiaalisuuntainen välimatka pallelangan ja kiertymiskeskipisteen välillä. On ilmeistä että ei ole olemassa mitään ilmanpaineesta johtuvaa estovoimaa, koska renkaan oletetaan olevan kokoonpainuneena.

Kuvio 7 esittää suuremmassa mittakaavassa ulkopuoliseen palle-istukkaan vaikuttaiva voimia palteen kiertymisliikkeen alkaessa. Esitetyssä olotilassa riittää asennuksen yhteydessä syntynyt palle-jännitys T^, joka esipuristaa pallelangan alla olevan kumin kokoon, pidättämään palteen istukallaan kitkavoiman avulla, koska mikä tahansa esipuristusvoimasta johtuva momentti kärjessä on tällöin vähäinen.

Suurentunut sivuttaisvoima kehittää suurentuneen momentin SF x X^. Tämä aloittaa palteen kiertämisen ja pallelanka 4 alkaa siirtyä suuntaan I pyöränvanteesta sisäänpäin. Pallelanka h on oleellisesti venymätön pyöränvanteen ympäri kulkeva silmukka, eikä se siis kykene seuraamaan vaadittua ympyränmuotoista rataa kiertyäkseen kiertymiskeskipisteen ympäri. Näinollen pallelanka 4 kiertyy ja siirtyy aksiaalisesti sisäänpäin kuviossa 8 esitettyyn asentoon. Renkaan täydellinen kärkiosa, jonka tehokas pituus kuviossa 7 on D^j, puristuu tästä syystä kokoon pienempään tehokkaaseen pituuteen Dp kuviossa 8, joka esittää sitä asentoa kun rengas on alttiina tietynsuuruiselle sivuttaisvoimalle. Kärkiosa on pääasiallisesti jäykkä sen tehokkaan pituuden suunnassa, koska se on kovaa kumia, ja siinä on vahvikekerros ja koska se on mitoitettu siten, että siinä on oleellista kokoonpuristusjäykkyyttä tai muotojäykkyyttä pitkittäissuunnassa. Reaktiovoimilla on resultanttivoima F^, joka on kärkiosan kehittämä ja vaikuttaa pallelankaan 4, jolla on aksiaalisuunnassa ulospäin suunnattu komponentti ja säteensuunnassa ulos- 10 59222 päin suunnattu komponentti F^. Voima F^ suurentaa pallelangassa 4 olevaa .jännitystä huomattavasti. Viimeksimainittu jännitys lisää jännitysvoimaan lisäkomponentin T^. Pidätysmomentti x Xp kasvaa siis arvoon + Tp X^ ja palleosa on kiertynyt kierty- miskeskipisteen ympäri aikaansaaden tasapainoisen voimatilanteen, eikä palle liiku pitemmälle.

Edellämainittu voimatasapaino syntyy tienpinnan ja renkaan kosketusalueella vain silloin kun tienpinta todella aiheuttaa renkaaseen vaikuttavan suuren sivuttaisvoiman. Suurentunut pallelangan jännitys vaikuttaa kuitenkin koko pallelankasilmukkaan ja kiristää sitä vanteelle. Tämä lujittaa renkaan palteen kiinnitystä pyörän-vanteen palleistilkkaan. Palteen kiertyminen renkaan ja tienpinnan kosketusalueella voi olla suuruusluokkaa 90° kun sitä pidetään palteen normaalin istukkaosan 18-18 kiertymiskulmana.

Pallelangan 4 ja uran 15 välissä olevalle pallekärjelle voidaan antaa haluttu muotojäykkyys usealla eri tavalla, jotka eivät kuulu esitettävään rakenteeseen. Se voidaan esimerkiksi valmistaa kokonaan kovasta kumi- tai muista elastomeerikoostumuksista ja on voitu osoittaa, että samanmuotoinen kärkiosa joka on valmistettu kumista, jonka kovuus on suurempi kuin 80°Shore, antaa tyydyttävän pallekiinnityk-sen. Koostumus voi sisältää tunnettuja lisäaineita haluttujen ominaisuuksien aikaansaamiseksi, esimerkiksi kuituvahvisteita, jotka voivat olla lineaarisesti tai mielivaltaisesti sijoitettuja.

Kärkiosassa voi olla useampi kuin yksi vahvikekeroos 9 ja/tai vahvikekerros voi lisäksi käsittää erillisiä kudososia. Kudos voi olla kudottu, non-woven tai neulottu ja olla valmistettu useista erilaisista tunnetuista vahvistusaineista. Vahvikekerroksen 9 kudos valitaan kahden tarkoitusperän mukaan, ensinnäkin kärjen pullistumisen estämiseksi, jolloin muotojäykkyys paranee kun kärkiosa on alttiina pitkittäispuristukselle, ja toiseksi asennuksen helpottamiseksi kuten seuraavassa esitetään. On ilmeistä, että kärkiosa-aineet eivät ole alttiina millekään oleelliselle kuormitukselle sivuttaisvoimatilannetta lukuunottamatta, joka syntyy kun ajoneuvoa ohjataan renkaan ollessa kokoonpainunut tai oleellisesti kokoonsa inunut .

Kärjen pään 10 on sijaittava säteensuunnassa ja aksiaalisesta pallesilmukan 4 sisäpuolella, jotta se tulisi alttiiksi suurenevalle kokoonpuristusvoimalle palteen ollessa alttiina kiertomomentille kuten edellä on esitetty. Sivuttaisvoiman ulkopuoliselle palteelle aiheuttamaa momenttia voidaan suurentaa renkaan ja tienpinnan kosketusalueella maksimaalisesti suurentuneen kokoonpuristuksen ja 11 59222 mahdollisimman suuren pallelankajännityksen kehittämiseksi. Momenttia voidaan suurentaa käyttämällä jäykempää kyljen alaosaa, esimerkiksi suurempaa kärkiliuskaa 5 kuin tavanomaisissa renkaissa ja tällaista jäykennettyä kärkiliuskaa on käytetty esimerkeissä. Kyljen alaosalla tarkoitetaan kylkiosaa pallelangan ja sen vaakasuoran viivan välillä, joka on vedetty renkaan leveimmän osan poikki kun rengas on normaalipaineinen ja kuormittamatta.

Kärjen pään 10 muoto ei ole kriittinen, vaikkakin kuvioissa esitetty litteäpäinen rakenne voidaan sopivasti valmistaa käyttämällä muunneltua kiristysrengasta ja valukalvoa kärjen sisäänpäin kaarevan pinnan muotoilemiseksi. Renkaan ollessa asennettuna vanteelle siirtyy puristuskeskipiste kärjen pään ja uran välillä uran 15 pohjaa pitkin siten, että kärki ei helposti pullistu kun sivuttaisvoima kiertää palletta. Uran pohja on siis sopivasti ympyräkaarevan muotoinen, kuten on esitetty, vaikka muitakin muotoja voidaan käyttää.

Pyöränvanne voidaan valssata tavanomaisen pyöränvalmistus-menetelmän mukaisesti.

Kärjen pään 10 alkusijaintia tai -tartuntaa uran pohjassa 15 ennen kiertymisliikkeen alkamista voidaan edelleen parantaa karhenta-malla ura esimerkiksi pyältämällä, vaikkakaan se ei edelläesitettyjen rakennemuotojen osalta ole tarpeellista.

Renkaan asentaminen vanteelle tapahtuu tavanomaiseen tapaan. Rengas voidaan asentaa laippojen yli käsityökalujen, normaalien huoltolaitteiden tai automaattisen rengasasennuslaitteiston avulla.

Kun rengas täytetään ilmalla liukuu palle istukalleen täyttöpaineen I.P. ansiosta, kuten kuviossa 9 on esitetty. Koska kärkiosa on valmistettu elastomeerisestä aineesta se voi taipua esitettyyn asentoon ja kun palle saavuttaa lopullisen asentonsa palleistukallaan 18-18, voi kärkiosa salpautua kiinni uraan käyttäen hyväkseen kärjen kumin palautusominaisuuksia yhdessä vahvikekerroksen 9 kanssa. Renkaan ollessa normaalipaineinen, sijaitsee kärkiosa täysin urassa kuten kuvioissa 1 ja 5 on esitetty siten, että kärjen pää 10 on säteen-suunnassa ja aksiaalisuuntaisesti uran pohjalla 15 jo kärkiosa on tietyn esipuristuksen alaisena uran ja pallelangan 4 välissä.

Oikean asennuksen varmistamiseksi on suoristetun kärkiosan pituuden , mitattuna kantapisteestä HP1 kärjen päähän 10, oltava oienempi kuin välimatka vanteen kantapisteestä ΛΡ2 palleistukkaa ^8-18 pitkin uran 15 sisäpinnan 19 lähimpään pisteeseen, so. viivan H.2 pituus.

Esitetyissä rakennemuodoissa renkaan asennuksen varmistamiseksi on välimatkan, mitattuna aksiaalisuunuassa laipan pystyosasta ux-an ,2 59222 keskiviivaan, oltava ainakin sama kuin aksiaalivälimatka kärjen oäästä palteen laippaa koskettavaan pystyosaan ennen renkaan asentamista. Rämä kummatkin välimatkat ovat 20 mm esimerkeissä.

Kuviossa 10 on esitetty renkaan palteen poistaminen. Tavanomaiset renkaan poistotyökalut käsittävät lapionmuotoisella päällä varustetun työkalun 20, joka työnnetään pyörärivanteen laipan 21 väliin, jonka jälkeen sitä työnnetään aksiaalisuunnassa renkaan ja pyörän-vanteen yhdistelmän keskiosaa päin. 'Tämäei aiheuta mitään oleellista palteen kiertymistä ja renkaan palle voidaan irroittaa menestyksellisesti samanaikaisesti kun kärkiosa taipuu sivulle ilman että rengas-palle tai kärkiosa vahingoittuu.

Edellä kuvioiden 1-5 yhteydessä esitetyt renkaan ja pyörän yhdistelmät testattiin ulkoeturenkaana J-kaarikokeessa (so. suoraa ajoa jonka jälkeen pyörät käännetään ääriasentoon) ja venttiili oli poistettuna. Koe uusittiin jtakuvasti suuremmilla nopeuksilla pitävällä betonipinnalla. Mikään rakennemuodoista ei irronnut nopeudella 65 km/h, mikä merkitsee noin 1 g:n sivukiihtyvyyttä. Suuremmat nopeudet eivät aiheuta suurempia renkaaseen vaikuttavia sivut lainvoimia, koska ajoneuvo tällöin luistaa. Slalom-kokeissa yli 110 km/h nopeuksilla, jolloin sivuttaisvoiman suunta muuttui, ei esiintynyt mitään irtoamista. Yhdistelmiä kokeiltiin samalla tavalla kaikissa pyöräasennoissa.

Tämän mukaan yhdistelmissä ei esiintynyt yhtään irtoamista maksimaalisivuttaisvoiman vaikutuksesta edes ääriolosubteissa.

Jopa edelläesitettyjen kokeiden jälkeen renkaat voitiin helposti poistaa vanteilta käyttämällä tavanomaista käsikäyttöistä renkaan irroituskonetta.

Renkaan käyttäytymistä vanteella esittävä filmi todisti, että renkaan palle liikkuu renkaan ja tienpinnan kosketusalueella niin että se salpaa renkaan pyöränvanteeseen esitetyllä tavalla.

Eri vanneleveyksiä ja rengaskokoja on kokeiltu menestyksellisesti käyttämällä tämän keksinnön mukaisia pallelukkoja. Kun kysymys on eri vanneleveyksistä voidaan tarvita eri ainespaksuuksia pyörän-vanteiden lujuuden varmistamiseksi ja sopivaa valssausta silmälläpitäen uramitoitusta muutetaan vastaavasti. Renkaan kärkiosan mitoitusta muutetaan myös oikeassa suhteessa ja keksinnön toimintaperiaate on täsmälleen sama kuin edellä on esitetty.

Tämän keksinnön yhteydessä voidaan käyttää eri rengasleveyksiä, sivusuhteita ja oallehalkaisijoita ja sitä voidaan myös soveltaa kaikissa muuntyyppisissä rengasrakenteissa, sisärenkaallisissa tai sisärenkaattomissa, ja käsittää myös vyörenkaat, vyöllä varustetut ristikudosrenkaat, ristikudosrenkaat sekä turvarenkaat 1Denovo'-

Claims (5)

13 59222 (rek. tavaramerkki). Pallesalpa asennetaan sopivimmin renkaan kumpaankin palteeseen, vaikka se voidaan asentaa vain sisä- tai ulkopuoliseen palteeseen .

1. Däck-hjulfälgkombination innefattande ett slanglöst däck som omfattar ätminstone en vulst försedd med en väsentligen otöj-bar vulstträd (4) och med ett förlängt täparti (10) som sträcker sig radiellt inät och axiellt innanför vulstträden, samt en fälg omfattande ätminstone ett täspär (15) som mottar vulstens täparti, kännetecknad därav, att fälgen pä i och för sig känt sätt är försedd med en monteringsränna och att vulstens täparti (10) är väsentligen styvt i riktning frän vulstträden (4) tili tä-späret (15) och böjligt i riktning vinkelrätt mot denna riktning.

1. Renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmä käsittäen sisärenkaat-toman renkaan, jossa ainakin yhdessä oleellisesti venymättömällä pallelangalla (4) varustetussa palteessa on pidennetty, säteensuun-nassa sisäänpäin sekä aksiaalisuunnassa pallelangan sisäpuolelle ulottuva kärkiosa (10) sekä vanteen, jossa on ainakin yksi varvas-ura (15), johon palteen kärkiosa sijoittuu, tunnettu siitä, että vanteessa on sinänsä tunnetusti asennuskouru, ja että palteen kärkiosa (10) on pallelangasta (4) varvasuraan (15) kulkevassa suunnassa oleellisesti jäykkä sekä tätä suuntaa kohtisuorassa suunnassa taipuisa.

2. Däck-hjulfälgkombination enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att täpartiets (10) styvhet har ökats med ett tili täpartiets yttre yta angränsande anordnat armeringsskikt (9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmä, tunnettu siitä, että kärkiosan (10) jäykkyyttä on lisätty vahvikekerroksella (9), joka kulkee lähelle kärkiosan ulkopuolista pintaa rajoittuvana.

3. Däck-hjulfälgkombination enligt patentkravet 2, kännetecknad därav, att armeringsskiktet (9) sträcker sig frän täpartiets (10) spets kring täpartiets (10) axiellt inre yta ätminstone tili en höjd i nivä med vulstträdens (4) centrum.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmä, tunnettu siitä, että vahvikekerros (9) ulottuu kärkiosan (10) päästä kärkiosan (10) aksiaalisuunnassa sisemmän pinnan ympäri ainakin pallelangan (4) keskipisteen korkeudelle sä-teensuunnassa.

4. Däck-hjulfälgkombination enligt patentkravet 2, kännetecknad därav, att armeringsskiktet (9) sträcker sig frän vulstens sätesomräde (18) kring täpartiet (10) och uppät längs täpartiets (10) axiellt inre yta, ätminstone tili en radiell höjd i nivä med vulstträdens (4) centrum.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen renkaan ja pyöränvanteen yhdistelmä, tunnettu siitä, että vahvikekerros (9) ulottuu palteen palleistukka-alueelta (18) kärkiosan (10) ympäri ja ylöspäin kärkiosan (10) aksiaalisuunnassa sisempää pintaa pitkin ainakin pallelangan (4) keskipisteen korkeudelle säteensuunnassa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen renkaan ja vanteen yhdistelmä, tunnettu siitä, että ainakin uran (15) pohja on karhennettu tarttumiskyvyn parantamiseksi.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen renkaan ja pyörän-vahteen yhdistelmä, tunnettu siitä, että renkaan palleis-tukan (18) ja kärkiosan (10) aksiaalipituus, kun kärkiosa (10) on 1“ 59222 suoristettu aksiaalisuuntaan renkaan asentamista varten, mitattuna kärkiosan CIO) päästä kantapisteeseen (HP1), joka piste (HP1) on renkaan palleistukkaosaa (18-8) pitkin kulkevan viivan ja laipan ja palteen välistä kosketusaluetta pitkin kulkevan viivan leikkauspiste, on pienempi kuin välimatka vanteen kantapisteestä (HP2), palleistukkaa (18-8) pitkin mitattuna, uran (15) aksiaalisuuntai-sen sisäpinnan (19) lähimpään pisteeseen niin että kärkiosa (10) voi sijoittua uraan.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen renkaan ja pyörän-vanteen yhdistelmä, tunnettu siitä, että välimatka aksiaa-lisuunnassa laipan pystyosan ja uran (15) keskiviivan välillä on ainakin yhtä suuri kuin välimatka aksiaalisuunnassa renkaan palteen laippaa koskettavan pystyosan ja kärkiosan (10) pään välillä, mitattuna ennen renkaan asennusta pyöränvanteelle.

5. Däck-hjulfälgkombination enligt nägot av patentkraven 1-4,