FI64770C - Foerbaettringar i gummidaecks utbytbara slitytor - Google Patents

Description

fäSr^l [B] (11)*U««-UTUSJULKAISU * An n o>

lJ 1 ' UTLÄGGNINGSSKRIFT 04 f f U

• Ώ® C (45) '7 i : 01 IvCi ^ T ^ (51) Kv.ik.3/int.ci.3 B 60 G 11/02 SUOM I — Fl N LAN D (21) P*t*nttlh»k*fnu* — Ptt*nt*n*ttknlnj 782506 (22) H»k*ml*pllvl — An*öknlnf»d*f l6.08. 78 ^ ^ (23) Alku pilvi—GHtl|h«tsdi| l6.08. 78 (41) Tullut JulktMkst — Bllvlt offvntll* 2h. 06.79 *.«*«. j* r.ki«^h.mtu.

Patent- och registerstyrelsan Antölun utlafd och utl.*krtft*n publicerad 30.09.83 (32)(33)(31) Pyydetty «uoik^»-B.tird priority 23.12.77 Italia-Italien(lT) 31171 A/77 ii (71) Societä Pneumatici Pirelli s.p.a., Piazzale Cadorna 5» 20123 Milano, Italia-Italien(lT) (72) Carlo Franchini, Monza (Milan), Luigi Maiocchi, Moncucco (Miian), Italia-Italien(lT) (7*0 Berggren Oy Ab (5M Parannuksia kumirenkaiden vaihdettaviin kulutuspintoihiri -Förbättringar i gummidäcks utbytbara slitytor Tämä keksintö tarkoittaa kumirenkaiden vaihdettavia kulutuspintoja, jotka käsittävät kulutuspintarenkaan, jossa on kehän suunnassa venymätön rengasmainen tukirakenne, jonka leveys on olennaisesti sama kuin kulutuspintarenkaan, ja rungon, joka on varustettu metallisella radiaalisella kudosrungolla ja joka kannattaa kulu-tuspintarengasta säteettäisesti ulompana keskitettynä rungon keskitasoon nähden, kun rengas on pumpattu, joka runko on varustettu rengasmaisella puskurirakenteella, joka sijaitsee säteen suunnassa kudosrungon ulkopuolella keskitason halki ja on pääasiassa yhtä leveä kuin kulutuspintarenkaan tukirakenne.

Kulutuspinnassa oleva rengasmainen tukirakenne vaikuttaa ratkaisevasti valmiin renkaan käyttäytymiseen. Yksityiskohtaisemmin tarkasteltuna kulutuspinta käsittää ennen kaikkea kehämäisen venymätön venymättömän metalliheloituksen, jonka muodostaa kierukkamaisesti käämitty metallilanka, jonka kierukat pituussuunnassa ovat asetetut olennaisesti samansuuntaisiksi; mainittu heloitus estää rungon laajenemista rengasta koottaessa ja sen takia renkaan ja kulutuspinnan välille syntyy kitkavoimia, jotka pystyvät aikaansaamaan näiden kahden osan välisen kiinnityksen.

%

Tavallisesti on sitten käytetty kahta metallirakenteista lisäsuika-letta, joiden langat, yhdensuuntaisina jokaisen suikaleensa kanssa, 64770 ovat asetetut ristiin renkaan ylimpään tasoon nähden sellsisissa kulmissa, joiden suuruus vaihtelee ko. rakenteen erityistyypin mukaan.

Mainitut lisäsuikaleet, jotka voivat olla eri asennoissa mainittuun heloitukseen nähden niiden erityisten ominaispiirteiden mukaisesti, jotka sen halutaan antavan tietylle renkaalle, vaikuttavat olennaisesti yhdessä antaakseen mainitulle renkaalle sen poikittaisen lujuuden, jota hyvä tiellä pysyminen vaatii sekä suoraan ajettaessa että kaarteissa.

Edellä selitetty kulutuspinta on sovitettu kantavaan ulkorenkaaseen, jonka mitat ovat aina sellaiset, että - mikäli sitä pumputtaisiin ilman vastaavaa kulutuspintaa - sen ulkohalkaisija muodostuisi suuremmaksi kuin mainitun kulutuspinnan sisähalkaisija; kun valmis rengas täten on täyteen pumputtuna niin se pakotetaan mainitun kehämäisen venymättömän kulutuspinnan sisään, kuten edellä on selitetty.

Kantavassa ulkorenkaassakin on puskurirakenne, joka sijaitsee sä-teettäisesti ulompana rungon tukikerroksiin nähden, ja sen muodostaa tavallisesti kaksi tai useampia metallirakenteisia suikaleita, jokaisen suikaleen lankojen ollessa toisiinsa nähden yhdensuuntaisia mutta ristikkäisiä muihin suikaleisiin nähden, esim. 65° kulmassa renkaan ylimpään tasoon nähden.

Tällä puskurirakenteella on huomattava merkitys tässä tarkastellun renkaan tiekäyttäytymiseen nähden; itse asiassa kaksi olennaista ominaispiirrettä, nimittäin kitkavoimista johtuva ominaispaineen jakaantumiskäyrä kulutuspinnan säteittäistä sisäpintaa vasten ja renkaan sivuvakavuus riippuvat siitä tiukasti.

On itse asiassa ilmeistä, että olkoonpa kulutuspinta/ulkorengas-yksikkö käytössä miten luja tahansa, niin sitä ei koskaan voi verrata monoliittiseen yksikköön, jossa vulkanointikäsittely yhdistää kaikki osaelementit yksilölliseksi kappaleeksi, aikaansaaden renkaan, jolla on hyvin määritellyt ja erityiset käyttäytymisominaisuudet.

Päinvastoin tämän keksinnön mukaista rengasta on siinäkin tapauksessa, johon on vasta päästy - että kulutuspinnan ja ulkorenkaan välillä vallitsee täydellinen tiiviys, aina tarkasteltava kahden erillisen osan tuloksena, joiden käyttäytymisen yleiset ominaispiir- 64770 teet ovat jokaisen osan erityisten ominaispiirteiden sumina ja riippuvat niiden asentamisesta johtuen enemmän mainittujen osien keskinäisestä toiminnasta.

Sivuvakavuuden yhteydessä on tunnettua, että vyörengasrunkojen, nimittäin niiden, joissa rungon ristikudoksen langat sijaitsevat ylimmällä tasolla tai muodostavat pieniä kulmia mainittujen tasojen kanssa, ja jotka edustavat kantavan ulkorenkaan normaalia tyyppiä renkaiden vaihdettavia kulutuspintoja varten, niiden sivuvakavuus on kehno ja ne tarvitsevat sen takia sellaisen puskurirakenteen, joka pystyy jäykistämään niitä poikittaisesta lisäämättä kuitenkaan mainittua jäykistämistä liian paljon jotta muita tarpeellisia ominaisuuksia ei menetettäisi.

Sellaista puskurirakennetta tarvitaan erityisesti, joka pystyy jäykistämään runkoa olematta ristiriidassa viimeksimainitun halkaisijan lisäyksen kanssa, eikä vähennä tai muunna rungon ja sen sisäpuolella olevan kulutuspinnan välistä erityistä kosketuspainetta.

Itse asiassa kosketuspaineen alhaisten arvojen tai eri vyöhykkeiden välisten eroavaisuuksien avulla ei saada täydellistä kiinnityssuori-tusta rungon ja kulutuspinnan välille ja se aiheuttaa sen takia huonoa kulkukäyttäytymistä ja vaikutusalueella rungon ja kulutuspinnan välistä suhteellista liikettä, joka kosketuspintoja vahingoittaen tekee rungon käyttökelvottomaksi kulutuspinnan seuraavaa sijoittamista varten.

Mainitut ilmiöt ovat sitäkin vakavampia sellaisissa rungoissa, joissa on vain yksi metallinen ristikudos, koska mainitut rungot ovat joustavampia sivusuunnassa ja niiden on sen takia oltava hyvin tuettuja vahvan metallipuskurin avulla.

Nyt on huomattu, että metallista runkoa käytettäessä kahden ristikkäisen metallisuikaleen muodostamat tavalliset puskurirakenteet ovat osittain ristiriidassa halkaisijan lisäyksen kanssa niin, että ei aikaansaada lujaa kiinnitystä rungon ja kulutuspinnan välille. Toisaalta vain yhden suikaleen käyttö ei suo riittävää poikittaista lujuutta, josta seuraa ajo-ominaisuuksien huonontumista.

Tämä keksintö tähtää siis sellaisen puskurirakenteen aikaansaamiseen renkaan vaihdettavan kulutuspinnan omaavaa kantavaa ulkorengasta 64770 varten, joka pystyy samaan ominaispaineen jakaantumaan tasaisesti kulutuspinnan säteittäiseen sisäpintaan ja estämään kulutuspinnan ja ulkorenkaan välisen suhteellisen liikkeen, säilyttäen samalla renkaan käyttäytymisominaisuudet koskemattomina.

Tämä saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että puskurirakenne käsittää yhden ainoan metallikudosta olevan suikaleen, jonka langat ovat sinänsä tunnetulla tavalla keskenään yhdensuuntaiset ja muodostavat renkaan kehän suunnan kanssa kulman, sekä kaksi me-tallikudosta olevaa nauhaa, jotka sijaitsevat suikaleen sivu-reunojen kohdalla siten, että kunkin nauhan akselin suunnassa ulompi reuna sijaitsee pääasiassa suikaleen ulkoreunan kohdalla, jolloin nauhojen sisäreunojen väliin jää rungon keskitasoon nähden keskitetty keskivyöhyke, jonka leveys on 8-69 % puskurirakenteen enimmäisleveydestä, joiden nauhojen langat ovat kummassakin nauhassa sinänsä tunnetulla tavalla keskenään yhdensuuntaiset ja muodostavat renkaan kehän suunnan kanssa kulman, mutta päinvastaiseen suuntaan verrattuna suikaleen lankoihin.

On yllättävästi todettu, että edellä esitetty rakenne ratkaisee kulutuspinnan ja rungon välisen suhteellisten liikkeiden ongelman, jotka eivät enää ole syynä mainittujen ulkorenkaiden käyttökelvot- / tomuuteen, koska jo tuotetuissa renkaissa saavutettu käyttäyty- -misominaisuuksien hyvä taso, kestävyys ja vastustuskyky eivät ole alentuneet ja ovat jopa tietyissä suhteissa parantuneet.

Tämä saattaa johtua pitkin kantavan ulkorenkaan säteittäistä ulkoprofiilia vaikuttavat keskipakovoiman erilaisista vaikutuksista, nauhojen olemassaolosta, joiden tuloksena saattaa olla hyvitys vastakkaisen merkin eroavaisuuksista, joka liittyy yhden metallisen ristikudoksen käsittävien runkojen tavalliseen rakenteeseen ja nostaa sen takia ominaispaineen tasaista jakaantumista kulutus-pinnan koko säteittäiseen sisäpintaan, viimeksimainitun kiinnittämiseksi täydellisesti kantavaan ulkorenkaaseen käytön aikana.

Nauhojen ulkoreunat voivat olla pitkittäisesti ulompana tai sisempänä suikaleen vastaaviin reunoihin nähden; joka tapauksessa mainittujen vastaavien reunojen jokaisen parin välinen pitkittäinen etäisyys on näiden osien rengastekniikkaan valittujen tavanomaisten arvojen suuruusluokkaa, nimittäin 10-15 mm.

64770 ! 5 ί

Suikaleen ja nauhojen langat ovat kallistetut renkaan kehän suuntaan nähden 45° ja 80° välillä vaihtelevassa kulmassa.

Tällöin on olennaista - mainittuun suuntaan nähden - että suikaleen langat ovat kallistetut lankojen vastaisessa suhteessa. Viimeksimainitut voivat kuitenkin olla kallistetut toisistaan eroavissa kulmissa ja siinä tapauksessa on viisainta ettei nauhojen lankojen kailistumiskuImien ero ylitä 30°.

Nauhojen langat voivat lopuksi olla samoja kuin suikaleeseen käytetyt tai ne voivat omata vetolujuutta tai äärimmäistä venyvyttä tai fysikaalisia ja geometrisia, viimeksimainituista eroavia ominaispiirteitä, ja nauhojen lankojen tiheyskin saattaa erota suikaleen langoista.

Joka tapauksessa tätä keksintöä ymmärretään paremmin seuraavan selityksen ja oheistetun kuvion avulla, joka on annettu vain ei-rajoittavaa esimerkkiä varten, ja joka esittää renkaan suoraa säteispoikkileikkausta, joka tämän keksinnön mukaisesti paljastaa mainitun renkaan erikoiskohdan rakenteelliset osat.

Mainittuun kuvioon viitaten vaihdettavan renkaan kulutuspinta käsittää kaksi osaelementtiä, nimittäin kulutuspinnan A ja kantavan ulkorenkaan B, jotka on kuvattu erikseen mutta jotka käyttöä varten asennetaan yhteen panemalla pinta A rungon B päälle ulkonemia käsittävällä kytkinprofiililla, jotka ulkonemat pystyvät suorittamaan 6 64770 asennuksen ja helpottamaan mainitun pinnan kiinnittämistä mainitun ulkorenkaan päälle.

Kulutuspinnan kehämäisestä venymättömän rengasmaisen tukirakenteen muodostavat tavanomaiseen tapaan joukko metallikierukoita 1, jotka on aikaansaatu kiertämällä metallilankaa kierukkamaisesti renkaaseen nähden kehän suuntaan. Säteittäisesti sisempänä, mainittuun kahden metallirakenteisen suikaleen 2 ja 3 muodostamaan rakenteeseen nähden ovat langat, kummassakin suikaleessa keskenään yhdensuuntaisina, asetettuina vastaavasti ristiin 5° - 30° välillä vaihtelevassa kulmassa kulutuspinnan kehän suuntaan nähden.

Ei ole tarpeen tarkastella mainittua kulutuspintaa yksityiskohtaisemmin koska se - muun muassa - ei vastaa tämän keksinnön aihetta.

Mitä kantavaan ulkorakenteeseen tulee, niin se käsittää säteisrun-gon, jonka muodostaa vain yksi metallilangan 4 muodostama ristiku-dos, jonka yläpuolella säteittäisesti ulompana ja sovitettuna kantavan ulkorenkaan keskustasoon "m" on puskurirakenne, joka mitä suurimmassa määrässä pystyy antamaan renkaalle yllä selostetut tiellä pysymistä koskevat käyttäytymisominaisuudet, sivulujuuden, ohjattavuuden, mukavuuden jne. Mainittu puskurirakenne käsittää raetalli-rakenteisen suikaleen 5, olennaisesti kulutuspinnan, nimittäin pinnan rengasmaisen tukirakenteen levyisen. Sisempänä mainittuun suikaleeseen nähden mutta rungon ristikudoksen ulkopuolella ja pitkin suikaleen sivuja on sijoitettu kaksi metallirakenteista nauhaa 6 ja 7 siten, että ne rajoittavat pitkittäisten sivureunojen väliin "vapaaksi" kutsutun keskivyöhykkeen, joka on sovitettu renkaan keskitason molemmin puolin. Perusmalleilla suoritetut kokeet ovat osoittaneet, että renkaan toimimiseksi kunnolla, mainitun vapaan keskivyöhykkeen aksiaalinen leveys "1" ei saa alittaa 8 % eikä ylittää 69 % yllä selitetyn puskurirakenteen koko leveydestä "L".

Mainittujen nauhojen sivureunojen täytyy olla olennaisesti yhteneväiset suikaleen 5 vastaavien reunojen kanssa; toisin sanoen, vastaavien reunojen välinen pitkittäinen etäisyys "d" on sama kuin mainittuja rakenteita varten tavallisesti käytetyt limitysarvot, nimittäin 10-15 mm:n suuruusluokkaa.

Limitys voi olla sekä ulkopuolinen että sisäpuolinen, nimittäin 7 64770 suikale 5 voi pistää pitkittäisesti ulospäin alla sijaitseviin nauhoihin nähden tai päinvastoin sen reunat voivat olla pitkittäisesti sisempänä vastaaviin nauhojen reunoihin verrattuna.

Edellä selitettyjen rakenteiden avulla saadaan joitakin vaihtoehtoisia sovellutusmuotoja, joita ei nimenomaan ole esitetty tässä, koska ne ovat helposti johdettavissa oheistetusta kuviosta ja siihen liittyvästä selityksestä.

Kumpikin kahdesta nauhasta, 6 ja 6 on ennen kaikkea esitetty säteit-täisesti sisempänä suikaleeseen 5 nähden; ne voivat kuitenkin sijaita säteittäisesti ulompana mainittuun suikaleeseen nähden, tietenkin mukautuen edellä selostettuihin ehtoihin, jotka koskevat keskivyöhyk-keen leveyttä ja reunojen limitystä.

Suikaleen 5 langat on kallistettu tiettyyn suuntaan renkaan kehän suuntaan nähden 45 ja 80u välisessä kulmassa; nauhojen langat on kallistettu vastakkaiseen suuntaan mainittuun kehän suuntaan nähden samoin 45° ja 80 välisessä kulmassa.

Suikaleen ja nauhojen lankojen kallistuskulmien vastaava identtisyys ei kuitenkaan ole vain olennaista, nimittäin että mainitut langat ovat sijoitetut symmetrisesti renkaan kehän suuntaan nähden, vaan on suorastaan välttämätöntä, että kummankin nauhan kallistuskulmat ovat samat mainittuun kehän suuntaan nähden.

Toisin sanoen, näiden kahden nauhan langat, kummassakin nauhassa keskenään yhdensuuntaisina, saattavat olla eri tavoin kallistettuja renkaan kehän suuntaan nähden, edellyttäen, että ne aina ovat sijoitetut vastakkaiseen suuntaan suikaleen 5 langan kallistumaan nähden. Tässä tapauksessa on kuitenkin suositeltavaa ettei näiden kahden nauhan kallistuskulmien eroavaisuus ylittäisi 30°.

Nauhojen lankoihin nähden - verrattuna suikaleen 5 lankoihin - ovat useat ratkaisut mahdollisia.

Ennen kaikkea ne voivat olla identtiset toistensa kanssa tai niiden muoto ja rakenne voivat olla erilaiset, kuitenkin säilyttäen saman vetolujuuden ja/tai saman venyvyyden.

64770

On kuitenkin mahdollista käyttää nauhoja varten sellaisia lankoja, joiden vetolujuus on erilainen samassa vastustusosassa tai jäykkyys on erilainen tai yksinkertaisesti halkaisija on erilainen tai äärimmäinen venyvyys on erilainen.

Siinä tapauksessa on sopivaa määrätä nauhoja varten käytettäville langoille suuremmat arvot. Erittäin edullisia tuloksia on saatu käytettäessä sellaista puskuria, jossa suikaleen 5 langat ovat hyvin tasaisesti venyvää tyyppiä, nauhojen 6 ja 7 lankojen ollessa tavallisesti käytettyjä lankoja.

Lopuksi kaikkien edellä viitattujen ratkaisujen lisäksi nauhoissa olevien lankojen tiheys voi olla erilainen ja erityisesti se voi olla suurempi kuin suikaleen 5 lankojen vastaava tiheys.

On tietenkin ilmeistä, että parhaat tulokset saavutetaan huolellisen valinnan ja kaikkien edellä kuvattujen rakenteellisten ominaispiirteiden yhdistelemisen avulla ja arvioiden jokaista niistä - muihin renkaan muodostavien osien piirteisiin verrattuina - mikä niiden lopullinen vaikutus olisi valmiseen renkaaseen käytännössä.

On siis selvää, että tämän keksinnön puitteisiin sisältyy muitakin muunnoksia ja muunnelmia, joita ei nimenomaan ole kuvattu, mutta jotka ovat helposti johdettavissa tämän keksinnön käsitteestä.

Claims (8)

9 64770

1. Ajoneuvon rengas, jossa on vaihdettava kulutuspinta, käsittäen kulutuspintarenkaan (A), jossa on kehän suunnassa venymätön rengasmainen tukirakenne (1), jonka leveys on olennaisesti sama kuin kulutuspintarenkaan, ja rungon (B), joka on varustettu metallisella radiaalisella kudosrungolla (4) ja joka kannattaa kulutuspintarengasta (A) säteettäises-ti ulompana keskitettynä rungon keskitasoon (m) nähden, kun rengas on pumpattu, joka runko (B) on varustettu rengasmaisella puskurirakenteella, joka sijaitsee säteen suunnassa kudosrungon (4) ulkopuolella keskitason (m) halki ja on pääasiassa yhtä leveä kuin kulutuspintarenkaan (A) tukirakenne (1), tunnettu siitä, että puskurirakenne käsittää yhden ainoan metallikudosta olevan suikaleen (5), jonka langat ovat sinänsä tunnetulla tavalla keskenään yhdensuuntaiset ja muodostavat renkaan kehän suunnan kanssa kulman, sekä kaksi metallikudosta olevaa nauhaa (6, 7), jotka sijaitsevat suikaleen (5) sivureunojen kohdalla siten, että s kunkin nauhan (6, 7) akselin suunnassa ulompi reuna sijait-see pääasiassa suikaleen (5) ulkoreunan kohdalla, jolloin -nauhojen sisäreunojen väliin jää rungon keskitasoon (m) nähden keskitetty keskivyöhyke, jonka leveys on 8-69 % puskurirakenteen enimmäisleveydestä, joiden nauhojery (6, 7) langat ovat kummassakin nauhassa sinänsä tunnetulla tavalla keskenään yhdensuuntaiset ja muodostavat renkaan kehän suunnan kanssa kulman, mutta päinvastaiseen suuntaan verrattuna suikaleen (5) lankoihin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rengas, tunnettu siitä, että nauhojen (6, 7) pitkittäiset ulkoreunat ovat sivusuunnassa siirretyt ulospäin suikaleen (5) vastaaviin reunoihin nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rengas, tunnettu siitä, että nauhojen (6, 7) pitkittäiset ulkoreunat ovat sivusuunnassa siirretyt sisäänpäin suikaleen (5) vastaaviin reunoihin nähden. 64770 10

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnettu siitä, että nauhojen (6, 7) langat muodostavat 45-80° kulman renkaan kehän suunnan kanssa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rengas, tunnet-t u siitä, että nauhojen (6, 7) langat ovat kallistetut renkaan kehän suuntaan nähden kussakin nauhassa erisuuruisissa kulmissa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen rengas, tunnettu siitä, että nauhojen (6, 7) lankojen kallistuskulmien erotus renkaan kehän suuntaan nähden ei ylitä 30°.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnettu siitä, että suikaleessa (5) ja nauhoissa (6, 7) olevien lankojen tiheydet ovat erilaiset.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnettu siitä, että suikaleen (5) langat ovat suurivenymätyyppiä, jossa yksittäislangat on kierretty samaan suuntaan kuin itse lanka.