FI76739C - Foerstaerkningsstaong foer vulsten av ett ytterdaeck. - Google Patents

Description

1 76739

Ulkorenkaan palteen vahvistustanko

Keksinnön kohteena on ulkorenkaan palteen vahvistus-tanko, joka koostuu ytimestä ja filamenttien yhdistelmästä, 5 joka käsittää ainakin yhden kerroksen filamentteja, jotka on kääritty ytimen ympärille samaan suuntaan siten, että kerroksen vahvuus on vähintään yhtä suuri kuin filamentin kaksinkertainen halkaisija.

Ulkorengas koostuu oleellisesti renkaanmuotoisesta 10 yläosarakenteesta, joka ulottuu vaakasuunnassa kahteen sivuun, jotka kummatkin päättyvät palteeseen, joka on tarkoitettu asettumaan pyörän vannetta vasten. Kukin palle käsittää vähintään yhden renkaanmuotoisen vahvistustangon, joka on sovitettu kehältään samankeskisesti ulkorenkaan pyöräh-15 dysakselin kanssa. Vahvistustangon oleelliset tehtävät ovat toimia runkorakenteen ankkurina ja varmistaa palteen tartunta pyörän vanteeseen.

Vastakohtana ulkorenkaan runkorakenteelle, joka de-formoituu pyörän pyöriessä, vahvistustanko on liikkumatto-20 mana vanteeseen nähden vastustaen samalla toisaalta voimia, joita runkorakenne kehittää, toisaalta vannetartunnan aiheuttamia reaktiovoimia. Yritetään siis valmistaa vahvistustanko ja, jotka ovat samalla keveitä ja kestäviä erikoisesti vetomurtumaan nähden.

25 Tavallisesti vahvistustangot on tehty teräslangois- ta. Vaikkakin teräs antaa niille tyydyttävän murtolujuuden, teräslangoista tehdyt vahvistustangot ovat raskaita.

Nipputyyppiset vahvistustangot valmistetaan kiertämällä vieri viereen tietty määrä teräslankakierroksia vä-30 kipyörän urassa, jotta muodostuisi yhdensuuntaisista langoista koostuva rengas. Tällaisia vahvistustankoja käytetään matkailuautojen ulkorenkaissa. Ne voidaan valmistaa mitä erilaisimmin säteettäissuuntaisin poikkileikkauksin. Kevyiden ja yhä paremmin vetoa kestävien tekokuitujen tai 35 synteettisten tekstiilikuitujen (esimerkiksi raion, polyesterit, aromaattiset ym. polyamidit, polyvinyylialkoholit, lasi, boori, hiili) ilmestymisen myötä on yritetty keventää vahvistustanko-nippuja kiertämällä etukäteen liimalla 2 76739 käsiteltyjä filamentteja saman valmistusmenetelmän mukaisesti kuin teräslankaisia vahvistustanko-nippuja.

Näillä tektiilifilamenteista koostuvilla vahvistus-tangoilla on eräs puute, joka tekee ne epäasianmukaisiksi 5 ulkorenkaissa. Kun rengasta asennettaessa vanteelle renkaan palle saatetaan ylittämään vanteen reuna vivun avulla, vahvistustanko tulee alttiiksi paikalliselle taipumalle. Huolimatta liimauksestaan filamentit pitkin vahvistus-tangon säteettäissuunnassa sisäpuolista alaosaa ja tämän 10 läheisyydessä ovat alttiina vauriolle. Vahvistustangolla ei siis enää ole taipumakohdassa riittävää murtolujuutta.

Keksinnön tarkoituksena on korjata tämä liimatuista tekstiilitilamenteista koostuvien nipputyyppisten vahvistustanko j en suuri epäkohta.

15 Tässä tarkoituksessa käytetään keksinnön mukaisesti ulkorenkaan palteen vahvistustankoa, joka koostuu renkaan-muotoisesta ytimestä ja ytimen päälle sovitetusta ja tätä ympäröivästä filamenttien yhdistelmästä. Filamenttien kerros muodostuu vähintään yhdestä kimpusta filamentteja, jot-20 ka ovat ei-metallisia, jatkuvissa, jokseenkin yhdensuuntaisia ja impregnoimattomia ja joiden poikkipinta on enintään 2 0,1 mm , jolloin kimppu on kierretty ytimen ympärille kierteen sisänousulla 2\f ac1, jossa a on ytimen suoran poikkileikkauksen piiriä vastaavan ympyrän säde ja c on ytimen 25 kehän keskimääräinen pituus ja jolloin kimpun kierre on samaan suuntaan kuin filamentit on kierretty ytimen ympärille ja jolloin kiertäminen ytimen ympärille on yhtä kuin yksi kierros kierteen nousua kohden.

Keksinnön mukaisesti käytettyjen filamenttien poik- 2 30 kipmta on edullisesti enintään 0,1 mm .

Filamenttikimpulla tarkoitetaan jatkuvien ja suunnilleen yhdensuuntaisten filamenttien kimppua, joka on kiertämiselle välttämättömän jännityksen alaisena keksinnön mukaisten vahvistustankojen valmistuksen aikana. Kim-35 pun muodostavat filamentit voivat olla yhtä materiaalia.

3 76739 esimerkiksi lasia tai aromaattisia polyamideja. Mutta ainakin jotkut kimput voidaan muodostaa liittämällä ainakin kahta eri materiaalia olevat filamentit yhteen, esimerkiksi toiset lasia toiset aromaattisia polyamideja tai polyvinyy-5 lialkoholeja ja aromaattisia polyamideja tai polyvinyyli- alkoholeja, lasia ja aromaattisia polyamideja.

Impregnoimattomalla filamentilla tarkoitetaan fila-menttia, jonka pinnalla ei ole ainetta, joka voisi luoda liitoksen kahden saman kimpun filamentin välille. Kuitenkin 10 filamentteja, jotka valmistuksen aikana ovat saaneet vain rasvakerroksen (esimerkiksi niiden sekoittumisen tai toisiinsa tarttumisen estämiseksi) pidetään impregnoimattornina.

ydinosan poikkileikkaus on ydinosan leikkaus tason kanssa, johon kuuluu vahvistustangon pyörähdysakseli. Jos 15 esimerkiksi ydinosalla on neliömäinen poikkipinta, jonka sivun pituus b, piiriksi tulee 4b ja vastaavan ympyrän 2b säde a on sellainen, että a = ^ . Ydinosan keskimääräinen kehän pituus c on ydinosan poikkipintojen painopisteiden kautta kulkevan ympyrän pituus. Ydinosa voi olla metallia, 20 esimerkiksi terästä tai muodostua korkean kimmomodulin omaavaan aineeseen (esimerkiksi epoksihartsi, polyesteri) upotetuista kuiduista.

Kimpun filamenttien keksinnön mukaisesti kierretyn kierteen pituus on suhteellisen lyhyt. Filamenttien jännitys 25 kimpussa on suurin piirtein identtinen filamenttien olles sa toisistaan riippumattomia, koska ne ovat impregnoimat-tomia. Näin filamenttikokonaisuudella on välitön kosketus ydinosaan. Vaipan filamentit asettuvat toistensa lomiin. Filamenttikokonaisuudella on kuitenkin riittävä läpäisevyys, 30 jotta se voi olla alttiina keksinnön mukaisten vahvistus- tankojen valmistuksen jälkeiselle impregnoinnille tai renkaan palteessa vahvistustankoon liittyvän materiaalin pintaan kohdistuvalle liimakäsittelylle. Tämä läpäisevyys on samoin riittävä, jotta se edistäisi keksinnön mukais-35 ten vahvistustankojen liittymistä valettaviin ja sitten _ __τ.~ -- 4 76739 ristisidottaviin materiaaleihin, joista jotkut renkaat, esimerkiksi ilman runkorakennekerroksia olevat renkaat, muodostuvat.

Verrattuna teräslangoista, joiden paksuus vaihtelee 5 tavallisesti 0,5 nutusta useisiin millimetreihin valmistet tuihin vahvistustankoihin, keksintö mahdollistaa rajoittua vahvistustankoihin, jotka samanvahvuisina ovat erittäin keveitä. Esimerkiksi käytettäessä aromaattisista polyamideista koostuvia filamenttikimppuja, on käytettävissä 10 filamentteja, joilla samanpainoisina kuin teräslangat on viisi kertaa parempi murtovenymä.

2

Poikkipinnaltaan enintään 0,1 mm olevien filament-tien käyttö mahdollistaa osaltaan näiden ympärikietomisen väännön alaisena, joka tapahtuu samaan suuntaan kuin kieto-15 minen ja on yksi kierros kietaisun kierrettä kohti. Tästä seuraa valmistuskoneiston yksinkertaistuminen, joka on mahdotonta teollisesti käytettyjen teräslankojen kyseessä ollen. Yksi keksinnön muunnelma käsittää vahvistustenkojen tekemisen, joissa saman kimpun ympärikiertämisen kierteen 20 pituus vaihtelee samaa vaippaa alusta loppuun kiedottaessa, kierteen pituuden mieluiten lisääntyessä, mutta jääden koko ajan pienemmäksi kuin 2 V~a^c', a^:n ollessa vahvistus-tangon valmistuksen aikaisen poikkipinnan piiriä vastaavan ympyrän säde, jolloin poikkipinta huomioidaan kohdassa, 25 jossa kimppua tai kimppuja kierretään ympäri. Kyseinen piiri lasketaan kuten edellä osoitettiin, ydinosalle, c tarkoittaa ydinosan keskimääräistä kehää kuten edellä on määritelty.

Tällainen järjestely sallii filamentteihin suhteessa 30 niiden etäisyyden kasvuun ydinosasta kohdistuvien rasitusten tasoittumisen.

Vaikkakin olisi parempi lisätä jatkuvalla tavalla kierteen pituutta kimppua tai kimppuja kierrettäessä vaipan muodostamiseksi, voidaan myös pitää kierteen pituus vakiona 35 yhtä vaippaa kierrettäessä, esimerkiksi ydinosaa lähinnä 5 76739 olevaa ja sitten muuttaa, mieluiten lisätä tätä annetulla arvolla seuraavan vaipan valmistamiseksi.

Keksintö käsittää myös muunnelmat, joiden mukaisesti ydinosan päälle ja ympärille järjestettävä lankajoukko 5 koostuu vähintään kahdesta vaipasta, jotka eroavat toisistaan vähintään yhdessä seuraavista ominaisuuksista: kierteen pituus, ydinosan ympäri tapahtuvan kiertämisen suunta, kimpun muodostavien filamenttien luonne, filamenttien keskimääräinen läpimitta. Kuitukimpun tai -kimppujen kierros-10 suunnan kääntäminen vaipasta toiseen siirryttäessä vähentää vahvistustankojen käyristymisen riskiä etenkin kun halutaan käyttää suhteellisen taipuisaa ydinosaa jäykän sijasta.

Piirustus näyttää esimerkin keksinnön mukaisen vah-vistustangon toteutuksesta. Tässä piirustuksessa 15 kuva 1 on leikkausnäkymä voimakkaasti suurennetusta vahvistustangon, joka koostuu ydinosasta ja filamenttivai-pasta, joka on tehty yhdellä kimpulla, poikkileikkauksesta, kuva 2 näyttää pienemmässä mittakaavassa kuin kuva 1 filamenttikimpun, joka on kiedottu kuvan 1 mukaisen vah-2Q vistustangon ydinosan ympäri, kuva 3 kuvaa vahvistustangon osaa, jonka ydinosa on ympäröity kolmella vaipalla, joista jokainen koostuu fila-menttikimpusta, kuva 4 on leikkausnäkymä ulkorenkaasta, jonka kum-25 massakin palteessa on keksinnön mukainen vahvistus tanko .

Vahvistustanko 1 , jonka poikkileikkaus on esitetty voimakkaasti suurennettuna kuvassa 1, koostuu toisaalta poikkileikkaukseltaan ympyräisestä, esimerkiksi teräksisestä ydinosasta 2, joka on muodostettu ympyränmuotoisesta suljetusta sil-30 mukasta hitsaamalla sopivaan pituuteen leikatun langan molemmat päät yhteen, toisaalta kimpusta 3 (kuva 2) aromaattisia polyamidifilamentteja 3, jotka ovat havaittavasti keskenään yhdensuuntaisia muistuttaen nauhaa, kun tätä kimppua, kuten osoittaa nuoli F kuvassa 2, kierretään jännityk-35 sen alaisena filamenttivaipan 13 muodostamiseksi.

_____- τ: - .

6 76739

Ydinosan poikkipinta 2 on läpimitaltaan 2 mm (a = 1 mm). Vahvistustangon keskimääräinen kehän pituus (c) on 1136 mm (R = 131 mm).

Kimpun 3' filamenteilla on keskimäärin läpimitta 5 17 ^um ja kimpulla on lankanumero 330 tex. Kimppu 3 kier retään ruuvikierteenomaisesti (kuva 2) ydinosan 2 ympäri tämän kimpun kierteen pituuden P ydinosan 2 ympäri ollessa noin 45 mm. Kimppu 3 ei ollut impregnoitu.

Vahvistustangossa, jonka poikkileikkauksella on 10 läpimitta 4,8 mm, voidaan laskea impregnoimattoman kimpun 3 esiintyvän tässä leikkauksessa 46 kertaan asti.

Näin konstruoitu vahvistustanko painaa 46 grammaa, kun taas ominaisuuksiltaan tavanomainen vahvistustanko, joka on tehty kokonaan teräslangoista ja ottaa tilaa saman 15 verran, painaa 130 grammaa.

Keksinnön mukainen, molempiin palteisiin asennettu vahvistustanko renkaassa, jonka koko on 175-14 kestää 15 bar täyttöpaineen, kun taas vertailutanko ei salli 13,5 bar ylitystä.

20 Kun valmistetaan vahvistustanko, jonka mitat "a" ja "c" ovat samat kuin yllä kuvatulla keksinnön mukaisella, vahvistustangolla, kimpulla, jonka filamentit on etukäteen impregnoitu, niillä varustettu rengas ei kestä yli 9 bar paineita.

25 Kuva 2 on näkymä renkaan pyörähdysakselin suunnassa keksinnön mukaisesta vahvistustangon 1 osasta. Kuvassa kehän suunta on esitetty XX':llä, säteettäissuunta on ZZ', ydinosan 2 ympyriäisen poikkipinnan säde on a ja vahvistustangon 1 pyörähdysakselin suhteen keskimääräisen kehän 30 C säde on R. Samoin nähdään vahvistustangon 1 ydinosan 2 ympärille asetetun kimpun 3 kierteen pituus p.

Kuva 3 näyttää vahvistustangon segmentin, joka koostuu teräksisestä ydinosasta 2, joka on analoginen kuvien 1 ja 2 yhteydessä kuvattujen kanssa, ja kolmesta vaipasta 35 21, 22 ja 23, joista jokainen on muodostettu kuvassa 1 7 76739 ja 2 esitetyn kimpun 3 kanssa analogisen filamenttikimpun ympärikietomisella. Kimppujen kiertämisen suunta on vaihdettu vaipasta toiseen; kiertämisen kierroksen pituus lisääntyy sisävaipasta 21 seuraaviin 22, 23.

5 Kuva 4 näyttää ulkorenkaan 30 läpileikkauksen muodostuen yläosarakenteesta 31, kahdesta kyljestä 32 yläosarakenteen 31 molemmin puolin. Kumpikin kyljistä päätyy palteeseen 33, joka on asettunut vanteen 34 päälle. Kummassakin palteessa 33 on keksinnön mukainen vahvistus-10 tanko 1, jonka ympäri runkorakenne 37 on ankkuroitu käänteellä 39 ulkopintaa kohti. Yläosarakenteeseen on sijoitettu sinänsä tunnettu vahvistus 36.

15 20 25 30 35

Claims (10)

1. Ulkorenkaan palteen vahvistustenko, joka koostuu ytimestä (2) ja filamenttien yhdistelmästä, joka käsittää 5 ainakin yhden kerroksen (13) filamentteja (3')/ jotka on kääritty ytimen ympärille samaan suuntaan siten, että kerroksen vahvuus on vähintään yhtä suuri kuin filamentin kaksinkertainen halkaisija, tunnettu siitä, että kerros (13) muodostuu vähintään yhdestä kimpusta (3) filamentteja (3')/ jotka ovat ^ ei-metallisia, jatkuvissa, jokseenkin yhdensuuntaisia ja 2 impregnoimattomia ja joiden poikkipinta on enintään 0,1 mm , jolloin kimppu (3) on kierretty ytimen (2) ympärille kierteen sisänousulla 2Yac, jossa a on ytimen suoran poikkileikkauksen piiriä vastaavan ympyrän säde ja c on ytimen kehän keskimää-1 5 räinen pituus ja jolloin kimpun kierre on samaan suuntaan kuin filamentit on kierretty ytimen ympärille ja jolloin kiertäminen ytimen ympärille on yhtä kuin yksi kierros kierteen nousua kohden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vahvistustanko, 20 tunnettu siitä, että kimpun (3) kierteen nousu (P) vaihtelee sen kiertämisen alusta loppuun, joka muodostaa kerroksen (13) ja edullisesti siten, että kierteennousu aina on alle 2'Yaj~c, jossa a^ on sellaisen ympyrän säde, joka vastaa vähvistustangon suoraa poikkileikkausta valmistuksen 25 aikana kohdassa, jossa kimppu (3) kierretään.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vahvistustanko, tunnettu siitä, että ytimen (2) päälle ja ympäri sovitettu filamenttiyhdistelmä koostuu vähintään kahdesta kerroksesta (21,22,23), jotka eroavat toisistaan seuraavilta ^ ominaisuuksilta: kierteennousu, kiertosuunta ytimen ympäri, kerroksen muodostavien filamenttien luonne.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vahvistustanko, tunnettu siitä, että ytimen (2) päälle ja ympäri sovitettu filamenttiyhdistelmä koostuu vähintään kahdesta ^ kerroksesta (21,22,23) ja kierteennousu vaihtelee, edullisesti kasvaa lähinnä ydintä (2) olevasta kerroksesta (21) seuraavaan kerrokseen (22). 9 76739

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen vahvistustenko, tunnettu siitä, että ainakin ulkokerros (23) on impregnoitu, ts. sen pinnalla on kerros, joka sitoo filamen-tit yhteen ja joka on aikaansaatu sen jälkeen kun vahvistus- 5 tanko on valmistettu.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen vahvistustanko, tunnettu siitä, että ydin (2) koostuu metallista, edullisesti teräksestä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen vahvistustanko, 10 tunnettu siitä, että ytimen (2) suora poikkileikkaus on ympyränmuotoinen.

8. Jonkin patenttivaatimuksen vahvistustanko, tunnet-t u siitä, että ydin (2) on jäykkä.

8 76739

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen vahvistustanko, 15 tunnettu siitä, että ydin (2) koostuu filamenteista, jotka on upotettu korkean kimmomoduulin omaavaan materiaaliin, kuten polyesterihartsiin.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen vahvistus-tanko, tunnettu siitä, että ainakin jotkut kimput (3) 20 koostuvat vähintään kahta eri materiaalia olevista filamen-teista. 25 30 35 10 76739