FI77537B - Foerfarande och anordning foer undersoekning av vaegbelaeggningars avnoetning. - Google Patents

Description

! 77537

MENETELMÄ JA LAITE TIEPÄÄLLYSTEIDEN KULUMISEN TUTKIMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR UNDERSÖKNING AV VÄGBELÄGGNINGARS AVNÖTNING

5 Keksinnön kohteena on menetelmä ja testauslaite tiepäällysteiden kulumisen tutkimiseksi todellista liikennettä jäljittelevissä olosuhteissa.

Nastarenkaiden teitä kuluttava vaikutus koostuu olennaisesti kahdesta eri komponentista, pystysuunta!-10 sesta iskusta tienpintaan ja tienpinnan suuntaisesta hiertävästä liikkeestä. Jos auton rengas olisi täysin pyöreä, ei pystysuuntaista iskua tapahtuisi ollenkaan, mutta todellisuudessa, koska rengas on jonkin verran kokoonpuristuneena tien pintaa vasten, tapahtuu renkaan 15 pyöriessä lähes pystysuuntainen isku, jonka nopeus on pienempi kuin auton ajonopeus. Nastojen tienpinnan suuntainen hierto johtuu joko pinnan kaltevuudesta, auton kiihdytyksestä tai hidastuksesta, autoon kaarteissa vaikuttavasta keskipakovoimasta tai renkaiden auraus-20 kulmasta.

Nykyisin erilaisia tienpäällystysmateriaaleja ja niiden kulumista nastojen vaikutuksesta testataan tieolosuhteissa koeteiden ja koepäällysteiden avulla tai kiinnittämällä tiehen paloja tällaisista testatta-25 vista materiaaleista. Tällöin testaus on hankalaa ja hidasta ulkoisten olosuhteiden määrätessä testausolo-suhteet niin, että niitä ei voida säätää halutuiksi.-Myös on tunnettua erilaiset kulutuslaitteet, joissa testattavan pinnan päällä esim. pyöritetään auton ren-30 gasta renkaan hiertäessä ja hangatessa pintaa ei-todel- lisia olosuhteita vastaavalla tavalla. Myös on tunnettua aiheuttaa erilaisilla irtonaisilla kappaleilla iskuja ja pistoja testattavaan pintaan. Tällöin kuitenkin iskujen nopeus ja voima sekä lukumäärä eivät ole tark-35 kaan hallittavissa siten, että testaukset vastaisivat todellisia olosuhteita.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa em. epäkoh- 2 77537 dat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin tien päällysteen kulumisen testausmenetelmä ja -laite, jonka avulla tiepäällysteen kulumisprosessi saadaan mahdollisimman tarkkaan jäljitellyksi laboratorio-olo-5 suhteissa niin, että kulumisen mittaus ja kulumiseen vaikuttavien päällyste- ja nastarengas komponenttien säätö tulevat mahdollisiksi erilaisissa mittausolo-suhteissa.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta 10 viitataan vaatimusosaan.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä testattava kappale asetetaan olennaisesti paikalleen kiinni ja siihen kohdistetaan iskuja esim. auton talvirenkaan kumin palaan kiinnitetyllä auton nastalla. Tällä tavalla 15 saadaan kuvatuksi auton renkaan nastan aiheuttamaa pystysuoraa iskua tien pintaa vasten. Mittaamalla iskun nopeus ja säätämällä se tietyn suuruiseksi, saadaan suoritetuksi vertailukelpoisia mittauksia rajattomasti. Iskun aikana ja sen jälkeen kuminpalaa ja siinä 20 olevaa nastaa voidaan puristaa halutulla voimalla tes tattavaa pintaa vasten, jolloin siirtämällä testattavaa pintaa saadaan aikaan hiertoliike, joka vastaa todellisia olosuhteita. Iskua ja hiertoa sopivasti yhdistämällä ja kohdistamalla testikappaleeseen halutulla 25 tavalla voidaan olennaisen tarkasti kuvata todellisia tienpäällysteen kulumisolosuhteita.

Eräässä keksinnön sovellutuksessa testattava pinta asetetaan viistoon asentoon iskun liikesuuntaan nähden siten, että nastan isku aiheuttaa myös samalla 30 hiertoa testattavaan kappaleeseen.

Keksinnön mukaiseen tienpäällysteen kulumisen testauslaitteeseen kuuluu voimalaite, esim. paineilma-sylinteri tai jousi, johon on yhdistetty testauspala, joka muodostuu esim. auton talvirenkaan kumin palasta 35 ja siihen kiinnitetystä autonrenkaan nastasta siten, että testauspalalla voidaan kohdistaa isku päin testattavaa materiaalia, joka on tuettuna laitteeseen kuulu- 3 77537 vaan tukielimeen. Lisäksi laitteeseen kuuluu mitta- ja säätölaitteet, joiden avulla iskun nopeus on mitattavissa ja säädettävissä. Voimalaite on siten järjestetty, että iskun jälkeen testauspalaa voidaan puristaa testat-5 tavaa materiaalia vasten määrätyllä voimalla. Kappaleen lisäksi laitteeseen kuuluu edullisesti siirtolaite, jonka avulla testattavaa kappaletta voidaan siirtää iskun suuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa ja edullisesti kääntää se viistoon asentoon iskuun nähden.

10 Edullisimmin voimalaite on paineilmasylinteri, jota voidaan käyttää paineakkuperiaatteella. Tällöin sylinterin mäntä on lukittavissa haluttuun paikkaan ja sylinterin sisään saadaan vakiopaine, joka sitten mäntä vapautettaessa aiheuttaa aina yhtä nopean iskun testi-15 kappaleeseen. Näin voidaan käyttää aina samaa vakio-painetta ja säätämällä vain iskun pituutta eli männän lukituspaikkaa saadaan iskun nopeus säädetyksi halutulle tasolle.

Keksinnön etuna tunnettuihin testauslaitteisiin 20 ja testausmenetelmiin verrattuna on, että laite on huomattavasti yksinkertaisempi ja täten myös halvempi rakenteeltaan kuin nykyisin käytettävät laitteet, laite jäljittelee todellisia olosuhteita huomattavasti paremmin kuin nykyiset laitteet ja sitä voidaan helposti 25 säätää ja sitä voidaan käyttää erilaisissa lämpötila-, kosteus- yms. olosuhteissa laitteen rakenteen ja toiminnan siitä mitenkään kärsimättä. Lisäksi keksinnön avulla on mahdollista tutkia erilaisten nastarenkaiden, nastojen ja nastoitustapojen vaikutusta kulumisprosessiin, 30 samoin kuin erilaisia nastarakenteita, niiden kestävyyttä, pito-ominaisuuksia, kiinnipysyvyyttä yms.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa on esitetty kaaviollinen kuva eräästä keksinnön mukaisesta 35 testauslaitteesta. Kuvan esittämään laitteeseen kuuluu runkoon 11 liitetty voimalaite 1, paineilmasylinteri, jonka mäntään 10 on liitetty testauspala 2. Testauspala 4 77537 koostuu kumista 3, esim. auton renkaan pala, ja kumiin tunnetulla tavalla kiinnitetystä auton nastasta.

Laitteen runkoon on myös liitetty tukielin 6, johon testattava materiaali 5 on kiinnitettävissä. Tuki-5 elin on yhdistetty siirtolaitteisiin 8, jonka avulla tukielintä voidaan liikuttaa, vetää ja työntää vaakatasossa, pyörittää, kääntää viistoon asentoon vaakatasoon nähden yms. Lisäksi laitteeseen kuuluu mittaus-ja säätölaitteet 7, esitetyssä sovellutuksessa runkoon 10 11 liitetyt valokennot ja männän varteen liitetty raon omaava levymäinen elin 13. Lisäksi paineilmasylinterissä on laukaisulaite 9, jonka avulla mäntä 10 on lukittavissa, edullisesti portaattomasti, halutulle korkeudelle.

Laitetta käytetään seuraavasti. Testattava 15 materiaali 5 asetetaan ja kiinnitetään paikalleen tuki-elimeen 6. Mäntä 10 lukitaan laukaisulaitteella 9 määrätylle korkeudelle ja venttiilin 14 kautta päästetään paineilma sylinteriin. Mittarin 15 avulla voidaan sylinteriin järjestää tietty vakiopaine, mikäli venttiilin 20 takana oleva paine on liian suuri tai ei riittävällä tarkkuudella pysy vakiona.

Halutun paineen vallitessa sylinterissä venttiili 14 suljetaan ja laukaisulaitteesta 9 päästämällä vapautetaan mäntä 10, jolloin se iskeytyy kiihtyvällä 25 nopeudella kohti testattavaa materiaalia 5 niin, että nasta 4 ja kumi 3 törmäävät tähän materiaaliin. Levymäiseen elimeen 13 on järjestetty pieni reikä 16 siten, että juuri ennen törmäystä reikä ohittaa mittaus- ja säätölaitteiden valokennot 12. Kun tiedetään näiden 30 kahden valokennon välinen etäisyys saadaan niistä tulevien signaalien aikaeron perusteella männän 10 nopeus eli testauspalan 2 nopeus juuri ennen törmäystä testattavaan materiaaliin 5. Iskujen nopeutta voidaan säätää joko painetta tai iskun pituutta säätämällä, jolloin 35 männän kiihdytykseen käyttämä matka pitenee. Iskuja voidaan toistaa täsmälleen samanlaisina testattavaan materiaaliin haluttu määrä joko yhteen ja samaan pis- 5 77537 teeseen tai siirtämällä siirtolaitteen 8 avulla testattavaa materiaalia 5 niin, että iskut tulevat tasaisesti tietylle pinta-alalle. Tällä tavalla saadaan kuvatuksi renkaiden nastojen aiheuttamaa iskua tien pintaan olen-5 naisesti todellisuutta vastaavalla tavalla.

Nastan hiertoliikettä voidaan kuvata iskun jälkeen puristamalla voimalaitteella testauspalaa 2 testattavaa materiaalia 5 vasten ja samalla liikuttamalla siirtolaitteen 8 avulla testattavaa materiaalia. 10 Siirtolaitteella 8 voidaan myös edullisesti kallistaa testattavaa pintaa niin, että isku tapahtuu viistosti pintaan nähden, jolloin suoraan saadaan kohtisuoran iskun ja hierron yhteisvaikutus testattavaan materiaaliin. Paineilmasylinterin sijasta voidaan voimalait-15 teenä käyttää myös esim. jousta, mutta tällöin voima-laitteen säätöominaisuudet ovat heikommat. Samoin lisälaitteena voidaan käyttää runkoon 11 sovitettua valonlähdettä, joka kohdistaa valonsäteen näytemateriaalissa olevaan iskupaikkaan, jolloin iskuja voidaan tarkasti 20 kohdistaa haluttuihin testattavan materiaalin pinnan eri kohtiin.

Edellä keksintöä on selostettu yksityiskohtaisesti viittaamalla sen erääseen sovellutukseen. Se ei kuitenkaan rajoita millään tavoin keksintöä, jonka eri 25 sovellutukset voivat vaihdella patenttivaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (7)

1. Menetelmä tienpäällysteiden kulumisen ja erilaisten talvirengas/nastayhdistelmien vaikutuksen 5 tutkimiseksi todellista liikennettä jäljittelevissä olosuhteissa, tunnettu siitä, että menetelmässä testattavaan kappaleeseen kohdistetaan iskunopeudeltaan määrätyn suuruisia iskuja testauspalalla, joka muodostuu kumista, esim. pala auton talvirengasta, ja siihen 10 kiinnitetystä nastasta, iskujäljen testattavassa kap paleessa olennaisesti vastatessa auton renkaan nastan todellista vaikutusta ko. materiaaliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että isku suoritetaan voima- 15 laitteella, jolla testauspalaa iskun aikana ja sen jälkeen puristetaan testattavaa kappaletta vasten.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että testattavaa kappaletta siirretään testauspalan puristuksen alaisena nastan 20 hiertoliikkeen aikaansaamiseksi.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että testattavan kappaleen pinta asetetaan viistoon asentoon testauspalan iskun liikerataan nähden viiston testausiskun aikaan- 25 saamiseksi.

5. Tienpäällysteen kulumisen testauslaite nastoituksen vaikutuksen tutkimiseksi liikennettä jäljittelevissä olosuhteissa, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu voimalaite (1), johon on yhdis- 30 tetty testauspala (2), joka muodostuu kumista (3), esim. pala auton rengasta, ja siihen kiinnitetystä nastasta (4); testattavan materiaalin (5) tukielin (6), johon testattava kappale on tuettavissa; sekä mitta- ja säätölaitteet (7) testauspalan testattavaan materiaaliin 35 kohdistaman iskun nopeuden mittaamiseksi ja säätämi seksi .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, ι 77537 tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu siirto-laite (8) testattavan kappaleen siirtämiseksi iskun suuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa.

6 77537

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että voimalaite (1) on paine-ilmasylinteri, johon kuuluu laukaisulaite (9) sylinterin männän (10) ja siihen liitetyn testauspalan (2) vapauttamiseksi paineen vaikuttaessa sylinterissä. 10