FI83853C - Holkdubb, anordnad i ett fordonsdaeck. - Google Patents

Description

83853

Ajoneuvon renkaaseen sovitettu holkkinasta Holkdubb, anordnad i ett fordonsdäck 5 Keksinnön kohteena on ajoneuvon renkaaseen sovitettu holkkinasta, jonka niittiosan laippaan on muodostettu kohoumia siten, että nastan ollessa lepotilassa sen kumin kanssa kosketuksessa oleva alue on olennaisesti pienempi kuin nastan vastaavan alueen kokonaispinta-ala.

10 Lisääntyvät liikennemäärät yhdessä nastarenkaiden kanssa ovat osoittautuneet merkittäväksi tien kulutustekijäksi. Eräissä maissa tämä seikka on johtanut jopa nastarenkaiden kieltämiseen tai ainakin merkittäviin rajoituksiin. Pohjoismaisissa olosuhteissa on toisaalta vääjäämättömästi osoitettu liukuesteen liikenneturvallisuutta sekä liikenteen jousta-15 vuutta parantava vaikutus, josta ei saisi luopua, haitat tulisi vain eliminoida. Hyviin tuloksiin päästään kehittämällä sekä tiepäällysteitä että liukuesterenkaita.

Auton pneumaattisen renkaan vieriessä tasaista pintaa pitkin se jousta-20 vuutensa johdosta litistyy huomattavasti säteen suunnassa, jolloin kosketuspinnan alueelle muodostuu vierintäsäteen muuttumisesta johtuvia pituus- ja poikittaissuuntaisia voimia. Renkaan vieriessä ja nastan kohdatessa tienpinnan syntyy erittäin nopea tiehen kohdistuva isku, mikä johtuu nastan liike-energiasta sekä kumin viskoelastisesta luon-25 teestä vastustaa nopeita liikkeitä.

Nastan lähestyessä tien kosketuskohtaa renkaan runkorakenne taipuu siten, että taipuneen osan säde on merkittävästi pienempi kuin kuormittamattoman renkaan vastaavien osien säde. Tämä kääntää kohtisuoraan 30 pintaa vastaan asennettua nastaa pystyasentoon ennen tiekosketusta. Nastan kärjen ulkonemasta johtuen se ei käänny kuitenkaan riittävästi pystyyn, vaan kohtaa tienpinnan vinossa asennossa. Tässä vaiheessa alkavat myös vaikuttaa luistotaipumuksesta johtuvat voimat.

35 Koska nasta kohtaa tienpinnan vinossa asennossa, aiheuttaa nastan ensikosketus tiehen nykyisin tunnetuissa ratkaisuissa nastaan kaatavan voiman, joka erityisesti holkkinastojen kyseessä ollen vaikuttaa hoikin suun alueella. Tämä kaatava voima pyrkii kääntämään nastaa lisää vinoon 2 83853 asentoon, mikä olennaisesti heikentää nastan kykyä tunkeutua esim. tienpinnalla olevaan jääkerrokseen, jolloin nasta alkaa luistaa. Kaatava voima aiheuttaa hoikkiin poikittaisen iskevän kuormituksen, joka kuluttaa hoikkia sekä niittiä. Tekniikan tason mukaisissa nastoissa 5 tämä johtuu nastoissa käytetystä konstruktiosta.

Eräs tällainen tekniikan tason mukainen holkkinasta on esitetty kuviossa Ai. Tässä kuviossa on holkkinastaa merkitty yleisesti viitenumerolla 30. Nasta 30 käsittää niittiosan 31, johon kuuluu niitin laippa 10 32 sekä nastan kärki 33. Niittiosa 31 on asennettu holkkiosan 37 si sään, jossa on niitin laippaa leveämpi hoikin laippa 38. Nykyisin tunnetuissa nastoissa niitin kanta 34 on esim. kuvion Ai mukaisesti kupu-mainen tai sitten on nasta konstruktioltaan muutoin sellainen, että nastan ollessa asennettuna renkaaseen, tukeutuu niitin kanta nastan 15 asennusreiän pohjaan joko kannan koko alueelta tai kuvion Ai mukaisesti kannan kupumaisesta keskiosasta. Nastan asennusreiän pohjaa on kuviossa Ai merkitty katkoviivalla ja viitenumerolla 21. Kun tällainen nasta kohtaa tienpinnan, muodostuu nastan kärkeen 33 vaikuttamaan voima F, jonka suunta on niitin pituusakselin suuntaan nähden vinossa. Niitin 20 kanta 34 puolestaan tukeutuu jo edellä esitetyllä tavalla nastan asennusreiän pohjaan 21 kannan keskiosasta, jolloin kannan tukipiste on olennaisesti niitin pituusakselin alueella. Voimasta F ja niitin tukipisteestä aiheutuu tällöin nastaa kaatava momentti, jonka suuruus on voima F kertaa voiman vaikutusviivan ja kannan tukipisteen välinen 25 etäisyys a, joka toimii näin ollen momenttivartena. Tästä kaatavasta momentista johtuen nastan asento ei ensikosketuksen aikana ole edullinen.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin 30 nastaratkaisuihin, erityisesti holkkinastaratkaisuihin. Keksinnön yksityiskohtaisempana päämääränä on aikaansaada holkkinasta, jossa on vältetty nykyisin tunnetuissa ratkaisuissa esiintyvät epäkohdat.

Keksinnön päämäärät saavutetaan holkkinastalla, jolle on tunnusomaista, 35 että kohoumat on järjestetty niitin laipan ulkoreunalle ja suunnattu niitin kannasta sivuille ja ylöspäin siten, että niittiosan laippa 3 83853 tukeutuu rengaskumiin ainoastaan ulkokehästään kohoumien välityksellä, jolloin kohoumiin rengaskumista vaikuttava tukivoima saa aikaan nastaan pystyssä pitävän momentin.

5 Keksinnöllä saavutetaan tekniikan tason mukaisiin ratkaisuihin nähden useita merkittäviä etuja, joista voidaan tuoda esiin mm. seuraavat. Niitin kannan muotoilusta ja niitin asennuksesta hoikin suhteen on seurauksena se, että keksinnön mukaisella nastalla ei synny vastaavanlaista kovaa iskuvaikutusta tienpintaan, mikä johtuu kumin viskoelas-10 tisesta luonteesta sekä kumin nopeasta muodonmuutoksesta. Keksinnön mukaisen nastan avulla saadaan sen sijaan aikaan "pehmeä ensikosketus", minkä ansiosta nastan tietä kuluttava vaikutus on olennaisesti pienempi kuin ennestään tunnetuilla nastoilla. Toisaalta on keksinnön mukaisen nastan laippa ja kantaosa muotoiltu siten, että tiekosketuksen aikana 15 nastaan vaikuttava voima aiheuttaa tekniikan tason mukaisten ratkaisujen kaatavan momentin sijasta nastaa tukevan eli pystyssä pitävän momentin, minkä ansiosta nasta kohtaa tienpinnan olennaisesti edullisemmassa asennossa kuin ennestään tunnetuissa ratkaisuissa. Tämän ansiosta saadaan keksinnön mukaisella nastalla aikaan parempi pitovaikutus.

20

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyyn keksinnön edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

25

Kuvio 1 esittää kaaviomaisena leikkauskuvana keksinnön mukaista nastaa ja sen tukivaikutusta.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista nastaa kaaviomaisena leikkauskuvana 30 ja renkaaseen asennettuna.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista nastaa nuolen B suunnasta katsottuna.

Kuvioissa 1-3 on keksinnön mukaista nastaa merkitty yleisesti viite-35 numerolla 10. Nasta 10 muodostuu niitistä 11 sekä niittiä ympäröivästä holkkiosasta 17. Niittiin 11 kuuluu laippa 12 sekä kovametallinen kär- * 83853 kiosa 13. Niitin laipan 12 reunoille on muodostettu kohoumia 15, jotka on suunnattu sivuillepäin ja jotka ulottuvat niitin kannan 14 teoreettisen rajan yläpuolelle. Kohoumien 15 väliin jää välitilat 16 siten, että niitin laippa 12 ei ole ulkoreunastaan yhtenäinen. Niitti 11 on 5 sovitettu nastan holkkiosan 17 sisään siten, että nastan ollessa lepotilassa niitin kanta 14 on holkkiosan laipan 18 suojassa siten, että niitin kanta 14, tai kannan teoreettinen pinta ei ole kosketuksessa rengaskumiin, jota kuviossa 2 on merkitty viitenumerolla 20. Näin ollen nastan 10 ollessa lepotilassa ovat ainoastaan niitin kannassa olevat 10 kohoumat 15 kosketuksessa rengaskumissa 20 olevaan nastan asennusreiän pohjaan 21, jolloin niitin kannan 14 ja asennusreiän pohjan 21 välissä on vapaa tila. Kohoumat 15 on muodostettu niitin laippaan 12 siten, että kohoumien kosketusalue, josta kohoumat 15 tukeutuvat nastan asennusreiän 21 pohjaan, sijaitsevat aivan kohoumien 15 ulkoreunalla. Ko-15 houmien kosketusaluetta on kuvioissa 2 ja 3 merkitty viitemerkinnällä A,. Toisaalta kohoumat 15 ulottuvat nastan hoikin laipan 18 yläpuolelle siten, että myös hoikin laippa 18 on kosketuksessa rengaskumiin 20 ainoastaan ulkoreunastaan. Hoikin laipan 18 kosketusaluetta on kuvioissa 2 ja 3 merkitty viitemerkinnällä A^.

20

Kun ajoneuvon renkaan pyöriessä keksinnön mukainen nasta 10 tulee tie-kosketukseen, tukeutuu nastan niittiosa rengaskumiin aluksi ainoastaan niitin kohoumien kosketusalueista A,, jotka sijaitsevat aivan niitin laipan 12 äärireunoilla. Niitin kanta 14 on tällöin irti nastan asen-25 nusreiän pohjasta 21. Tämän ansiosta saadaan kohoumilla 15 aikaan "pehmeä ensikosketus" tiehen, jolloin nastan iskuvaikutus tiekosketuksen alussa on pieni. Tämän ansiosta saadaan keksinnön mukaisella nastalla tien kulutusta vähennettyä oleellisesti. Pehmeän ensikosketuksen jälkeen niitin 11 työntyessä sisäänpäin tukeutuu myös niitin kanta 14 30 nastan asennusreiän pohjaan 21, jolloin nastan pistovoima kasvaa riittäväksi ja pitovaikutus muodostuu hyväksi. Nastan pitovaikutusta parantaa edelleen se, että tiekosketustilanteessa nasta saadaan kääntymään tienpintaan nähden erittäin edulliseen, lähes optimaaliseen asentoon. Tätä vaikutusta on pyritty havainnollistamaan erityisesti kuviolla 1.

35 Kuten kuvioon 1 on merkitty, kosketustilanteessa nastan kärkeen 13 vaikuttaa voima F, joka suuntautuu taaksepäin viistoon nastan keskiak- li 5 83853 selista. Toisaalta ensikosketusvaiheessa niitti 11 tukeutuu rengas-kumiin 20 ainoastaan niitin kohoutumien kosketusalueista A,, jotka sijaitsevat niitin laipan 12 äärireunalla. Niitin tukipiste rengaskumiin sijaitsee ensikosketusvaiheessa näin ollen nastan keskiakseliin nähden 5 voiman F vaikutussuoran ulkopuolella. Kuviossa 1 on niitin kohouman kosketusalueen A, ja voiman F vaikutussuoran välistä etäisyyttä merkitty viitemerkinnällä b. Etäisyys b toimii näin ollen momenttivartena kohouman kosketusalueeseen A, vaikuttavalle tukivoimalle, jolloin nastaan 10 vaikuttaa nastaa pystyssä pitävä ja nastaa tukeva momentti, jonka suu- 10 ruus on voima F x momenttivarsi b. Tämän tukevan momentin ansiosta nasta 10 kääntyy pystyyn ja pysyy edullisessa asennosa tiekosketukses-sa, jolloin nastan pitovaikutus on erittäin hyvä. Niitin laipan 12 ja erityisesti kohoumien 15 leveyttä suurentamalla saadaan pystyssä pitävää momenttia edelleen kasvatettua.

15

Kohoumat 15 voi olla järjestetty laippaan 12 symmetrisesti tai epäsymmetrisesti. Epäsymmetrisellä järjestelyllä saadaan edullisesti aikaan niittiä 11 pituusakselinsa ympäri pyörittävä voima, millä parannetaan niitin tunkeumakykyä ja tasoitetaan niitin kärjen 13 kulumista.

20

Edellä on esitetty ainoastaan eräs keksinnön edullinen suoritusmuoto ja alan ammattimiehelle on selvää, että keksintöön voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

25

Claims (5)

6 83853

1. Ajoneuvon renkaaseen sovitettu holkkinasta, jonka niittiosan laippaan (12) on muodostettu kohoumia (15) siten, että nastan ollessa lepo- 5 tilassa sen kumin (20) kanssa kosketuksessa oleva alue on olennaisesti pienempi kuin nastan vastaavan alueen kokonaispinta-ala, tunne t -t u siitä, että kohoumat (15) on järjestetty niitin laipan (12) ulkoreunalle ja suunnattu niitin kannasta (14) sivuille ja ylöspäin siten, että niittiosan (11) laippa (12) tukeutuu rengaskumiin (20) ainoastaan 10 ulkokehästään kohoumien (15) välityksellä, jolloin kohoumiin (15) ren-gaskumista (20) vaikuttava tukivoima saa aikaan nastaan (10) pystyssä pitävän momentin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen holkkinasta, tunnettu siitä, 15 että nastan ollessa lepotilassa kohoumien (15) kosketusalue (A,) rengas- kumin (20) kanssa sijaitsee kohoumien (15) ulomman äärireunan alueella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen holkkinasta, tunnettu siitä, että kohoumien (15) välissä on välitilat (16), jotka nastan (10) 20 ollessa lepotilassa ovat irti kumikosketuksesta ja joihin välitiloihin (16) sekä vasten niitin kantaa (14) rengaskumi pääsee virtaamaan nastan (10) tullessa tiekosketukseen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen holkkinasta, t u n -25 n e t t u siitä, että kohoumat (15) on järjestetty symmetrisesti nastan pituussuuntaisen keskiakselin suhteen.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen holkkinasta, tunnettu siitä, että kohoumat (15) on järjestetty nastan pituussuun- 30 täisen keskiakselin suhteen epäsymmetrisesti niittiä (11) pyörittävän voiman aikaansaamiseksi. 7 83853