FI84152C - Fordonsdaeck avsett att stiftas. - Google Patents

Description

84152

Nastoitettava ajoneuvon rengas Fordonsdäck avsett att stiftas 5 Keksinnön kohteena on nastoitettava ajoneuvon rengas, joka käsittää renkaan runko-osan sekä kuviopaloista muodostuvan kulutuspinnan, jossa nastoitettavaksi tarkoitetut kuviopalat on varustettu joustavaan alueeseen sijoitetuilla asennusrei'illä nastoja varten.

10 Nastarenkaan pitokyky muodostuu nastan ja renkaan kitkan yhteisvaikutuksesta. Tavanomainen kiinteä nasta, jossa on nykyisin käytetty suuri ulkonema, 1,0-1,5 mm, sekä pistovoima, vähentää renkaan kitkavaikutus-ta, koska renkaan kumi ei liu'u nastan pinnalla, vaan nousee nastan rungon mukana pois tiekosketuksesta. Nastarenkaan nastoitettujen ku-15 viopalojen pitokyky muodostuu näin ollen pääosin nastan työstövaikutuk-sesta.

Nastan tehokkuus taas riippuu sen tekemän murtojäljen poikkipinta-alasta. Murtojäljen syvyys muodostuu nastan ulkonemasta sekä renkaan kulu-20 tuspinnan joustomatkasta. Nykyisien kiinteiden nastojen kovametallin halkaisijamitan on oltava melko pieni, jotta se voidaan työntää pyö-reäksikin kuluneena kohtuullisella pistovoimalla jääpintaan. Tästä johtuen kiinteä nasta tarvitsee aina edellä mainitun melko suuren ul-koneman, jonka lisäksi sillä on oltava suhteellisen suuri pistovoima.

25

Monissa tutkimuksissa on selvitetty, että nastan ulkoneman kasvattaminen lisää olennaisesti tiekulutusvaikutusta ja vastaavasti ulkoneman pienentäminen vähentää sitä.

30 Nykyisissä nastarenkaissa nastan lähestyessä tien kosketuskohtaa renkaan runkorakenne taipuu siten, että taipuneen osan säde on merkittävästi pienempi kuin kuormittamattoman renkaan vastaavien osien säde. Tämä kääntää kohtisuoraan pintaa vastaan asennettua nastaa pystyasentoon ennen tiekosketusta. Nastan kärjen ulkonemasta johtuen se ei kui-35 tenkaan käänny riittävästi, vaan kohtaa tien pinnan vinossa asennossa. Tässä vaiheessa alkavat myös vaikuttaa luistotaipumuksesta johtuvat voimat. Nasta painuu renkaan kumin sisään jännittyneessä vinossa asennossa. Ulkonevalla nastalla on myös renkaan vierimisestä riippuva tien 2 84152 pintaa vasten kohtisuora nopeus, joka aiheuttaa iskun tiehen ja kuluttaa sitä. Tätä iskua tehostaa kumin viskoosinen taipumus vastustaa nopeita muodonmuutoksia. Nastan vino kosketus tiehen sekä tiekosketuk-sen alkuosassa tapahtuva nastan painuminen renkaaseen vinossa asennossa 5 aiheuttavat myös renkaan kumiin sekä nastaan vaurioita, jotka heikentävät nastan kitkaominaisuuksia, pienentävät nastan kestävyyttä ja lisäävät tiekulutusominaisuuksia.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyi-10 sin tunnettuihin nastoiteitäväksi tarkoitettuihin ajoneuvon renkaisiin sekä renkaan ja nastojen muodostamiin yhdistelmiin. Tämän toteuttamiseksi on keksinnön mukaiselle nastoitettavalle ajoneuvon renkaalle pääasiassa tunnusomaista, että kuhunkin nastoitettavaan kuviopalaan muodostettu joustava alue, jossa asennusreiät sijaitsevat, on samaa mate-15 riaalia kuin kuviopala ja mainitun joustavan alueen joustavuus on ku-viopalan muun osan joustavuutta olennaisesti suurempi.

Keksinnöllä saavutetaan ennestään tunnettuihin ratkaisuihin nähden useita etuja, joista voidaan tuoda esiin mm. seuraavat. Keksinnön mu-20 kaisessa ajoneuvon renkaassa saadaan kulutuspinnan kuviopalojen muotoilun ansiosta nasta kääntymään kumin virtausten johdosta pystyasentoon ennen tiekosketusta, josta on seurauksena se, että tiekosketuksen ensi-isku jää pois ja tien kulutus vähenee. Nastan kärki kuluu tasaisesti ja pito säilyy hyvänä. Keksinnön mukaisessa renkaassa voidaan nastoissa 25 käyttää "pehmeää" kovametallikärkeä, mikä edelleen vähentää tien kulumista. Kuviopalan ja nastan rakenteen ansiosta nasta on hyvin tuettu ja se pysyy oikeassa asennossa pystyssä koko käyttöiän. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa nastan ulkonema voidaan asettaa hyvin pieneksi tai sitä ei tarvita ollenkaan. Tästä on puolestaan seurauksena mm. se, että 30 paljaalla tien pinnalla sivuttaisvoimat eivät pääse vaikuttamaan niin paljon kuin normaaliulkonemaisilla nastoilla, jolloin seurauksena on edelleen vähäisempi hiertovaikutus ja tien kuluminen. Nastan pienen ulkoneman johdosta rengaskumin tiekosketus on hyvä, josta seuraa, että kumin kitka voidaan käyttää hyväksi pito-ominaisuuksien parantamiseksi, 35 jolloin renkaan ajo-ominaisuudet paranevat. Edellä mainittujen seikkojen yhteisvaikutuksena on lisäksi erittäin hiljainen ajoääni.

3 84152

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksin-5 omaan rajoittaa.

Kuviossa 1 on kaaviomaisesti ja osittain leikattuna esitetty osa keksinnön mukaisesta ajoneuvon renkaasta, joka on varustettu holkkinas-toilla.

10

Kuvio 2 vastaa kuviota 1 renkaan ollessa varustettuna kiinteillä nastoilla.

Kuvio 3A esittää kaaviomaisesti päältäpäin katsottuna erästä suoritus-15 muotoa keksinnön mukaisen renkaan kuviopalasta.

Kuvio 3B esittää sivultapäin katsottuna ja osittain leikattuna keksinnön mukaisen renkaan kuviopalaa nastoittamattomana.

20 Kuviot 4A ja 4B esittävät lamelloinnilla varustettua kuviopalaa.

Kuviot 5 ja 6 esittävät muunneltua suoritusmuotoa keksinnön mukaisen renkaan kuviopalasta, joista kuvio 5 esittää kuviopalaa päältäpäin katsottuna ja kuvio 6 esittää kuviopalaa sivultapäin katsottuna ja 25 osittain leikattuna.

Piirustusten kuvioissa on keksinnön mukaista nastoitettavaksi tarkoitettua ajoneuvon rengasta merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Renkaan runko-osaa on merkitty viitenumerolla 11 ja kulutuspinnan kuviopaloja 30 viitenumerolla 12. Kuvioissa 1 ja 2 on tienpintaa lisäksi merkitty viitemerkinnällä B. Kuvion 1 suoritusmuodossa on renkaaseen 10 sovitettu holkkinasta, jota on merkitty yleisesti viitenumerolla 30 ja kuvion 2 suoritusmuodossa on renkaaseen 10 sovitettu kiinteä nasta, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 30a. Holkkinastan 30 niitin kärkeä on 35 kuviossa 1 merkitty viitenumerolla 31 ja holkkiosan laippaa viitenume- 4 84152 rolla 32 ja vastaavasti kuviossa 2 on nastan kärkeä merkitty viitenumerolla 31a ja nastan laippaa viitenumerolla 32a.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti nastaa 30,30a tukeva 5 renkaan kuviopala 12 on muotoiltu siten, että kumin jousto varsinkin renkaan luistotilanteissa saadaan suureksi. Tämä on saatu aikaan siten, että kuviopalaan 12 on muodostettu "lisäjouston alue", jonka joustavuus on suurempi kuin kuviopalan 12 joustavuus muutoin. Tämä lisäjouston alue on muodostettu kulutuspinnan kuviopalan etuosaan, jota on merkitty 10 piirustuksen kuvioissa viitenumerolla 13. Joustava osuus kuviopalan etuosaan 13 on saatu aikaan piirustuksen kuvioiden mukaisesti esim. siten, että kuviopalan etuosa 13 on viistottu siten, että kuviopalan ulkopinta 15 on etuosastaan 13 kapeampi kuin takaosasta 14. Kuviopala 12 voi olla erityisesti kuvioiden 3A ja 3B mukaisesti viistottu siten, 15 että kuviopala 12 on sivuistaan 18 ja etupinnastaan 19 kuviopalan tyviosasta leveämpi kuin kuviopalan ulkopinnasta 15. Toisin sanoen on kuviopalan 12 poikkileikkaus kuviopalan tyvessä suurempi kuin kuviopalan ulkopinnan kohdalla. Kuviopalan sivujen 18 ja etupinnan 19 viis-toudet voi lisäksi olla järjestetty siten, että kuviopalan 12 jousta-20 vuus kasvaa likimain lineaarisesti kuviopalan takaosasta 14 etuosaa 13 kohti. Lisäksi voi kuviopalan joustavaan etuosaan 13 olla järjestetty kuvioiden 4A ja 4B mukaisesti lamellointi 20,21, joka edelleen lisää kuviopalan 12 joustavuutta tällä alueella. Kuten piirustuksen kuvioissa on tämän lisäksi esitetty, on nastan asennusreikä 16 järjestetty ku-25 viopalassa 12 mainittuun kuviopalan joustavaan osaan. Tällaisilla ku-viopaloilla 12 varustetun nastoitetun renkaan toiminta on seuraavanlainen.

Renkaan 10 kuvion tullessa tiekosketukseen ei nastan kärkiosa 31,31a 30 vielä kosketa tien pintaa B, koska nastan 30,30a ulkonema on hyvin pieni tai nolla. Tiekosketukseen tultaessa osuu tien pintaan ensin kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti kuviopalan jäykempi takaosa 14. Kumin virtaus kuviopalan takaosan 14 ja tien pinnan B välisestä kosketuskohdasta nastan laippaan 32,32a kääntää tällöin nastaa 30,30a tien pintaa B 35 vastaan kohtisuoraan asentoon, jolloin nastan 30,30a kohtauskulma saadaan oikeaksi.

5 84152

Samalla myös nastan 30,30a nopeus kohtisuoraan tien pintaa B vasten on pieni, mikä puolestaan pienentää nastan massasta sekä kumin iskusta johtuvaa tien kulutusvaikutusta. Kulutuspinnan kuviopalat 12 on muo-5 toiltu siten, että nastan kärjen 31,31a tullessa tiekosketukseen ja ajoneuvon painon kuormittaessa renkaan kulutuspinnan kuviopalojen 12 kumiainesta kuviopalat 12 joustavat tavanomaista enemmän ja sallivat nastan kärjen 31,31a tunkeutumisen jääpintaan.

10 Keksinnön mukaisessa renkaassa 10 käytettävät nastat 30,30a ovat myös sekä rakenteeltaan että asennukseltaan tavanomaisesta poikkeavat. Ensinnäkin on renkaassa käytettävän nastan 30,30a kärkiosan 31,31a kova-metallin halkaisija tavanomaista suurempi ja se on edullisesti suuruusluokkaa n. 4 mm. Tällaisella kärkiosalla varustetun nastan 30,30a pito-15 kyky on hyvä, vaikka sen tunkeuma jääpintaan jääkin tavanomaista pienemmäksi. Jotta tällaisen suurikärkisen nastan tunkeumavoima saataisiin riittävän suureksi, voidaan nastan laippa 32,32a muodostaa tavanomaisia nastoja olennaisesti suuremmaksi ja lisäksi voidaan nasta 30,30a sovittaa renkaaseen 10 siten, että laippa 32,32a tulee sijaitsemaan lähelle 20 renkaan runko-osaa 11. Kuten kuviossa 6 on esitetty, on nastan asennus -reikä 16 muodostettu niin syväksi, että reiän pohja 17 sijaitsee lähes renkaan kulutuspinnan kuviopalojen 12 ja renkaan runko-osan 11 rajapinnassa, mutta se voi sijaita runko-osan alueellakin. Nastan laipan 32,32a sijoittamisella välittömästi kovemman runko-osan 11 läheisyyteen 25 tai sen sisään saadaan aikaan riittävä pistovoima nastan tavanomaista suuremman kärjen 31,31a tunkeutumiseksi kovaankin jääpintaan, koska kovempi runko-osa 11 estää nastan 30,30a painumisen sisäänpäin.

Kuten jo edellä olevassa selostuksessa on todettu, keksinnön mukaisen 30 renkaan yhteydessä voidaan käyttää sekä kiinteää nastaa että holkki-nastaa. Holkkinastalla 30 saadaan keksinnön edut kuitenkin parhaiten tuotua esiin, sillä holkkinastan laipan 32 avulla voidaan nastan liike paremmin hallita, jolloin nastan kovametallikärki 31 pystyy aina terävänä, mikä varmistaa nastan kärjen 31 tunkeutumisen kovaankin jääalus-35 taan renkaan luiston aikana nastan koko käyttöiän ajan.

6 84152

Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty vielä eräs lisäsovellutus, millä edelleen parannetaan kuviopalan 12 joustavuutta. Kuvioiden 5 ja 6 mukaisesti on kuviopalan 12 sivuihin muodostettu kuviopalan 12 ympäri kiertävä ura, jota on merkitty viitenumerolla 22. Koska mainitun uran 22 kohdalla on 5 kuviopalassa 12 nastan asennusreiän 16 ympärillä kumimateriaalia vähemmän kuin muualla kuviopalassa, on kuviopalan joustavuus vastaavasti uran 22 kohdalla suurempi. Koska ura 22 kiertää kuvioiden 5 ja 6 mukaisesti koko kuviopalan 12 ympäri, on uralla 22 tällöin luonnollisesti vaikutusta myös kuviopalan takaosan 14 joustavuuteen siten, että tässä 10 suoritusmuodossa on kuviopalan takaosan 14 joustavuus suurempi kuin esim. kuvioiden 3A ja 3B suoritusmuodossa, jossa kuviopalaan 12 ei ole muodostettu vastaavaa uraa. Kuviossa 6 on esitetty, että ura 22 on järjestetty likimain kuviopalan 12 korkeuden puoliväliin. Uran 22 sijoitusta voidaan kuitenkin vaihdella.

15

Edellä on esitetty ainoastaan eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja alan ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

20

Claims (13)

1. Nastoitettava ajoneuvon rengas, joka käsittää renkaan runko-osan (11) sekä kuviopaloista (12) muodostuvan kulutuspinnan, jossa nastoi-5 tettavaksi tarkoitetut kuviopalat (12) on varustettu joustavaan alueeseen sijoitetuilla asennusrei'illä (16) nastoja (30,30a) varten, tunnettu siitä, että kuhunkin nastoitettavaan kuviopalaan (12) muodostettu joustava alue, jossa asennusreiät sijaitsevat, on samaa materiaalia kuin kuviopala ja mainitun joustavan alueen joustavuus on 10 kuviopalan muun osan joustavuutta olennaisesti suurempi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rengas, tunnettu siitä, että mainittu joustava alue on muodostettu kuviopalan (12) ja tien pinnan (B) ensikosketuskohdan eli kuviopalan takaosan (14) jälkeen olevalle 15 alueelle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rengas, tunnettu siitä, että kuviopalan (12) joustavan alueen joustavuus on kuviopalan etuosaa (13) eli kuviopalan (12) ja tienpinnan (B) välistä irtaantumis- 20 kohtaa kohti kasvava.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen rengas, tunnettu siitä, että kuviopalojen (12) joustava alue on aikaansaatu kuviopaloja (12) muotoilemalla. 25

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnet -t u siitä, että kuviopalat (12) on muotoiltu siten, että kuviopalat (12) ovat ainakin ulkopinnastaan (15) kuviopalojen takaosasta (14) etuosaa (13) kohti kapenevat. 30

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen rengas, tunnettu siitä, että kuviopalojen (12) joustavan alueen kohdalla on kuviopalojen sivut (18) viistetty siten, että kuviopalojen (12) poikkileikkaus on tyvessä suurempi kuin ulkopinnan (15) kohdalla. 35 8 84152

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnet-t u siitä, että kuviopaloihin (12) on joustavan alueen kohdalle muodostettu lamellointi (20,21) ainakin kuviopalojen sivuihin (18).

7 84152

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen rengas, tunnettu siitä, että myös kuviopalojen etupintaan (19) on muodostettu lamellointi.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnet -t u siitä, että kuviopalojen (12) joustavan alueen joustavuus on ku- 10 viopalojen takaosasta (14) etuosaa kohti pääasiassa lineaarisesti kasvava.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnettu siitä, että nastan asennusreikä (16) on muodostettu niin 15 syväksi, että asennusreiän pohja (17) on renkaan runko-osan (11) välittömässä läheisyydessä tai runko-osan (11) sisällä.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunne t t u siitä, että renkaan kuviopalojen (12) ulkosivuihin on muodostet-20 tu kuviopalan (12) ympäri kiertävä ura (22) kuviopalan jouston lisäämiseksi .

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen rengas, tunnettu siitä, että ura (22) on muodostettu syvyyssuunnassa kuviopalan keskiosan vä- 25 littömään läheisyyteen.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rengas, tunnettu siitä, että kuviopalan (12) joustavaa aluetta jäykempi kuviopalan takaosa (14) on sovitettu aikaansaamaan nastan laippaan 30 (32,32a) vaikuttavan, nastaa (30,30a) kääntävän voiman siten, että nasta (30,30a) on sovitettu kohtaamaan tien pinnan (B) olennaisesti kohtisuorassa asennossa. 9 84152