NO144733B - Pneumatisk radialdekk. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår pneumatiske hjulringer

eller dekk for kjøretøyhjul og særlig dekk forsynt med en radial stamme (dvs. en stamme, hvor kordlagene ligger på meridianplan eller danner små vinkler med nevnte plan) særlig egnet for tunge kjøretøyer for normal og ekstra sterk påkjenning og beregnet for bruk over lange distanser ved normal eller høy hastighet.

Det er kjent at radialdekk vanligvis er forsynt med en konstruksjon som består av et eller flere forsterkende lag anordnet i kronesonen av stammen, under banen, hovedsakelig for å tåle strekkpåkjenningene som dekket utsettes for, enten på

grunn av oppumpingstrykket eller under tunge arbeidsbetingelser som skyldes høy hastighet.

Det er klart at når det gjelder dekk med store dimensjoner beregnet på anvendelse på motorkjøretøyer for normal eller ekstra kraftig påkjenning, såsom busser eller store kjøre-tøyer eller motorkjøretøyer for industrielt bruk, er de strekkpåkjenninger som utøves på den forsterkende struktur, meget store. Derav følger behovet for å forsyne nevnte dekk med en ytterst kraftig forsterkende struktur uten at denne imidlertid er dannet av et alt for stort antall lag, fordi dette ville gi en økning av vekten og/eller av dekkets dimensjoner og ville påføre en økning av oppumpingstrykket med den derav følgende økning av strekkpåkjenningene på den nevnte forsterkende struk-

tur.

I betraktning av de ovennevnte anvendelser går tend-

ensen således i retning av å utforme den forsterkende struktur med et minst mulig antall lag under anvendelse for disse av et materiale som har høy elastisitetsmodul. Teoretisk skulle den forsterkende struktur som ville sikre maksimal styrke mot strekkpåk jenninger , være den som består av et eller flere lag av metalliske tråder med en bruddforlengelse lik 3% og orientert

i en retning hovedsakelig parallell med dekkets lengderetning. Imidlertid er en slik forsterkende struktur ikke tilfredsstillende med hensyn til dekkets kjøreegenskaper, særlig når det gjelder tverrgående stabilitet når dekket løper både langs en buet bane og langs en rett bane.

Følgelig er den forsterkende struktur som vanligvis benyttes for å oppnå de ovenfor beskrevne mål, dannet av to lag av nevnte metalliske tråder anordnet slik at trådene, innbyrdes parallelle i hvert lag, er symmetrisk skrå i forhold til lengderetningen en forholdsvis liten vinkel, dvs. mellom 5° og 30°.

På denne måte blir den indre stivhet av det materiale som danner de to lag, svekket ved en viss fleksibilitet av den fremkomne forsterkende struktur. I virkeligheten fører de strekkpåkjenninger som skyldes oppumping av dekket, til en reduk-sjon av verdien for den respektive helningsvinkel av trådene i de to lag og følgelig en økning av dekkdiameteren. Følgelig er den forsterkende struktur ganske tilfredsstillende også med hensyn til torsjonsstivhet og stivhet i tverretningen. Dette gir et dekk som byr gode kjøreegenskaper, særlig når det gjelder både kjørestabilitet mens dekket løper langs en rett bane og mangelen på avdrift når dekket kjører langs en buet bane.

Imidlertid har det vist seg, særlig i dekk med store dimensjoner som anvender en radial stamme bestående av et enkelt lag av metalliske tråder, at selv om den ovennevnte forsterkende struktur tåler effektivt strekkpåkjenninger som dekket utsettes for, er det ikke tilstrekkelig til å oppveie dekk-stammens store fleksibilitet. Følgelig har dekket ikke lenger styrereaksjon. Det er derfor nødvendig å tilføye ytterligere lag til den forsterkende struktur som virker som en stabilisa-tor. Vanligvis anvendes en ytterligere strimmel av metalliske tråder. Denne strimmel er slik anordnet at trådene står skrått i forhold til lengdeaksen en stor vinkel, f.eks. på 60°.

Søkerne har nå overraskende nok funnet ut at i mot-setning til det som er sagt ovenfor vil påføringen på en forsterkende struktur som er dannet av to lag metalliske tråder som beskrevet, av et lag av metlliske tråder med forholdsvis stor forlengelse og anordnet i samsvar med en retning som løper hovedsakelig parallelt med dekkets lengderetning, ikke bare gi de virkninger med kjøréstabilitet som hittil ble ansett å " skyldes utelukkende strimlene av metalliske tråder med stor helning i forhold til lengderetningen, men også en meget stor motstand mot strekkpåkjenninger. Nærmere bestemt har den således utformede forsterkende struktur en tilstrekkelig stor motstand til å tåle ikke bare strekkpåkjenningene på grunn av oppumpingstrykket i dekket, men også de som vil opptre når

dekket kjører med stor hastighet.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er følgelig å skaffe et pneumatisk dekk for motorkjørétøyer, særlig beregnet på anvendelse for normal og ekstra sterk påkjenning, og for-øvrig som angitt i innledningen til det etterfølgende krav 1, og oppfinelsen utmerker seg ved de karakteristiske trekk som er angitt i krav 1.

Dekk som har utstyret av forsterkende lag som beskrevet ovenfor, kan være av den type. som er beregnet på montering på motorkjøretøyer med eller uten indre slange. Selv om det nevnte utstyr av forsterkende lag dessuten er ytterst fordel-aktig for dekk med store dimensjoner forsynt med en stamme dannet av et radialt metallisk enkelt lag, skal det forstås at dette vil gi like gode resultater hvis det anvendes på dekk forsynt med en radial stamme som har et antall lag og er dannet av tråder av tekstilmateriale.

Laget av metalliske tråder som hører til den forsterkende struktur som ligger umiddelbart under laget av.metalliske tråder anordnet i lengderetningen, har fortrinnsvis en bredde som er minst lik bredden av nevnte lag. De andre lag som ut-gjør den forsterkende struktur, har en noe mindre bredde, slik at de blir avtrappet innover i forhold til det fremspringende lag.

Som allerede nevnt, har det vist seg at dekk med store dimensjoner, særlig beregnet på anvendelse for normal og ekstra sterk påkjenning,hvilket er forsynt med nevnte utstyr av forsterkende lag, er istand til å by høy ydelse ikke bare under arbeidsbetingelser ved normal hastighet, men også ved større hastigheter og de har en meget god kjøreegenskap.

Virkningen av det nevnte utstyr av forsterkende lag later til å bli ennå mer overraskende hvis man tar i betraktning at prøver som er utført på lignende dekk med samme forsterkende struktur dannet av to lag metalliske tråder med en maksimal forlengelse lik 3 %, på hvilke er superponert et lag av metalliske tråder lik de i nevnte to lag og anordnet i lengderetningen, har vist en klar nedsettelse av egenskapene ved kjøring og komfort. Red andre ord, ved dannelsen av et utstyr av forsterkende lag som omfatter et lag av metalliske tråder anordnet i lengderetningen, bvilket i og for seg som nevnt frembringer en forbedring med hensyn til motstand mot strekkpåkjenninger, har det vist seg at anvendelsen av metalliske tråder med liten maksimal forlengelse uten tvil er for-delaktig for oppnåelse av ovennevnte formål. Det har imidlertid vist seg at ved utstyret av tre lag, bærer dette lag av

langsgående metalliske tråder nesten alle påkjenningene. Derfor har de øvrige to lag som ikke er under strekkpåk jenning,

ingen innflydelse for positiv påvirkning av dekkets egenskap nå1' H^t gj<g>idar kjøréstabilitet.

Effekten av utstyret av forsterkende lag i samsvar med foreliggende oppfinnelse skyldes sannsynligvis det faktum at den relative strekkbarhet av de metalliske tråder valgt for det eller de radialt ytre lag i den forsterkende struktur i samsvar med oppfinnelsen fører til at når dekket er under arbeidsbetingelser har det eller de nevnte lag en bærende virkning som ikke utelukker samvirke av de øvrige to lag i den forsterkende struktur, hvilke selv om de er dannet av forholdsvis ikke strekkbare metalliske tråder har en viss strekkbarhet på grunn av den skrå anordning av trådene i forhold til lengderetningen.

De metalliske tråder har en maksimal forlengelse som ligger mellom 4 og 8 %, hvilket i det følgende vil bli betegnet "strekkbare", og er i og for seg vel kjent for en fagmann på området. De er dannet av tråder eller kordeller dannet av et antall tråder som er tvunnet sammen og enten de enkelte kordeller eller kordlaget er alle viklet opp i samme retning.

Omvendt er de metalliske snorer eller tråder som har

en maksimal forlengelse lik 3 %, hvilket også i og for seg er kjent, dannet av kordeller frembragt av et antall tråder viklet opp i motsatt retning i forhold til den sammensatte snor.

Ifølge en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse er laget eller lagene av strekkbare metalltråder dannet av en enkelt strekkbar snor eller tråd som er skruelinjeformet viklet, med vindingene i skrueformen anordnet i lengderetningen.

Ifølge en annen foretrukket utførelse er nevnte lag eller hver av de nevnte strekkbare metalliske tråder eller snorer i lag utformet ved strimler anbragt ved siden av hverandre, idet hver av dem har en bredde lik en del av banebredden og strekker seg i lengderetningen over hele dekkets omkrets.

Oppfinnelsen vil bedre forståes ut fra følgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser i delshitt i et radialt plan et dekk i samsvar med oppfinnelsen, fig. "2 viser, delvis og i et perspektivriss dekket på fig. 1 med noen deler fjernet for bedre illustrasjon av anordningen av de forskjellige kordlag, og fig. 3 viser i delvis snitt i samsvar med et radialt plan et dekk ifølge en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Nærmere bestemt viser fig. 1 delvis i snitt i et. radialt plan et slangeløst dekk med dimensjon 11R22.5 som omfatter en bane 1 og en dekkstamme 2 dannet av et enkelt kordlag av metalliske tråder liggende i radialt plan eller som danner små vinkler med nevnte plan.

flellom banen og dekkstammen er innført et utstyr av forsterkende lag bestående av to lag 3 og 4 av metalliske tråder eller snorer med en maksimal forlengelse på 3 % og et radialt ytre lag 5 i forhold til de to øvrige lag dannet av metalliske snorer eller tråder med en maksimal forlengelse på 7 %.

Lagene 3 og 4 er som bedre vist på fig. 2, slik anordnet at deres metalliske tråder er parallelle med hverandre i hvert lag og respektive skrått anbragt en vinkel a og P på 18° i forhold til retningen. Laget 5 har sine egne metalliske tråder anordnet i lengderetningen.

Det ovennevnte utstyr av lag har en bredde som er hovedsakelig lik bredden av banen 1. Da de forsterkende lag, hvilket er vanlig, er anordnet i samsvar med en viss avtrap-ning, er det foretrukket i samsvar med foreliggende oppfinnelse at laget 4 i den forsterkende struktur har den største bredde, slik at dette rager noe ut fra begge sider i forhold til laget 5, mens laget 3 har en noe mindre bredde i forhold til laget 4. På denne måte vil laget 5, enten det er dannet på laget 4 ved skruelinjeformet vikling av en strekkbar metallisk snor eller tråd eller det fremkommer ved superponering av en eller flere strimler av kordvevnad bestående av strekkbare metalliske tråder på nevnte lag, ha de nevnte metalliske snorer eller tråder full-stendig båret av laget 4 over hele dettes bredde. Dette sikrer en mindre forlengelse av det forsterkende utstyr ved dets side-rettede ender med derav følgende høy ydelse av dekket i arbeidet ved store hastigheter.

Særlig når det gjelder de metalliske snorer eller tråder, har de som danner lagene 3 og 4, hvilke som nevnt har en maksimal forlengelse på 3 %, hver syv kordeller tvunnet sammen, idet hver kordell er dannet ved vikling av fire ståltråder med diameter på 0,22 mm. Kordellene er tvunnet sammen ifølge en vikleretning motsatt den for tvinningen av de enkelte kordeller. Metalltrådene som danner laget 5 og har en maksimal forlengelse på 7 %, er enkeltvis dannet av tre kordeller tvunnet sammen, idet hver kordell er dannet ved vikling av syv ståltråder som har en diameter på 0,20 mm. Kordellene.er tvunnet sammen med en vikleretning som er lik den for tvinningen av de enkelte kordeller, med tvinningens stigning for hver kordell lik ca. 4 mm og med tvinningens stigning for snor eller tråden lik ca. 6,5 mm.

Fig. 3 viser en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse, ifølge hvilken dekket 6 har utstyret av forsterkende lag dannet av to lag av metalliske snorer eller tråder 7

8 helt lik de to lag 3 og 4 på fig. 1 og 2, og laget 9 au metalliske snorer eller tråder med en maksimal forlengelse på 7 %. Det nev/nte lag 9 består au tre strimler, henholdsvis 10, 11 og 12, anbragt ved siden av hverandre slik at de dekker hele bredden av den underliggende strimmel 8.

Den midtre strimmel 11 er minst to ganger så bred sorn de to øvrige strimler 10 og 12. Por enklere fremstilling på tegningen er snorene eller trådene i de nevnte strimler, selv om de er innbyrdes like, antydet på fig. 3 hhv. med tette sirkulære tverrsnitt (snorene i strimlene 10 og 12) og bare sirkulære tverrsnitt (snorene i strimmelen1 11).

i

På grunn av den buede form av utstyret av forsterkende lag har disse strimler 10 og 12 en lengdeutvikling som er mindre enn den tilsvarende utvikling av strimmelen 11. Skjøten ved endene av hver strimmel er fortrinnsvis ført ut slik at hver skjøt i dekket fremkommer forskutt i forhold til hverandre, f.eks. 120°.

Eksempler

Pneumatiske dekk i samsvar med foreliggende oppfinnelse som beskrevet og vist på fig. 1 til 3, ble sammenlignet både med konvensjonelle dekk og med dekk som har en forsterkende struktur som på i og for seg kjent måte omfatter i lengderetningen anordnede, forsterkende elementer som avviker fra de som er anordnet i foreliggende oppfinnelse.

Nærmere bestemt var de dekk som ble utsatt for prøver:

Dekk A

Slangeløse dekk dimensjon 11R22.5 (i samsvar méd foreliggende oppfinnelse) forsynt med et enkelt kordlag i en radial metallisk dekkstamme, med en forsterkende struktur anordnet mellom banen og stammen og bestående av to lag av metalliske snorer eller tråder med en maksimal forlengelse på 3 % som krysser hverandre og er skrå i forhold til lengderetningen en vinkel på 18° og med et lag av metalliske snorer eller tråder, med en maksimal forlengelse på 7 %, hvilket lag er anordnet radialt utenfor de nevnte lag og har snorer eller tråder anordnet i lengderetningen.

Dekk B

Slangeløse dekk dimensjon 11R22.5, forsynt med en dekkstamme i form au et kordlag radiale metalltråder-, med en forsterkende struktur bestående au to lag au metalliske tråder eller snorer som har en maksimal forlengelse på 3 %, som krysser hverandre innbyrdes og er skrå i forhold til lengderetningen en vinkel på 18°, og med en stabiliseringsstrimmel anordnet i en radial indre posisjon i forhold til nevnte lag, dannet av metalliske snorer eller tråder med en maksimal forlengelse på 3 %

og skrå en vinkel på 60° i forhold til lengderetningen (konvensjonelle dekk ).

Dekk C

Slangeløse dekk dimensjon 11R22.5, forsynt med en radial metallisk dekkstamme av et kordlag og med en forsterkende struktur som består av tre lag av metalliske snorer eller tråder, idet alle snorene eller trådene har en maksimal forlengelse på

3 %, og to av nevnte lag har snorer eller tråder som er skrå

en vinkel på 18° og krysser hverandre, mens det tredje lag som er radialt utenfor de første lag har sine snorer eller tråder anordnet i lengderetningen.

Dekk D

Slangeløse dekk dimensjon 11R22.5, forsynt med en radial metallisk dekkstamme av et enkelt kordlag, med en forsterkende struktur bestående av to lag av metalliske snorer eller tråder med en maksimal forlengelse på 3 % som krysser hverandre og er skrå en vinkel på 18° i forhold til lengderetningen, og med et lag av polyamidsnorer eller tråder anordnet i lengderetningen, i en radialt ytterste posisjon i forhold til de første lag.

Forsøk

De ovenfor antydede dekk ble først og fremst utsatt

for laboratorieprøver for å bestemme løsrivningsmotstanden i de forsterkende strukturer, særlig ved store hastigheter. I praksis besto prøven i å utsette de forskjellige dekk som skulle undersøkes, for økende hastigheter, idet hvert dekk var montert på en,felg, pumpet opp til et trykk på 8 kg/cm og satt under en belastning på 2,55U kg (trykk og belastning sammenlignbar med de maksimalt tillatelige under bruk). De påtrykte hastig-

heter uar til å begynne med 70 kg/h i 5 timer med en økning a\/ hastigheten på 10 km/h for huer to timer. D.e oppnådde resultater uar:

Dekk A: de nådde 160 km/h

Dekk B: de nådde 140 km/h

Dekk C: de nådde 160 km/h

Dekk D: de nådde 140 km/h.

Det uil au ouenstéende bemerkes at dekk huor den forsterkende struktur besto au metalliske snorer eller tråder anordnet i lengderetningen (som begge hadde en lau og en høy forlengelse) gir de beste resultater.

Deretter ble kraftforbruket målt ued anuendelse. au

de forskjellige typer prøuedekk, og det ble funnet at dekkene A, C og D ga et kraftforbruk lik og mindre enn det som fremkom ued bruken au dekkene B.

Deretter ble styrereaksjonen prøuet (en ytterst uiktig egenskap, da prøuedekkene uar beregnet på anuendelse for arbeide ued store hastigheter) og det ble funnet at dekkene A og B hadde gode egenskaper, mens dekkene C og D hadde meget dårlige, egenskaper.

Derfor ble' anuendelsen au disse sistneunte typer dekk utelukket fra den etterfølgende ueiprøue fordi de uiste seg uegnet for de store ydelser som uar forutsatt for dekkene ifølge formålet med foreliggende oppfinnelse.

Ueiprøuene med dekkene A og B ble utført på en løpe-bane. En lastebil forsynt med huer type au prøuedekkene, huor huert dekk hadde en ouerbelastning på 20 % sammenlignet med sin maksimale kapasitet, hadde til å begynne med tilbakelagt 30.000 km ued en hastighet på 122 km/h, langs en rett strek-ning. Ued slutten au denne første del au prøuen ble bemerket at banen på dekkene A og B uiste ekuiualent slitasje, og huerken den ene eller annen type hadde merkbare sprekker eller skader., I den annen del au prøuen ble kjøretøyet dreuet i kuruekjøring. Etter et løp på 1100 + 1900 km uiste dekkene B løsriuninger blant lagene au forsterkende struktur,, .slik at . prøvene måtte aubrytes. Dekkene A derimot kjørte under de neunte betingelser inntil hele slitasjen au banen uten at løsriuninger oppsto i deres forsterkende struktur. På grunn av/ de resultater som ble oppnådd med alle disse prøv/er er det klart at dekkene ifølge foreliggende oppfinnelse er de som tillater oppnåelse, sammenlignet med andre kjente dekk, au bedre ydelser i enhuer for-stand til tross for at deres forsterkende struktur ikke ued første betraktning synes å uære meget forskjellig fra den .i de nevnte kjente dekk.

Claims (3)

1. Pneumatisk radialdekk for kj.øretøyhjul som har en dekkstamme (2), en slitebane (1, 6) og en kbrdputestruktur anbragt ved toppen av dekkstammen mellom slitebanen og stammen for å bære spenningspåkjenningene i lengderetningen, idet kordstrukturen omfatter to lag (3, 4; 7, 8) metallisk kord som er tilnærmet like brede som slitebanen, idet kordbeltene er parallelle med hverandre i hvert lag og krysset i forhold til de i det tilstøtende lag og slik anordnet at kordbeltene ligger på linje i forhold til dekkets omkretsretning i en vinkel på mellom 5 <p>g 30°, hvilke kordbelter har en maksimar forlengelse på mellom 2,6% og 3,2%, karakter ise' r t ved at det i en radialt ytre posisjon i forhold til de nevnte to lag (3, 4; 7, 8) er anbragt minst et lag (5, 9) av metallisk kord eller tråder med en bredde hovedsakelig lik bredden av nevnte slitebane (1, 6), hvilke tråder er dannet av et antall parter viklet sammen, idet trådene i de radialt ytre lag er anordnet innbyrdes parallelle og hovedsakelig i dekkets omkretsretning og har en maksimal forlengelse på mellom 4% og 8%, idet de individuelle parter som danner disse tråder eller korder og de resulterende korder er viklet i samme retning og kordene i det radialt ytre lag (5, 9) frembringer et lag som samvirker med de radialt indre lag ved opptak av nevnte spenningspåkjenninger, og laget eller lagene av metalliske tråder som har den nevnte maksimale forlengelse på mellom 4% og 8%, er de eller det radialt ytterste lag.

2. Pneumatisk dekk ifølge krav 1, karakterisert ved at laget eller lagene (5) av metalliske snorer eller tråder som har en maksimal forlengelse på mellom. 4 og 8%, er dannet av en enkelt snor som er skruelinjeformet viklet med vindingene i skruelinjeformen anordnet i lengderetningen.

3. Pneumatisk dekk ifølge krav 1, kara k"t"Ke r i s - ert ved at laget eller lagene (5, 9) av metalliske, snorer eller tråder som har en maksimal forlengelse på mellom 4 og 8% hver er dannet av strimler (10, 11, 12) anbragt yed|siden av hverandre, idet hver av de nevnte strimler har en béedde lik en del av banebredden og strekker seg i lengderetningen over hele dekkets utstrekning.