PL100124B1 - Mieszanina smarujaca do smarowania wewnetrznych powierzchni opony - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanina sma¬ rujaca do smarowania wewnetrznych powierzchni opony.

W znanych rozwiazaniach w przypadku czescio¬ wego lub calkowitego ujscia powietrza z opony' pneumatycznej, osadzonej na kole, w czasie ruchu pojazdu, przeciwlegle powierzchnie wewnatrz opony stykaja sie ze soba pod mniejszym lub wiekszym obciazeniem w zaleznosci od tego czy powietrze uszlo calkowicie czy tylko czesciowo.

Wskutek tego [pomiedzy skladnikami tekstylnymi i gumowymi opony powstaje tarcie i wytwarza sie znaczna ilosc ciepla co powoduje szybkie znisz¬ czenie opony.

Próbowano rozwiazac ten problem przez wypo¬ sazenie opony w niezalezna komore powietrzna, umieszczona w jej wnetrzu. W przypadku prze¬ bicia opony, komora powietrzna zabezpiecza ja przed calkowita utrata poiwietiraa i jaizda na obre¬ czy kola. Niedogodnoscia tego rozwiazania jest duzy koszt oraz zwiekszenie ciezaru opony. Po¬ nadto w czasie ruchu pojazdu powierzchnia ko¬ mory ociera sie o powierzchnie wewnetrzna opony.

Dla zabezpieczenia tych powierzchni zastosowano smarowanie zewnetrznej powierzchni komory po¬ wietrznej i/lub wewnetrznej potwdea^hnd opony.

Mala wysokosc opony, niewiele wieksza od wy¬ sokosci komory powietrznej, jak równiez stopien wydluzenia 30 do 75% powoduja trudnosci przy osadzeniu opony na obreczy kola.

' Czesci powierzchni komory powietrznej, które podczas ruchu w warunkach uchodzenia powietrza stykaja sie z wewnetrznymi powierzchniami opony, przebiegaja promieniowo, na zewnatrz kolnierza obreczy natomiast stykajace sie z nimi czesci po¬ wierzchni wewnetrznej opony, sa to czesci, które przebiegaja promieniowo wewnetrznie w poblizu krawedzi bieznika. Stwierdzono, ze glównym zródlem wytwarzania ciepla, które powoduje zniszczenie opony, jest ruch stykajacy sie ze soba pod obciazeniem, poszczególnych czesci powierzchni wewnetrznych opony.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymie¬ nionych wyzej niedogodnosci.

Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze mieszanina smarujaca do smarowania wewnetrz¬ nych powierzchni opony zawiera ciecz lotna paru¬ jaca w temperaturze powstalej w oponie w czasie, gdy kolo porusza sie z opona z wypuszczonym po¬ wietrzem.

Mieszanina smarujaca jest najkorzystniej latwo rozpuszczalna w wodzie, tak ze wycieki na po¬ wierzchni drogi moga byc zmywane woda. Jed¬ nakze zgodnie z wynalazkiem moze byc równiez zastosowana mieszanina nierozpuszczalna w wodzie.

Zastosowana mieszanina nie powinna zamarzac w temperaturze do —20°C, jak równiez powinna byc odporna na warunki atmosferyczne. Tempera¬ tura wrzenia cieklej mieszaniny powinna wynosic co najmniej 90°C, a korzystnie dla uzyskania od- 100 124 V100 124 4 pornosci na wysoka temperature aby uniknac strat przez parowanie, ciekly skladnik mieszaniny ma cisnienie parowania mniejsze niz 50 mm slupka rteci przy temperaturze 140°C.

Mieszanina ma lepkosc najlepiej taka, jaka jest w praktyce potrzebna dla wyplywu najmniejszej jej ilosci w przypadku koniecznosci smarowania wewnetrznych powierzchni opony. Lepkosc ta wy¬ nosi 10.000 do 200.000 centystoksów przy 38°C.

Najkorzystniej jezeli mieszanina chociaz ma wy¬ soka lepkosc ma jednak mala odpornosc na poslizg. Ciekla mieszanina nie powinna wywierac niekorzystnego wplywu na gume lub inne sklad¬ niki oporny. Jezeli .stosuje sie miesizaniiine, która w normalnych warunkach pecznieje moze byc sto¬ nowana dopiero1 po ^zastosowaniu odpornej wykla¬ dziny wewnatrz opony.

Mieszanifia wedlug wynalazku zawiera korzyst¬ nie ciecz latwo pjarujaca, która moze równiez miec wlasnosci smarne. Ciecz ta ma temperature wrzenia stosunkowo niska, dla uzyskania parowa¬ nia w warunkach ruchu przy calkowitym lub czesciowym uchodzeniu powietrza. W ten sposób ciecz latwo parujaca dziala jako wypelniacz opony, wskutek czego powstale wysokie naprezenia scia¬ nek bocznych ulegaja zmniejszeniu. Wysoka tem¬ peratura powstajaca wewnatrz opon zostaje obni¬ zona przez zmniejszenie cisnienia i wielkosci sil tarcia pomiedzy wewnetrznymi powierzchniami opony. Ulatnianie sie cieczy latwo parujacej po¬ woduje rozpraszanie ciepla w calym wnetrzu opony. Ciecz latwo parujaca ma cisnienie paro¬ wania wynoszace przy 80°C powyzej 200 mm slupa rteci, a temperature wrzenia ponizej 100°C, lecz najlepiej nie nizsza niz 70QC, tak aby ciecz ta nie ulatniala sie podczas normalnych warunków ruchu pojazdu.

Ciecz lotna moze stosowac baze mieszaniny, taka jak_uwodniony zel, a ponadto moze zawierac nie¬ wielka1 ilosc materialu uszczelniajacego, który co najmniej czesciowo uszczelnia przebicie opony, w czasie wyciekania przez nie tej mieszaniny.

Najkorzystniej jest, jezeli mieszanina zawieraja¬ ca ciecz latwo parujaca zawiera równiez srodek o wysokiej temperaturze wrzenia taki jak glice¬ ryna, przy czym ciecz lotna nie musi miec ko¬ niecznie dobrych wlasnosci smarujacych, na przy¬ klad woda. W przypadku wyparowania z miesza¬ niny calej zawartosci cieczy lotnej, bedzie ona miala wysoka temperature wrzenia. Poszczególne skladniki mieszaininy moga sie latwo mdesizac ze soba lub tez nie.

W przypadku mieszaniny cieklej zawierajacej wode jako ciecz latwo parujaca, o lepkosci rzedu .000 do 200.000 centystoksów, dobre wlasnosci smarujace uzyskuje sie przez dodanie srodków ze¬ lujacych takich jak srodki o nazwach handlowych Natrosal, Polysteric FNA i Carbopol. Mieszaniny o podanym skladzie maja ponadto dobre wlasnosci uszczelniajace.

Mieszanina zawierajaca skladnik lotny, moze byc latwo przystosowna do uszczelniania przebic opony.

Uzyskuje sie to przez dodanie do niej takich skladników jak odpady bawelniane, welniane, azbest lub wlókna syntetyczne, o srednicy 0,0025 mm i dlugosci okolo 2,5 mm. Wlókna te unoszone przez mieszanine lub powietrze osadzaja sie ponad przebiciem opony i stanowia uszczelnie¬ nie.

Mieszanina na bazie uwodnionego zelu zawiera ponadto srodek o niskiej temperaturze krzepniecia, taki jak glikol etylenowy lub gfliceryma toriaiz srodek polepsizaiiacy wlasciwosci smarne, taki jak zawiesina pylu grafitowego i/lub srodek zwilzajacy lub de- tergent taki jak Tecpol.

Dobre wyniki uzyskuje sie jezeli mieszanina jest podatna na pienienie sie. Tworzenie piany na¬ stepuje w takim przypadku podczas ruchu i obrotu kola. Spieniona mieszanina rozprzestrzenia sie do- kladnie w calym wnetrzu opony. Dobre wyniki pienienia uzyskuje sie przez dodanie detergentu do mieszaniny zawierajacej wode. W przypadku zbyt obfitego pienienia sie smaru stosuje sie srodek odpieniajacy.

Calkowita ilosc cieklej mieszaniny w oponie jest mniejsza od pojemnosci opony, na przyklad w opo¬ nach pojazdów rolniczych lub podobnych, stoso¬ wana jest duza ilosc wody jako balastu, która wynosi 2/3 pojemnosci opony. Tak duze ilosci, 2tf w rozwiazaniu wedlug wynalazku nie sa prak¬ tyczne, poniewaz maja szkodliwy wplyw na opone w czasie ruchu pojazdu, powoduja duze opory to¬ czenia sie i uniemozliwiaja zwiekszenie szybkosci.

W rozwiazaniu wedlug wynalazku ilosc cieklej mieszaniny moze wynosic na przyklad 105 do 1300 ml na 1 m2 wewnetrznej powierzchni opony.

W przypadku, gdy mieszanina zawiera srodek lotny, jego ilosc powinna byc wieksza od pojem¬ nosci komory powietrznej co najmniej cztery razy, przy cisnieniu 0,118 (kg/cm2 i temperaturze 68°C.

Ciekla mieszanina moze zawierac dodatki wielu znanych skladników, które stanowia smary dla gumy. Skladniki te, to na przyklad oleje. zwierzece, oleje roslinne takie jak arachidowy, rycynowy, lniany, oliwa, palmowy, rzepakowy czy czerwien turecka, ponadto alkohole, amidy takie jak forma¬ mid, etery, estry takie jak siarczan etylu, bez¬ wodniki itakie jak bezwodnik kwasu glutarowego, aminy, krzemowodory, aldehydy, ketony, niezjoni- zowane srodki powierzchniowo czynne, kaitionitowe srodki powierzchniowo-czynne, enionowo czynne srodki, poliglikole, estry kwasu dwuzasadowego, takie jak dwumetyloszczawian, chlorofluoroweglo- ^ we polimery, .silikony, estry kwasu krzemowego, estry kwasu fluorowego, estry kwasu poliolowego, estry polifenolowe, krzemowodory czteroalkilowe, pochodne zwiazków zelaza, pochodne zywicy mocz¬ nikowej, pochodne zwiazków, heterocyklicznych, 55 aminy aromatycznych, sizesioioifluorolbenizein, mydla takie jak stearynian sodowy oraz alkalia, na przy¬ klad wodorotelenek sodowy.

Ponadto moga byc stosowane takie srodki jak karboksyrnetyioceluloza, hydroksyetyloceluloza, 60 oleje silikonowe, gliceryna, glikol propylenowy, Tecpol, Hederol, lub ich mieszaniny.

Ciekle mieszaniny zawierajace skladnik lotny sa roztworami detergentów takich jak Tecpol w wodzie, uwodnionych zeli na przyklad hydro- 65 ksyetylocelulozy, a ponadto zawieraja lub nie5 IW -IM s akfadnik o .wysokiej temperaturze wrzenia taki jak gliceryna oraz mieszaniny poliglikoli lub gli¬ ceryny z woda.

Ciekla mieszanina wedlug wynalazku zawiera równiez dodatki, które uszczelniaja ewentualnie przebicia opony, a ponadto inne srodki, na przy¬ klad przeciwutleniacz, srodki nawilzajace i bak¬ teriobójcze. Wskaznik lepkosci mieszaniny ma taka wartosc, ze zapewnia wymagana lepkosc w bardzo szerokim zakresie temperatury.

W celu zmniejszenia do minimum ciezaru mie¬ szaniny oraz wyeliminowania jej szkodliwego wplywu na wywazenie kola, ciezar wlasciwy smaru jest mniejszy ruz 1,4.

Dla zachowania stabilnosci poprzecznej opony w przypadku uchodzenia powietrza, stopien jej wydluzenia wynosi 30 do 75%, najkorzystniej 55 "do 70#/*r Szerokosc bieznika opony jest korzystnie wieksza od szerokosci obreczy kola mierzonej po¬ miedzy kolnierzami. Obrecz kola, na której moco¬ wana jest opona, jest najlepiej plaska lub prawie plaska, dzieki czemu pierscieniowe zgrubienia usztywniajace obrzezy opony moga byc przemiesz¬ czane z ich miejsc osadzenia.

W tabeli I podano dwa przyklady cieklej mie¬ szaniny stosowanej w oponie wedlug wynalazku.

Tabela I Sklad mieszaniny Tfecpoi S (zawierajacy sole sodowe alkylo- -arylo-sulfonianów i drugorzedpwych ajkylo-sulfonianów) Woda &ta BelkHd T.D. w za* wiesinie Azbest Srodek odpieniajaey C.y.P; :¦ Natrosol 260 HHR (wodny roztwór hydroksyetylocelulozy) , 1 Lepkosc V. ¦¦ . \ :'': •. • ¦¦¦ ¦ | Roztwór I ml 95 ml ml 2g 1 ml ii ,000 centyr taksów Roztwór II ml 95 ml ¦ 5 ml ¦ U •¦•• 1 ml 1,5 g 100,000 centy- toksów 1 500 ml takiego smaru wprowadzono do komory powietrznej opony pneumatycznej w rozmiarach 890/60X13-. zamocowanej na obreczy kola 3,50—13.

W przypadku, gdy z opony zawierajacej miesza¬ nine wedlug wynalazku uchodzi powietrze calko¬ wicie lub czesciowo, przeciwlegle czesci po¬ wierzchni wewnetrznej opony, stykaja sie ze soba pod obciazeniem, przy czym wystepuje pomiedzy nimi ruch wzgledny. Poniewaz stykajace sie po¬ wierzchnie sa powleczone mieszanina wspólczynnik tarcia jest bardzo maiy, a ilosc wytwarzanego ciepla jest równiez niewielka. Dzieki temu nie powstaja uszkodzenia, ani zmiany strukturalne opony, które moglyby powodowac szybkie pogarszanie sie ja¬ kosci opony, zauwazalne przy kontroli pojazdu.

Pojazd zaopatrzony w opony (zawierajace mieszanine wedlug wynalazku moze przebyc bezpiecznie dy¬ stans 480 km lub wiecej przy szybkosci okolo 65 km/godz.

Przyklad mieszaniny zawierajacej skladnik o wy¬ sokiej temperaturze wrzenia, talki jak gliceryna oraz woda jako skladnik lotny, jest podany w tabeli II.

Tabela II Woda Gliceryna Natrosol 1250 HHR Hederol 70 ml ml 2g .... „„,, 1 ml Opona 185/60—13 wytworzona z promieniowo ulozonego materialu warstwowego, zawierajaca 300 ml mieszaniny byla w ruchu pod obciazernem 180 kg, przy szybkosci 80 km/godz., przy czym opór wytwarzany przez opone mierzony byl przy sta¬ lych obrotach. Opór poczatkowy wynosil 18 kg jego wielkosc stopniowo zmniejszala sie, a po minutach wielkosc ta wynosila 10 kg. Po uply¬ wie 10 minut do opony doprowadzono powietrze x az do cisnienia 0,07 kg/cm2.

Kazda opona pojedynczo byla poddawana takim badaniom. Przy szybkosci 50 km/godz. mierzono temperature w zagieciach opony po 10 i 20 minu¬ tach. Uzyskano dokladne porównanie wlasciwosci ao mieszaniny przy dodatkowym doprowadzeniu po¬ wietrza.

Wyniki badan podane sa w ponizszych tabelach.

Tabela III zawiera wyniki badan przy zastosowa¬ niu polialkilenu o lepkosci 433 centystoksów.

Tabela IV podaje wyniki badan przy zastosowa¬ niu mieszaniny 50/50 glikolu polialkileriu i wody.

Tabela III Ilosc smaru cm3 300 cm3 200 cm8 125 cm3 50 cm3 Rodzaj/lepkosc centystoksy przy 389C UCON/433 UCON/433 UCON/433 UCON/433 Temperatura *C min. 120 117 120 120 po min. 135 135 140 140 oto- . cze- nia 21 19 19 19 60 Tabela IV Ilosc smaru cm3 300 cm3 200 cm8 125 cm* 50 cm3 Rodzaj/lepkosc centystoksy UCON 433/woda (50/50) UCON 433/woda (50/50) UCON 433/woda (50/50) UCON 433/woda (50/50) Temperatura °C po min. 100 105 115 120 po min. 120 130 140 140 oto¬ cze¬ nia . °C 22 26 1100 124 Tabela V* podaje wyniki badan przy zastosowa¬ niu jako smaru zelu wodno-glicerynowego. - Tabela V Ilosc smaru cm3 Rodzaj/lepkosc centystoksy przy 38°C Temperatura °C po min. po min. 300 cm3 200 cm3 125 cm3 50 cm3 Wodna (gliceryna) Nitrozyl HederoA 100000 (70/30) .,-.

Wodna . (gliceryna) Nitrozyl Hederol 100000 (70/30) Wodna (gliceryna) Nitrozyl Hederol 100000 (70/30) Wodna (gliceryna) Nitrozyl Hederol 100000 (70/30) 90 108 115 125 110 122 125 135 oto¬ cze¬ nia °C 18 22 22 W kazdym z badanych przypadków stwierdzono, ze temperatura po 20 minutach jest wyzsza niz po 10 minutach, oraz ze temperatura wzrasta przy zmniejszeniu sie ilosci mieszaniny.

Druga serie badan przeprowadzono dla porówna¬ nia wlasciwosci mieszanin róznego rodzaju zawie¬ rajacych wode. Opony byly w ruchu przy takiej szybkosci i pod obciazeniem jak w pierwszej serii badan, kazda opona zawierala 200 ml róznego ro¬ dzaju mieszaniny. Wyniki badan sa podane w tabeli VI.

Tabela VI 1 Rodzaj Gliceryna Glikol polipro¬ pylenu Olej silnikowy Olej silnikowy Woda UCON olej (glikol polialki- lenu) Lepkosc centystoksy 38°C 224 46 470 0,7 433 Temperatura °C po mm 118 105 105 117 100 117 po 1 20 min 123 115 125 130 150 133 oto- i cze- nia 26 23/24 22 19 40 45 60 60 65 Stwierdzono, ze ;woda o niskiej temperaturze :-po- czatkowej, po-10 minutach osiaga temperature nie¬ co nizsza lub taka sama jak pozostale skladniki, natomiast po 20 minutach temperatura wody wzra¬ sta az do 150°C.: Tak.wysoka temperatura wywiera juz szkodliwy wplyw na opone.

Jezeli mieszanina jest wykonana na bazie, wody lub stanowi mieszanine innych- skladników z woda, jest latwo zmywana ¦'• przez opady deszczu, dzieki czemu nie zmniejsza wspólczynnika tarcia na¬ wierzchni drogowej.

Gdy mieszanina zawiera skladnik lotny opóha powinna zawierac zeispól zajwórowy dla zabezpie¬ czenia przed nadmiernym wzrostem cisnienia. Po¬ niewaz ze wzrostem cisnienia wzrasta temperatura wrzenia cieklej' mieszaniny stosuje sie mieszanine o takiej temperaturze wrzenia, ze przy maksy¬ malnym, dopuszczalnym napelnieniu opony, jest ona wyzsza niz maksymalna, dopuszczalna tem¬ peratura wytwarzana w czasie ruchu pojazdu. " Zgodnie z wynalazkiem mieszanina moze byc wprowadzana bezposrednio do komory powietrznej opony lub tez moze byc stosowana w oslonach przeznaczonych do tego celu, które otwieraja sie samoczynnie przy uchodzeniu powietrza z" opony.

Claims (11)

Zastrzezenia patentowe

1. Mieszanina smarujaca do smarowania wew¬ netrznych powierzchni opony podczas toczenia sie kola w warunkach uchodzenia powietrza umiesz¬ czona w komorze utworzonej przez plaska po¬ wierzchnie obreczy i opone, zawierajaca smar, znamienna tym, ze zawiera ciecz plynna parujaca w temperaturze powstalej w oponie w czasie gdy : kola poruszaja sie z oporna z wypuszczonym po¬ wietrzem.

2. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ! ze zawiera co najmniej jeden skladnik cieczy, po¬ siadajacy cisnienie parowania mniejsze niz 50 mm slupa rteci przy temperaturze 140°C. .. . .

3. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ma lepkosc zawierajaca sie w granicach 10.000 do 200.000 centystoksów.

4. Mieszanina wedlug zastrz, 1, znamienna tym, ze zawiera material tiksotropowy.

5. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera pewna ilosc materialu uszczelniajacego, dla co najmniej czesciowego uszczelnienia przebic opony. .

6. Mieszanina wedlug zastrz. 5, znamienna tyni, ze material uszczelniajacy stanowi ciete wlókna welny, bawelny, azbestu lub tworzyw synte¬ tycznych.

7. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ma ciezar wlasciwy mniejszy niz 1,4.

8. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna, tym, ze cisnienie parowania cieczy lotnej wynosi po¬ wyzej 200 mm slupa rteci w temperaturze 80°C.

9. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze temperatura wrzenia cieczy lotnej wynosi 70 do 110°C.10Q 124 9 10

10. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, 12. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ciecz lotna stanowi uwodorniony zel. ze stanowi mieszanine uwodornionego zelu ze sma¬ rem o wysokiej temperaturze wrzenia.

11. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, 1Q m™™™™ „„^i,,,* ,„„+„ i „„„»„:«„.,.. *„«, & ' 13. Mieszanina wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze stanowi roztwór detergentu w wodzie zawiera- 5 ze zawiera srodek odpieniajacy sluzacy do regu- jacy srodekzelujacy. lacjipowstawania piany.