PL188673B1

PL188673B1 - Opona i sposób formowania opony

Info

Publication number: PL188673B1
Application number: PL98337127A
Authority: PL
Inventors: John Janes Beck Jr.; Gary Edwin Tubb; John Ronald Abbott; Samuel Patrick Landers; Amit Prakash; Frederick Forbes Vannan Jr.; Henry David Broyles; Klaus Beer
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2005-03-31
Also published as: US6439283B1; PL337127A1; JP4225582B2; CN1258253A; BR9809698A; CN1086649C; DE69805819T2; CA2291220A1; ATE218449T1; SI1015260T1; DE69805819D1; JP2002500587A; AU6560698A; AU728296B2; WO1998054008A1; EP1015260A1; CA2291078A1; EP1015260B1; ES2179474T3

Abstract

1 Opona posiadajaca bieznik, elementy pasowe i osnowe promieniowo skierowana do wewnatrz bieznika i elementów pasowych, przy czym osnowa posiada pare czesci pogrubio- nych, a w kazdej czesci pogrubionej jest usytuowany elasto- merowy wypelniacz i nierozciagliwa drutówka, ( . ). przy czym przedluzenia warstw sa wzmocnione gietkimi kordami, znamienne tym, ze kordy wzmacniajace (43) przedluzenia warstw (40B) m aja modul sprezystosci mniejszy niz modul E równoleglych kordów (41) podstawowej warstwy (40A) warstwowego elementu kompozytowego (40) 25 Opona odporna na przebicie lub lekkiej ciezarówki posiadajaca w nieobciazonym napelnionym stanie wysokosc przekroju (SH), pod normalnym obciazeniem statycznym wysokosc przekroju wynosi 75% wysokosci (SH) lub ponizej, ( ), znamienna tym, ze kordy wzmacniajace (43) przedlu- zenia warstw (40B) m aja modul sprezystosci mniejszy niz modul E równoleglych kordów (41) podstawowej war- stwy (40A) warstwowego elementu kompozytowego (40) 28 Sposób formowania opony, ( ), znamienny tym, ze mocuje sie pare przedluzen warstw (40B) na nalozonym na beben technologiczny cylindrycznym wylozeniu (35) opony, przy czym do kazdego konca wylozenia (35) mocuje sie jedno przedluzenie warstw (40B), a nastepnie umieszcza sie jedna czesc pogrubiona (22) ponad kazdym koncem przedluzenia warstw (40B) i ustala sie osiowy odstep pomiedzy czescia pogrubiona (22) na odleglosci (L), po czym uklada sie dru- tówki (26) w czesci pogrubionej (22) opony i naklada sie podstawowa warstwe (40A) o szerokosci (W ) wiekszej od (L), a nastepnie zawija sie w góre konce (32) przedluzenia warstw (40B) przy nalozeniu pierwszej warstwy (40A) i nastepnie ksztaltuje sie toroidalnie opone FIG-1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest opona i sposób formowania opony.

Tego typu opona jest stosowana zwłaszcza dla pneumatycznego ogumienia samochodów osobowych lub lekkich ciężarówek.

Zastosowanie radialnych stalowych kordów w oponach jest dobrze znane ze stanu techniki, zwłaszcza w przypadku maszyn do robót ziemnych i samochodów ciężarowych.

Z opisu patentowego U.S.A nr 1,393,952 znane jest połączenie warstw z pogrubieniami obrzezy za pomocą tkaninowych pasów posiadających skrzyżowane sploty z kordami warstwy, bez owijania warstwy wokół drutówki. Rozwiązanie to wykazało, że możliwe było zastosowanie w oponie tylko czterech warstw, co stanowi ważne odkrycie w dziedzinie opon.

W opisie patentowym U.S.A nr 2,430,560 ujawniono opony rolnicze wykonywane z większym odkształceniem sprężystym, który uzyskuje się poprzez zastosowanie owijających tkaninowych pasm, które nie stykają się z warstwami osnowy. Jest to radykalne odstępstwo od przeciwstawnej tendencji w praktyce.

W 1968 r. Fred Kovac i Grovey Rye (Goodyear) opatentowali oponę diagonalną z zewnętrzną warstwą, w której występowały grube kordy o średnicy 0,037 cala (0,094 cm), lub powyżej. Taka zewnętrzna warstwą składała się z dwóch części, skośnej warstwy osnowy i pary radialnych warstw obrzeża. Krawędzie warstw obrzeża zachodziły na krawędzie warstw osnowy i były obłożone między nimi. Kovac i inni wskazali, że warstwa osnowy może być wykonana z drutu, a warstwy obrzeża mogą być wzmocnione tkaniną lub włóknem. Kovac wyraźnie zaznacza, że gdy grube kordy są zastosowane w osnowie, warstwy z tymi kordami są tak sztywne, że wykonujący oponę z trudnością wywraca ją wokół obrzezy. Zaleca on zatem, aby krawędzie sztywnych warstw nie posiadały zawinięć pod obrzeżami i aby warstwy obrzezy wykonywane z miękkiej tkaniny były zawijane pod obrzeże, z krawędziami zachodzącymi na krawędzie sztywniejszych warstw.

Powers i inni (The Firestone Tire & Rubber Company) przedstawiają oponę ogumienia pneumatycznego z radialną warstwą posiadającą jedną lub więcej warstw zawierających promieniowo skierowane nierozciągliwe kordy, z końcami warstw leżącymi po tej samej stronie

188 673 wiązki obrzeza jako warstwy. Opona ta posiada ponadto warstwę łączącą obrzeże, w której występują radialne, nierozciągliwe kordy wzmacniające, owinięte wokół wiązki obrzeża. Powers i inni wskazali, że we wcześniejszym opisie patentowym brytyjskim Nr 990,524 ujawniono osnowę z radialną warstwą oraz owinięcie obrzeza radialną warstwą, kordy warstwy osnowy wykonano ze sztucznego jedwabiu, a owinięcie obrzeża było wzmocnione kordem stalowym. Powers wskazał, że różnice modułów spowodowały brak wspólnego działania kordów tak jak by one były jedną warstwą. Powers podaje, że warstwa korpusu i warstwa łącząca obrzeze, w miejscu gdzie leżą w pobliżu siebie, muszą stanowić przynajmniej 20% i nie więcej niz 50% obwodowej odległości warstwy osnowy, mierzonej od środka wiązki obrzeza wzdłuż warstwy osnowy do miejsca, gdzie występują krawędzie warstwy bieżnika. Powers proponuje zastosowanie kordów szklanych, stalowych lub wykonanych z kevlaru. Opona Powersa i innych była oponą do samochodu ciężarowego 11 - 22,5, w której występowały stalowe kordy radialne (1x4 + 6x4x 0,175 + 1 x 0,15) w postaci linki, zawierające 14 końców na cal (2,54 cm). Podobnie tę samą konstrukcję ze stalowego drutu zastosowano w warstwie łączącej obrzeże. Tego rodzaju opony samochodu ciężarowego pracowałyby przy dużym ciśnieniu ogumienia około 100 psi, a Powers oraz inni wykazali potencjalnie możliwą w realizacji koncepcję, choć brak było znanego wykonania rynkowego takiej opony do samochodów ciężarowych.

W 1995 r. Ahmad i inni przedstawili oponę ogumienia pneumatycznego posiadającą nieciągłą zewnętrzną warstwę osnowy. Ahmad i inni ujawnili pełną radialną warstwę wewnętrzną ze znanym zawinięciem w górę końca i nieciągłą zewnętrzną warstwę osnowy, która przechodzi od spodu krawędzi pasa do obrzeżą warstwy zewnętrznej, pozostając w ciągłym zetknięciu z warstwą zewnętrzną.

W opisie patentowym EPO nr 0 822195A2 przedstawiono oponę odporną na przebicie i sposób jej wytwarzania, gdzie ujawniono oponę posiadającą zwielokrotnione warstwy radialne, z których co najmniej jedna jest owinięta wokół obrzeża i posiada zawinięcie do góry, pozostałe warstwy kończą się w pobliżu obrzeza. Koncepcja obszaru obrzeża jest podobna do znanych wcześniej rozwiązań ujawnionych przez Ahmada z tą różnicą, że warstwy są rozdzielone wypełniaczami lub wkładkami, co jest podstawową właściwością opon odpornych na przebicie.

Opona, według wynalazku, posiadająca bieżnik, elementy pasowe i osnowę promieniowo skierowaną do wewnątrz bieżnika i elementów pasowych, przy czym osnowa posiada parę części pogrubionych, a w każdej części pogrubionej jest usytuowany elastomerowy wypełniacz i nierozciągliwa drutówka, a ponadto osnowa posiada co najmniej jeden kompozytowy element warstwowy, skierowany promieniowo do wewnątrz elementu pasowego i rozciągający się od i owinięty wokół każdej drutówki, przy czym co najmniej jeden kompozytowy element warstwowy ma podstawową warstwę wzmocnioną równoległymi kordami o module E, zaś kordy są nierozciągliwe i są ułożone promieniowo, pomiędzy pogrubionymi częściami osnowy, oraz parę przedłużeń warstw, zakładkowo połączonych z podstawową warstwą, owiniętych wokół drutówki oraz elastomerowego wypełnienia i wystających promieniowo na zewnątrz, przy czym przedłużenia warstw są wzmocnione giętkimi kordami, charakteryzuje się tym, ze kordy wzmacniające przedłużenia warstw mają moduł sprężystości mniejszy niż moduł E równoległych kordów podstawowej warstwy warstwowego elementu kompozytowego.

W co najmniej jednym warstwowym elemencie kompozytowym jest usytuowana promieniowo od wewnątrz co najmniej jedna pierwsza wkładka umieszczona w każdej ścianie bocznej, pary ścian bocznych opony, ułożonych promieniowo od wewnątrz bieżnika, a ponadto w każdej ścianie bocznej opony jest usytuowana druga wkładka oraz drugi wzmacniający element warstwowy, umieszczony pomiędzy pierwszą i drugą wkładką i oddzielony od co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego przez drugą wkładkę, zaś drugi warstwowy element wzmacniający ma wzmacniające kordy radialne o module E różnym od modułu kordów pierwszej warstwy co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego.

Kordy wzmacniające przedłużenia warstw co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego są, korzystnie, syntetyczne.

188 673

Kordy wzmacniające przedłużenia warstw co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego są dobrane z grupy nylonu, sztucznego jedwabiu, poliestru lub poliamidu.

Korzystnym jest, gdy kordy pierwszego przedłużenia warstw są metalowe, a w szczególności gdy kordy pierwszego przedłużenia warstw są stalowe.

Korzystnym jest, gdy kordy podstawowej warstwy co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego są metalowe, a w szczególności kordy podstawowej warstwy co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego są stalowe.

Kordy radialne drugiego warstwowego elementu wzmacniającego są syntetyczne, a w szczególności kordy radialne drugiego warstwowego elementu wzmacniającego są z materiału dobranego z grupy nylonu, poliestru, sztucznego jedwabiu lub poliamidu.

Drugi warstwowy element wzmacniający ma postać wkładki wzmacniającej ułożonej częściowo pod elementem pasowym w kierunku drutówki.

Drugi warstwowy element wzmacniający jest ułożony od części pogrubionej opony i jest umieszczony promieniowo poniżej elementu pasowego oraz promieniowo wewnątrz co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego, przy czym drugi warstwowy element wzmacniający posiada zawinięty w górę koniec, owinięty wokół warstwowego elementu kompozytowego i drutówki.

Korzystnym jest, gdy druga wkładka jest elastomerowa i wzmocniona kordami, a w szczególności gdy druga wkładka ma wzmacniające krótkie włókna syntetyczne.

Warstwowy element kompozytowy w maksimum szerokości przekroju opony o wysokości h ma parę zawiniętych w górę końców, przy czym jeden jego koniec jest owinięty wokół każdej pogrubionej części opony i jest ułożony promieniowo do odległości stanowiącej co najmniej 40% wysokości h.

Co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy ma zawinięte w górę końce, ułożone promieniowo do i poprzecznie pod elementem pasowym.

Poniżej zawiniętych w górę końców co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego są usytuowane promieniowo zawinięte w górę końce drugiego warstwowego elementu wzmacniającego.

Korzystnym jest, gdy druga wkładka i pierwsza wkładka są elastomerowe i mają twardość w skali Shore A 40 do 85, a w szczególności gdy twardość w skali Shore A pierwszej wkładki różni się od twardości Shore A drugiej wkładki.

Korzystnym jest, gdy opona ponadto zawiera trzeci element warstwy, a zwłaszcza gdy zawiera trzy elastomerowe wkładki.

Kompozytowa warstwa podstawowa posiada szereg równomiernie rozmieszczonych cienkich stalowych kordów o średnicy C mm oraz co najmniej jedno włókno o średnicy D i wytrzymałości na rozciąganie co najmniej - (2000D + 4000 MPa) x 95%, gdzie D jest średnicą włókna w milimetrach, a średnica C jest mniejsza niż 0,75 mm, przy czym elastomerowy materiał otaczający materiał kordu, ma grubość pomiarową zawarta w zakresie od średnicy kordu C plus 0,22 mm do C plus 1,25 mm.

Kordy warstwowego elementu kompozytowego w podstawowej warstwie są równomiernie rozmieszczone z gęstością 14 końców/cal (5,5 końców/mm), lub więcej.

Korzystnym jest, gdy przedłużenie warstw posiada usytuowany promieniowo wewnętrzny koniec, przy czym przedłużenie warstw jest ułożone pod elementem pasowym z owinięciem wokół i promieniowo na zewnątrz do zewnętrznego końca, promieniowo wewnętrznie i obok elementu pasowego, a ponadto przedłużenie warstw ma grubość T pomiędzy powierzchniami, a kordy przedłużenia są umieszczone w bezpośredniej bliskości jednej powierzchni, w stosunku do drugiej powierzchni.

Opona, według wynalazku, odporna na przebicie lub lekkiej ciężarówki posiadająca w nieobciązonym napełnionym stanie wysokość przekroju (SH), pod normalnym obciążeniem statycznym wysokość przekroju wynosi 75% wysokości (SH) lub poniżej, a bez powietrza przy normalnym obciążeniu statycznym wysokość przekroju wynosi 35% wysokości (SH) lub powyżej, opona posiadająca co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy skierowany promieniowo do wewnątrz względem elementu pasowego, wystający i otaczający każdą część pogrubiona, przy czym co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy zawiera podstawową warstwę wzmocnioną równoległymi kordami o module E, zaś kordy są ułożone pro188 673 mieniowo pomiędzy drutówkami i są nierozciągliwe, a ponadto warstwowy element kompozytowy ma parę przedłuzeń warstw zakladkowo połączonych do podstawowej warstwy i owiniętych wokół części pogrubionych opony oraz elastomerowego wypełnienia, przy czym przedłużenia warstw są ułożone promieniowo na zewnątrz i są wzmocnione elastycznymi kordami, charakteryzuje się tym, że kordy wzmacniające przedłużenia warstw mają moduł sprężystości mniejszy niz moduł E równoległych kordów podstawowej warstwy warstwowego elementu kompozytowego.

Nierozciągliwy kord warstwowego elementu kompozytowego ma włókna o średnicy od 0,05 do 0,6 mm.

Średnica włókna jest zawarta w zakresie od 0,25 mm do 0,4 mm.

Sposób formowania opony, według wynalazku, w którym łączy się bieżnik opony, elementy pasowe i osnowę skierowaną do wnętrza bieżnika i elementów pasowych, przy czym w osnowie kształtuje się parę części pogrubionych w których umieszcza się wypełniacz i nierozciągliwą drutówkę, a ponadto w osnowie umieszcza się co najmniej jeden kompozytowy element warstwowy wzmocniony kordami, posiadający przedłużenia warstw, skierowany promieniowo do wewnątrz elementu pasowego i rozciągający się od i owinięty wokół każdej drutówki, charakteryzuje się tym, że mocuje się parę przedłużeń warstw na nałożonym na bęben technologiczny cylindrycznym wyłożeniu opony, przy czym do każdego końca wyłożenia mocuje się jedno przedłużenie warstw, a następnie umieszcza się jedną część pogrubioną ponad każdym końcem przedłużenia warstw i ustala się osiowy odstęp pomiędzy częścią pogrubioną na odległości L, po czym układa się drutówki w części pogrubionej opony i nakłada się podstawową warstwę o szerokości W większej od L, a następnie zawija się w górę końce przedłużenia warstw przy nałożeniu pierwszej warstwy i następnie kształtuje się toroidalnie oponę.

Korzystnym jest, gdy ponadto mocuje się pary wkładek do wyłożenia i nakłada się drugi warstwowy element wzmacniający na wyłożenie oraz mocuje się co najmniej dwie wkładki warstwowego elementu wzmacniającego.

Korzystnym jest, gdy po toroidalnym ukształtowaniu opony koniec podstawowej warstwy przemieszcza się przez część pogrubioną do osiowego wewnętrznego zamocowania go z przedłużeniem warstw.

Zaletą rozwiązania według wynalazku, jest nowatorskie zastosowanie kompozytowej struktury w oponie, przez co może ona być radialną oponą ogumienia pneumatycznego, obejmującą typ znany jako opony odporne na przebicie.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia oponę według wynalazku, w przekroju, fig. 2 - ścianę boczną opony z fig. 1, w powiększonym przekroju, fig. 3 - alternatywny przykład wykonania opony według wynalazku, jako opony odpornej na przebicie, w przekroju, fig. 4 - ścianę boczną opony z fig. 3, w powiększonym przekroju, fig. 5 kompozytową warstwę pokazaną na bębnie technologicznym, wytwarzaną zgodnie z pierwszym sposobem montażu, w widoku perspektywicznym, fig. 5A - osnowę wykonaną według pierwszego sposobu, w przekroju, fig. 6 - kompozytową warstwę pokazaną na bębnie technologicznym, wytwarzaną zgodnie z alternatywnym sposobem montażu, w widoku perspektywicznym, fig. 6A - osnowę wykonaną według alternatywnego sposobu, w przekroju, fig. 7A, 7B, 7C - osnowę opony odpornej na przebicie według fig. 4, wykonywaną zgodnie z sposobem według fig. 6, w sposób schematyczny, fig. 8 drugi alternatywny przykład wykonania opony odpornej na przebicie, w przekroju, fig. 9 trzeci alternatywny przykład wykonania opony odpornej na przebicie, w przekroju.

Opona 10 posiada bieżnik 12, element pasowy 36 i osnowę 30 umieszczoną promieniowo wewnątrz bieżnika 12 i elementu pasowego 36. Osnowa 30 posiada parę części pogrubionych obrzeza 22, przy czym każda z części pogrubionych 22 obrzeża zawiera elastomerowe wypełnienie 48 oraz nierozciągliwą drutówkę 26. Osnowa 30 posiada co najmniej jeden kompozytowy element warstwowy 40 usytuowany promieniowo wewnątrz elementu pasowego 36, odchodzący od każdej drutówki 26 i owinięty około każdej drutówki 26. Co najmniej jeden kompozytowy element warstwy 40 zawiera pierwszą, podstawową warstwę 40A wzmocnioną kordami 41 o module E równym X lub większym, przy czym ułożone promieniowo kordy 41 są nierozciągliwe i są ułożone od części pogrubionej 22 do części pogrubionej 22 obrzeza.

188 673

Kompozytowy element warstwowy 40 ponadto posiada parę przedłużeń warstw 40B wzmocnionych elastycznymi kordami 43. Przedłużenia warstw 40B są zakładkowo połączone do pierwszej warstwy 40A i owinięte wokół drutówek 26 i elastomerowych wypełnień 48 i są ułożone promieniowo od zewnątrz. Kordy 41 podstawowej warstwy 40A co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40 mają moduł E, natomiast kordy 43 przedłużenia warstw 40B mają moduł mniejszy niż E. Kordy 43 przedłużenia warstw 40B są rozciągliwe. Kordy 43 przedłużenia warstw co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40 są korzystnie syntetyczne i dobrane z grupy z nylonu, sztucznego jedwabiu, poliestru lub poliamidu.

Kordy pierwszej warstwy są korzystnie metalowe, najkorzystniej stalowe. W jednym przykładzie kompozytowej warstwy pierwsza warstwa posiada liczne, równomiernie rozmieszczone cienkie kordy stalowe. Średnica kordów wynosi C milimetrów, i występuje jedno lub więcej włókien. Każde włókno ma średnicę D i wytrzymałość na rozciąganie co najmniej (-2.000D + 4,400 MPa) x 95%, gdzie D jest średnicą włókna w milimetrach, a C wynosi poniżej 0,75 mm. Kord jest otoczony materiałem elastomerowym, którego grubość jest zawarta w zakresie średnicy kordu od C plus 0,22 mm do C plus 1,25 mm. Korzystnie kordy są równomiernie rozmieszczone z gęstością 14 końców/cal (2,54 cm), lub większą.

W drugim przykładzie opony według wynalazku osnowa 30 zawiera parę ścian bocznych 20. Każda ściana boczna przechodzi promieniowo od wewnątrz, od bieżnika. Każda ściana boczna posiada co najmniej jedną pierwszą wkładkę 42, promieniowo od wewnątrz co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40, drugą wkładkę 46 i drugą warstwę 38, oddzielone od co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40 przez drugą wkładkę 46. Drugi warstwowy element wzmacniający 38 posiada radialne kordy 45, przy czym moduł E kordów 45 różni się od modułu kordów pierwszej warstwy co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40. Kordy drugiego elementu warstwowego 38 wykonano z materiału syntetycznego, korzystnie dobranego z grupy nylonu, poliestru, sztucznego jedwabiu lub poliamidu aromatycznego.

W korzystnym przykładzie opony odpornej na przebicie, wkładki 42, 46 wykonano z materiału elastomerowego, który może być wzmocniony kordami lub alternatywnie może być wzmocniony krótkimi włóknami materiału syntetycznego.

Twardość wkładek 42, 46 wynosi 40 do 85 w skali Shore A, i każda wkładka 42, 46 może mieć inną twardość. Dodatkowo, można zastosować trzy lub więcej wkładek, według potrzeby.

Zgodnie z jednym przykładem maksymalna szerokość przekroju opony występuje na wysokości (h) a co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy 40 posiada parę zawiniętych w górę końców 32, przy czym jeden koniec 32 owinięty wokół każdej drutówki 26 wystaje promieniowo na odległości co najmniej 40% wysokości (h). W innym przykładzie zawinięte w górę końce opony co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40 wystają promieniowo do elementu pasowego 36 i przechodzą poprzecznie pod elementem pasowym. W jeszcze innym alternatywnym przykładzie opony drugi element wzmacniający 38 posiada zawinięte w górę końce, dochodzące promieniowo poniżej zawiniętych w górę końców co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40. Alternatywnie, zawinięte w górę końce warstwowego elementu kompozytowego 40 mogą dochodzić promieniowo poniżej zawiniętych w górę końców drugiego elementu warstwowego 38. W każdym przypadku końcówki co najmniej jednego elementu warstwowego powinny wystawać promieniowo na odległość co najmniej 40% wysokości (h).

Drugą i trzecią wkładkę wykonano z materiału elastomerowego o twardości w zakresie 40 do 85 Shore A. Twardość pierwszej wkładki może się różnić od twardości drugiej wkładki.

W trzecim i czwartym przykładzie warstwowy element kompozytowy 40 zawiera przedłużenie warstw 40B owinięcia obrzeza posiadające kordy otoczone elastomerowym materiałem o określonej grubości, o poprzecznym przekroju T, mierzonej prostopadle pomiędzy pierwszą powierzchnią i drugą powierzchnią. Kordy te umieszczono w pobliżu pierwszej powierzchni. Druga powierzchnia leży w sąsiedztwie pierwszej warstwy, w rejonie ścian bocznych.

188 673

Określenia:

„Współczynnik kształtu” oznacza iloraz wysokości przekroju do szerokości przekroju.

„Osiowy” i „poosiowo” oznaczają linie lub kierunki, które są równoległe do osi obrotu opony.

„Obrzeze” lub „drutówka” ogólnie oznaczają część opony, w której występuje pierścieniowy człon rozciągany, promieniowo wewnętrzne obrzeża związane z utrzymywaniem opony na obręczy koła, owinięte i ukształtowane przez warstwy kordu, wraz z innymi lub bez innych elementów wzmacniających jak wczepy opony, ścinki, wierzchołki lub wypełniacze, osłony nosków obrzeża oraz owijką.

„Element pasowy” lub pasy wzmacniające oznaczają co najmniej dwie pierścieniowe warstwy równoległych kordów, tkanin lub włóknin, leżące poniżej obrzeża i posiadające zarówno lewe i prawe kąty kordu w zakresie od 17° do 27° względem równikowej płaszczyzny opony.

„Obwodowy” oznacza linie lub kierunki przechodzące wzdłuż obwodu powierzchni pierścieniowego bieżnika opony prostopadle do kierunku osiowego.

„Osnowa opony” oznacza element opony oprócz pasa, bieżnika oraz podkładu bieżnika, lecz wraz z obrzeżami.

„Korpus opony” oznacza element pasowy, obrzeża, ściany boczne i wszystkie inne części składowe opony z wyjątkiem bieżnika i podkładu bieżnika.

„Owijka” dotyczy wąskich pasów materiału umieszczonych wokół zewnętrznej części obrzeża dla zabezpieczenia warstw kordu przed obręczą koła, rozprowadzających ugięcia powyżej obręczy.

„Kord” oznacza w jedną ze splotek wzmacniających, z których utworzone są warstwy w oponie.

„Płaszczyzna równikowa (EP)” oznacza płaszczyznę prostopadłą do osi obrotu opony i przechodzącą przez środek bieżnika.

„Ślad opony” oznacza odcisk lub pole zetknięcia bieżnika opony z płaską powierzchnią, przy zerowej szybkości i przy normalnym obciążeniu oraz ciśnieniu.

„Wewnętrzne wyłożenie” oznacza warstwę lub warstwy elastomeru bądź innego materiału, który tworzy wewnętrzną powierzchnię bezdętkowej opony i zawiera ciecz napompowaną do opony.

„Normalne ciśnienie w ogumieniu” oznacza znamionowe ciśnienie w ogumieniu pod obciążeniem, ustalone przez stosowny urząd normalizacyjny dla warunków roboczych opony.

„Obciążenie normalne” oznacza znamionowe ciśnienie w ogumieniu pod obciążeniem, ustalone przez stosowny urząd normalizacyjny dla warunków roboczych opony.

„Warstwa” oznacza warstwę pokrytych gumą równoległych kordów.

„Radialny” i „radialnie” oznaczają kierunki promieniowe do lub od osi obrotu opony.

„Opona radialna” oznacza owiniętą pasem lub obwodowo ograniczoną oponę pneumatyczną, w której przynajmniej jedna warstwa kordu przechodzi od obrzeża do obrzeża i jest nałożona pod kątem od 65° do 90° względem równikowej płaszczyzny opony.

„Wysokość przekroju” oznacza promieniową odległość od nominalnej średnicy obręczy koła do zewnętrznej średnicy opony w jej płaszczyźnie równikowej.

„Szerokość przekroju” oznacza maksymalną odległość wzdłuz linii prostej równoległej do osi opony pomiędzy zewnętrznymi częściami ścian bocznych, 24 godziny po napompowaniu do normalnego ciśnienia, lecz bez obciążenia, wyłączając podwyższenia ścian bocznych spowodowane naklejkami, taśmami dekoracyjnymi lub ochronnymi.

„Bark bieżnika opony” oznacza górną część ściany bocznej tuz poniżej krawędzi bieżnika.

„Ściana boczna” oznacza część opony pomiędzy bieżnikiem i obrzeżem.

„Szerokość bieżnika” oznacza długość łuku powierzchni bieżnika w kierunku poosiowym, to jest w płaszczyźnie równoległej do osi obrotu opony.

Opona 10 według obecnego wynalazku posiada ściany boczne 20 jak to pokazano na rysunku. Na fig. 1 i 2 przedstawiono oponę 10, jako radialną oponę do samochodu osobowego lub lekkiej ciężarówki. Opona 10 jest zaopatrzona we współpracujący z nawierzchnią bieżnik 12, który kończy się w częściach barkowych na poprzecznych krawędziach 14, 16 bieżnika 12.

188 673

Z poprzecznych krawędzi 14, 16 wychodzi para ścian bocznych 20 zakończona parą obrzeży stanowiących części pogrubione 22, a w każdym obrzeżu jest umieszczona pierścieniowa, nierozciągliwa drutówka 26. Opona 10 posiada ponadto wzmocnienie w postaci osnowy 30, która przechodzi od pogrubienia 22 obrzeża przez jedną ścianę boczną 20, bieżnik 12, przeciwną ścianę boczną 20 do pogrubienia 22 obrzeża. W osnowie 30 występuje co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy 40 posiadający zawinięte w górę końce 32, owinięte wokół drutówek 26. Opona 10 może posiadać znane wewnętrzne wyłożenie 35 tworzące wewnętrzną peryferyjną powierzchnię opony 10, jeśli ma to być opona typu bezdętkowego. Na obwodzie wokół promieniowo zewnętrznej powierzchni osnowy 30, poniżej bieżnika 12 jest usytuowany element pasowy 36 wzmacniający bieżnik 12. W zilustrowanym przykładzie element pasowy 36 składa się z dwóch ciętych warstw pasa 50, 51, a kordy tych warstw są ułożone pod kątem około 23° względem płaszczyzny symetrii przechodzącej przez środek obwodu opony. Kordy warstwy pasa 50 są ułożono w przeciwnym kierunku względem płaszczyzny symetrii przechodzącej przez środek obwodu opony oraz względem kordów w warstwie pasa 51. Jednakże element pasowy 36 może zawierać dowolną ilość warstw pasa w dowolnej, żądanej konfiguracji, i kordy mogą być umieszczone pod każdym żądanym kątem. Element pasowy 36 tworzy poprzeczną sztywność na szerokości pasa, przez co zmniejsza unoszenie bieżnika 12 z nawierzchni drogowej podczas pracy opony bez powietrza. W pokazanych przykładach uzyskano to poprzez zastosowanie kordów warstw pasa 50, 51 korzystnie ze stali, i korzystniej z linki stalowej.

Osnowa 30 opony 10, w wykonaniu jak pokazano na fig. 1, posiada co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy 40, który ma jedną pierwszą warstwę 40A przechodzącą od pogrubienia obrzeża do pogrubienia obrzeza. Podstawowa warstwa 40A korzystnie zawiera jedną warstwę równoległych kordów 41, przy czym kordy 41 są ułożone pod kątem co najmniej 75° względem płaszczyzny symetrii przechodzącej przez środek obwodu opony 10. W szczególnym zilustrowanym przykładzie kordy 41 i 43 ułożono pod kątem około 90° względem płaszczyzny symetrii przechodzącej przez środek obwodu opony. Kordy 41 podstawowej warstwy 40A co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego 40 są korzystnie wykonane z nierozciągliwego materiału, jak na przykład stal, kevlar lub szkło. Kordy 43 mogą być wykonane z dowolnego normalnie stosowanego materiału dla kordowego wzmocnienia artykułów gumowych na przykład, lecz bez takiego ograniczenia, poliamidu aromatycznego, sztucznego jedwabiu, nylonu i poliestru.

Pierwsza warstwa 40B zawiera kordy 41, które są korzystnie nierozciągliwe, wykonane z materiału syntetycznego lub metalu, korzystniej metalu, najkorzystniej stali o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Moduł kordów 41 wynosi X. W przypadku stalowych kordów 41 moduł ten jest większy niż 150 GPa. Jednym sposobem uzyskania takiej wytrzymałości jest połączenie odpowiednich procesów i stopów, ze stalowym prętem mikrostopowym zawierającym co najmniej jeden z następujących pierwiastków: Ni, Fe, Cr, Nb, Si, Mo, Mn, Cu, Co, V i B.

Korzystny skład chemiczny podano poniżej, wyrażony w procentach:

C	0,7	do	1,0
Mn	0,30	do	00^5
Si	0J0	do	03
Cr	0	do	0,4
V	0	do	0,1
Cu	0	do	0,5
Ni	0	do	0^
Co	0	do	0,1

reszta zelazo i pozostałości

Wytworzony pręt jest następnie ciągniony do uzyskania odpowiedniej wytrzymałości na rozciąganie.

Kordy 41 w osnowie 30 nieodpornej na przebicie mogą być utworzone z pojedynczego drutu (monolityczny drut stalowy), lub drutu zawierającego liczne włókna. Ilość włókien w kordzie 41 może wynosić 1 do 13. Korzystnie, w kordzie występuje 6 do 7 włókien. Sred188 673 nica (D) pojedynczego włókna leży w zakresie od 0,10 do 0,30 mm, dla włókien o wytrzymałości na rozciąganie 2000 MPa do 5000 MPa, korzystnie co najmniej 3000 MPa.

Inną istotną właściwością stalowego kordu 41 jest to, ze całkowite wydłużenie każdego włókna w kordzie musi wynosić co najmniej 2% na długości pomiarowej 25 cm. Pomiar całkowitego wydłużenia opisano w normie ASTM A370-92. Korzystnie, całkowite wydłużenie kordu wynosi 2% do 4%. Szczególnie korzystne wydłużenia wynoszą od około 2,2% do około 3%.

Wielkość skręcenia dla stali przeznaczonej na włókno zastosowane w kordzie powinna wynosić co najmniej 20 obrotów na długości pomiarowej 200 razy średnicą drutu. Generalnie, wielkości skręcenia wynoszą od około 20 do około 100 obrotów. Korzystnie wielkości skręcania wynoszą od około 30 do około 80 obrotów, a zwłaszcza od około 35 do 65 obrotów. Wielkość skręcenia określa się zgodnie z normą ASTM E 558-83, dla długości pomiarowej 200 razy średnica drutu.

Występuje wiele specyficznych konstrukcji metalowego kordu 41 do zastosowania w przedłużeniu warstw 40B. Reprezentatywne przykłady specyficznych konstrukcji obejmują: 1 x, 2 x, 3 x, 4 x, 5 x, 6 x, 7 x, 8 x, 11 x, 12 x, 1 + 2, 1 + 4, 1 + 5, 1 + 6, 1 + 7, 1 + 8, 2 + 1, 3 + 1, 5 + 1, 6 + 1, 11 + 1, 12 + 1, 2 + 7, 2 + 7 + 1, 3 + 9, 1+ 5 + 1 i 1+6 + 1 lub 3 + 9 + 1. Wytrzymałość na rozciąganie dla włókna zewnętrznego owinięcia może wynosić 2500 MPa lub powyżej, w oparciu o średnicę 0,15 mm. Najkorzystniejszymi konstrukcjami kordu zawierającymi średnice włókna są: 3 x 0,18, 1 + 5 x 0,18, 1 + 6 x 0,18, 2 + 7 x 0,18, 2 + 7x0,18 x 1 x 0,15,3 + 9x0,18 + 1 x0,15, 3 + 9x0,18, 3x0,20 + 9x0,18i3x 0,20 + 9x0,18 + 1 x 0,15. Powyższe oznaczenia kordu są zrozumiałe dla specjalistów w tej dziedzinie. Przykładowo, oznaczenie 2 x, 3 x, 4 x i 5 x oznacza wiązkę włókien, tzn. dwa włókna, trzy włókna, cztery włókna itd. Oznaczenie 1+2 i 1 + 4 oznacza przykładowo pojedyncze włókno owinięte dwoma lub czterema włóknami.

W pierwszej warstwie przedłużenia warstw 40B występuje warstwa opisanych powyżej stalowych kordów tak rozmieszczonych, że posiadają od około 5 do około 100 końców na cal (około 2 do 39 końców na centymetr), przy pomiarze w równikowej płaszczyźnie opony. Korzystnie warstwy kordów są tak rozmieszczone, że posiadają około 7 do około 60 końców na cal (około 2,7 do 24 końców na centymetr), w płaszczyźnie równikowej. Powyższe obliczenia ilości końców przypadających na cal (2,54 cm) oparto na zakresie średnic kordu, wytrzymałości kordu i praktycznych wymaganiach dla kordu w zakresie wytrzymałości. Przykładowo, duża ilość końców na cal (2,54 cm) może dotyczyć zastosowania mniejszej średnicy kordu o danej wytrzymałości, w odróżnieniu od mniejszej ilości końców na cal (2,54 cm) dla większej średnicy drutu o tej samej wytrzymałości. Alternatywnie, w przypadku wyboru kordu o danej średnicy można wprowadzić więcej lub mniej końców na cal (2,54 cm), zależnie od wytrzymałości tego kordu.

Kordy metaliczne 41 warstwowego elementu kompozytowego 40 są ułożone w taki sposób, ze opona 10 według obecnego wynalazku nosi nazwę opony radialnej.

Stalowy kord tej warstwy przecina równikową płaszczyznę (EP) opony pod kątem w zakresie od 75° do 105°. Korzystnie, stalowe kordy przecinają tę płaszczyznę pod kątem od 82° do 98°. Najbardziej korzystny zakres wynosi od 89° do 91°.

Warstwowy element kompozytowy 40 zawiera liczne kordy 41 o małej średnicy C poniżej 1,2 mm. Kord 41 może być dowolnym ze wspomnianych powyżej, włącznie z 1 + 5 x 0,18 mm lub 3 x 0,18 mm bez takiego ograniczenia, lub monolitycznym drutem o średnicy około 0,25 mm, korzystnie 0,175 mm. Można uznać za pożądane, aby minimalna wytrzymałość na rozciąganie włókien kordów 41 wynosiła co najmniej 2500 MPa, przy wydłużeniu ponad 2,0%, i korzystnie około 4000 MPa przy wydłużeniu ponad 2,5%.

Jak ponadto pokazano na fig. 2 co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy 40 posiada parę przedłużeń warstw 40B, z parą zawiniętych w górę końców 32, które owijają się wokół drutówki 26. Końce przedłużenia warstw znajdują się obok drutówki 26 i są zakończone promieniowo powyżej oraz poosiowo od wewnątrz drutówki '26, zakładkowo połączone z końcówką podstawowej warstwy 40A. W korzystnym przykładzie zawinięte w górę końce 32 znajdują się na 20% wysokości SH przekroju opony od promieniowego położenia (h) maksymalnej szerokości przekroju, najkorzystniej kończąc się w promieniowym położeniu (h) maksymalnej szerokości przekroju. Jak pokazano, zawinięte w górę końce 32 kończą się na odle12

188 673 głości E' ponad nominalną średnicą obręczy koła na oponie, w pobliżu promieniowego położenia największej szerokości przekroju opony. Jak ponadto pokazano na fig. 1 i 2, w częściach pogrubionych 22 obrzeża opony 10 występują pierścieniowe, zasadniczo nierozciągliwe pierwsze i drugie drutówki 26. Drutówki mają płaską powierzchnię podstawy 27 utworzoną przez urojoną powierzchnię styczną do promieniowo najbardziej wewnętrznej powierzchni drutów drutówki. Płaska powierzchnia podstawy 21 posiada parę krawędzi 28, 29 oraz szerokość „BW” pomiędzy tymi krawędziami. Korzystnie, drutówka 26 może ponadto zawierać płaską zewnętrzną powierzchnie 31, występującą pomiędzy pierwszą i drugą powierzchnią 23, 25. Promieniowo zewnętrzna powierzchnia 31 ma maksymalną wysokość BH, która jest mniejsza od szerokości postawy BW. Przekrój utworzony przez powierzchnie 23, 25, 27 i 31 ma kształt korzystnie prostokątny lub trapezoidalny.

Drutówki wykonano z pojedynczego czyli monolitycznego drutu stalowego nawiniętego w sposób ciągły. W korzystnym przykładzie drut o średnicy 0,050 cala (0,127 cm) nawinięto w warstwach drutów 7, 8, 7, 6 od promieniowo wewnętrznej do promieniowo zewnętrznej. Płaskie powierzchnie podstawy pierwszej i drugiej drutówki 26 są pochylone względem osi obrotu, a spód wieloczęściowego obrzeża jest podobnie pochylony, pod kątem około 10° względem osi obrotu, korzystnie około 10,5°. Pochylenie podstawy obrzeża poprawia uszczelnienie opony i jest w przybliżeniu dwukrotnie większe od pochylenia kołnierza osadzenia opony dla znanej obręczy, i jak się zakłada, ułatwia montaż oraz pomaga utrzymywać osadzone obrzeża na obręczy.

Wewnątrz rejonu obrzeza 22 i w promieniowo zewnętrznej części ścian bocznych 20 występują elastomerowe wypełniacze 48 o dużym module, umieszczone pomiędzy osnową 30 i zawiniętymi w górę końcami 32. Elastomerowe wypełniacze 48 przechodzą od promieniowo zewnętrznej części drutówek 26, w górę wewnątrz ściany bocznej, stopniowo zmniejszając szerokość swego poprzecznego przekroju. Elastomerowe wypełniacze 48 kończą się w promieniowo zewnętrznym końcu na odległości G od nominalnej średnicy obręczy NRD, co najmniej na 25% wysokości przekroju SH opony.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku przedłużenia warstw 40B mają równolegle ułożone kordy 43. Alternatywnie, kordy 43 przedłużeń warstw 40B mogłyby być ułożone pod kątem względem kierunku promieniowego. Stopień i kierunek ułożenia mogą tworzyć kąt z promieniowym kierunkiem w zakresie od 25° do 75°, korzystnie 45° lub poniżej. Zakłada się, że warstwowy element kompozytowy 40 z kordami ułożonymi skośnie może poprawić charakterystykę manewrowania dla opony bez powietrza.

Według fig. 3 i 4 w osnowie 30 opony 10 odpornej na przebicie, jak pokazano na fig. 3, występują co najmniej dwie warstwy wzmacniające druga warstwa elementu kompozytowego 38 i 40. W zilustrowanym przykładzie zastosowano ułożony promieniowo drugi wzmacniający element warstwowy 38 i promieniowo zewnętrzny warstwowy element kompozytowy 40, każdy element warstwowy 38 i 40 korzystnie zawiera jedną warstwę równoległych kordów ułożoną promieniowo od części pogrubionej obrzeża 22 do części pogrubionej obrzeża 22. Drugi wzmacniający element warstwowy 38 jest owinięty wokół warstwowego elementu kompozytowego 40 i ma zawinięty w górę koniec 37 przechodzący promieniowo na zewnątrz. Druga warstwa 38 korzystnie zawiera syntetyczne kordy 45 z nylonu lub sztucznego jedwabiu, poliamidu lub poliestru. Natomiast warstwowy element kompozytowy 40 zawiera dokładnie jak podano powyżej podstawową warstwę 40A przechodzącą od części pogrubionej do części pogrubionej obrzeza i nierozciągliwe kordy 41 oraz zakładkowe przedłużenie warstw 40B z syntetycznym kordem 43 owiniętym wokół drutówki 26 i zawiniętym w górę końcem 32. Promieniowo wewnątrz drugiego wzmacniającego elementu warstwowego 38 występuje elastomerowa wkładka 42 umieszczona pomiędzy wewnętrznym wyłożeniem 35 i drugim wzmacniającym elementem warstwowy 38. Pomiędzy drugim wzmacniającym elementem warstwowym 38 i podstawową warstwą 40A występuje elastomerowa wkładka 46. Kordy 41 warstwowego elementu kompozytowego 41 są korzystnie nierozciągliwe i wykonane ze stali, a kordy 43 przedłużenia warstw są korzystnie syntetyczne i wykonane z podobnego materiału jak drugi element wzmacniający 38. Opona odporna na przebicie posiada wysokość przekroju SH w nieobciążonym napompowanym stanie. Przy normalnym ciśnieniu ogumienia, lecz przy statycznym obciążeniu opona ulega odkształceniu, tworząc wysokość pod

188 673 obciążeniem około 75% SH, lub poniżej. Dla opony bez powietrza, lub przy podobnym obciążeniu statycznym wysokość przekroju opony wynosi 35% SH, lub powyżej. W tej klasie opon generalnie występuje grubsza ściana boczna, jak pokazano na fig. 4, 8 i 9. Takie opony mogą posiadać kompozytową warstwę zawierającą nierozciągliwe kordy 41 o średnicy włókna od 0,05 do 0,5 mm, korzystnie 0,25 do 0,4 mm. Są to korzystnie kordy metalowe, wykonane ze stali, lecz bez ograniczenia do kordów stalowych o bardzo dużej wytrzymałości na rozciąganie stosowanych w oponach ogumienia pneumatycznego bez odporności na przebicie. Taka możliwość wynika ze zwiększonych granic dla grubości ścian bocznych oraz zmęczenia plastycznego lub zmęczenia gnącego kordów 41, umożliwiających zastosowanie kordów bardziej sztywnych. Daje to korzystne zwiększenie charakterystyki obciążalności opony, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztu opony. Poprzez dołączenie zakładkowego syntetycznego kordu 43, jako przedłużenie warstw 40B owiniętego wokół obrzeża, specjalista może obecnie dostosować charakterystykę opony dzięki czemu w obszarze części pogrubionej 22 obrzeza podatny materiał syntetyczny będzie bardziej efektywnie owinięty wokół obrzeży zapewniając łatwiejszy montaż i możliwość dostosowania charakterystyki jazdy opony pojazdu, poprzez podwyższenie lub obniżenie przejścia między rozciągliwymi i nierozciągliwymi warstwami kordu. W ten sposób specjalista ustala promieniowe położenie zakładki pomiędzy rozciągliwymi i nierozciągliwymi kordami, w wyniku czego opona może pracować jak kompozyt posiadający pierwsze kordy syntetyczne w niższym regionie obrzeża, lub tez dostosowuje sztywność poprzez obniżenie nierozciągliwych kordów do sąsiedniego obszaru obrzeża, dla zwiększenia sztywności obrzeża.

Na fig. 5 pokazano kompozytowy element warstwowy 40 na bębnie technologicznym 5, w widoku perspektywicznym. Kompozytowa warstwa posiada przedłużenia warstw 40B wstępnie zamocowane do pierwszej warstwy podstawowej 40A. Następnie na przedłużenia warstw nakłada się drutówki 26, w sąsiedztwie pierwszej warstwy po obu stronach opony, jak pokazano. Podczas wypełniania osnowy opony przedłużenia warstw 40B utrzymują pierwszą warstwę podstawową 40A w pobliżu drutówki 26. Elementy opisane powyżej pokazano w przekroju na fig. 5A.

Na fig. 6 pokazano kompozytową warstwę przedłużenia warstw 40B po obu stronach bębna 5, z drutówką 26 umieszczoną bezpośrednio na wierzchu i usytuowana centrycznie na każdym przedłużeniu warstw 40B, przy czym przedłużenie warstw 40B i drutówkę 26 umieszczono w płytkim wgłębieniu po obu stronach bębna 5. Następnie na drutówkach 26 układa się płasko warstwowy element kompozytowy 40, jak pokazano w przekroju na fig. 6A. Szerokość W pierwszej warstwy warstwowego elementu kompozytowego 40 obcina się na wymiar w zakresie odległości L pomiędzy osiowo wewnętrznymi bokami 23 drutówek 26 i ich osiowo zewnętrznymi bokami 25. Korzystnie szerokość W pierwszej warstwy podstawowej 40A jest w przybliżeniu równa odległości pomiędzy środkowymi punktami obu drutówek 26, tj. idealnie W = L + BW. Przy napełnianiu opony podczas jej budowania, gdy przedłużenia warstwowego elementu kompozytowego 40 zostają zawinięte w górę do połączenia podstawowej warstwy 40A. Podstawowa warstwa 40A jest wyciągana promieniowo do wewnątrz w dolnym obszarze, przez co koniec 33 warstwy 40A ślizga się po wierzchu 31 drutówki 26 i ustala korzystnie w sąsiedztwie drutówki 26 oraz przedłużenia warstw 40B w miejscu bezpośrednio przyległym do promieniowo zewnętrznej części 31 drutówki 26. Należy przypuszczać, ze taki sposób wytwarzania zapewnia maksymalną długość kordów pierwszej warstwy 41 w stosunku do rozmieszczenia drutówek, mierzonego wzdłuż obwodu opony.

Szczególnie przydatną cechą sposobu montażu przedstawionego na fig. 6 jest to, ze przy zagłębieniu bębna możliwe jest zsunięcie drutówek na bęben 5 i ponad przedłużeniem warstw 40B bez potrzeby usuwania wypełniacza 48 lub wkładek, ponieważ pierwsza warstwa leży ponad drutówkami 26. Wkładki 46 umieszcza się w strukturze osnowy po drutówkach, następnie przyszywa do zespołu wypełniacz 48 i wkładki 46, po czym nakłada się pierwszą warstwę i cylindrycznie łączy z tym zespołem. Drutówki 26, jak pokazano na fig. 5 i 5A można nasunąć ponad przedłużeniami warstw 40B i wyłożeniem 35 z jednego końca bębna lub z obu końców, bez konieczności przeprowadzania ponad pierwszą warstwą elementu kompozytowego 40. Podobną korzyść uzyskuje się dla zespołu osnowy opony odpornej na przebicie, według fig. 7A, 7B i 7C.

188 673

Według fig. 5 i 6 uzyskane konstrukcje są podobne do korzystnego sposobu zastosowanego na fig. 6, dającego możliwość obniżenia końca 33 pierwszej warstwy 40A do miejsca w pobliżu obrzeza podczas formowania gotowej opony.

Zastosowanie nierozciągliwego kordu 41 w pierwszej warstwie 40A zapewnia, że warstwa tą podczas wypełniania na bębnie będzie działać jak naprężona sprężyna przemieszczająca koniec 33 do pewnego i zgodnego zatrzaśnięcia we właściwym położeniu wzdłuż boku lub w pobliżu drutówki. W alternatywnej konstrukcji szerokość warstwy może wynosić L + więcej niz 2BW. Taką konstrukcja może zapewnić umieszczenie końców pierwszej warstwy 33 wzdłuz boku i osiowo na zewnątrz powierzchni 23 drutówki 26.

Dla specjalistów będzie oczywistym, ze sposób formowania opony pokazany na fig. 5 lub 6 może być zastosowany do opony według wynalazku pokazanej na fig. 1 i 2. lub alternatywnie opony odpornej na przebicie pokazanej na fig. 3 i 4, bez wprowadzenia istotnej zmiany.

Na fig. 8 i 9 pokazano trzeci i czwarty przykład wykonania opon 10, w przekroju. W drugim przykładzie opony 10 przedłużenie kompozytowej warstwy 40B wykonano w sposób unikalny. Jak pokazano, promieniowo wewnętrzny koniec 34 i promieniowo zewnętrzny koniec 32 przedłużenia warstw warstwowego elementu kompozytowego 40 przechodzą na odległość w przybliżeniu poniżej elementu pasowego 36. Przedłużenie warstw 40B posiada określoną grubość przekroju poprzecznego T, kordy warstwy 43 są umieszczone w sąsiedztwie jednej powierzchni, tworząc asymetryczne rozmieszczenie przez co duża ilość elastomerowego materiału występuje po jednej stronie kordów 43, a po przeciwnej stronie kordów 43 materiał ten zasadniczo nie występuje.

Podczas wytwarzania tej opony przedłużenia warstw warstwowego elementu kompozytowego 40 układa się na bębnie szerzej po obu stronach drutówki 26. Jest to szerokość na tyle wystarczająca, że po napełnieniu opony końce 32, 34 znajdą się pod pasami 50, 51. Podstawową warstwę 40A układa się pomiędzy drutówkami 26, jak pokazano. Przy wypełnianiu opony przedłużenie warstwy 40B zawija się do góry, i powstaje opona o przekroju pokazanym na fig. 7. Korzystnie, elastomerowe pokrycie 40B warstwy dla przedłużenia ma podobny skład jak wcześniej opisane wypełniacze wkładek 42, 46. Podczas zawijania w górę przedłużenia warstwy powstaje materiał dla dwóch wypełniaczy wkładek i wypełniacza wierzchołka, z pogrubionej części pokrycia. Pierwsza warstwa zostaje obłożona i umieszczona pomiędzy dwoma końcami 32, 34 promieniowo wystającego przedłużenia warstwy, a uzyskana opona jest oponą odporną na przebicie, w której zastąpiono wypełniacz wierzchołka i wkładki poprzez wprowadzenie w przedłużenie warstwy 40B. Dla specjalistów będzie oczywistym, że opona ta wydatnie zmniejsza ilość zastosowanych przy wytwarzaniu części, a montaż opony odpornej na przebicie wydatnie zwiększa szybkość i dokładność wytwarzania tej opony. Kordy 41 pierwszej warstwy korzystnie są nierozciągliwe, lecz mogą być wykonane z dowolnego materiału kordowego włącznie z nylonem, sztucznym jedwabiem, poliestrem, itd.

W przypadku wymaganej dużej sprężystości opona według fig. 8 może ponadto zawierać wkładki 42 umieszczone promieniowo wewnętrznie i w sąsiedztwie przedłużenia warstw 40B, jak pokazano na fig. 9. To trzecie alternatywne wykonanie opony odpornej na przebicie wykazuje bardzo dobrą charakterystykę obciążalności przy pracy bez powietrza. Jak pokazano, pierwsza warstwa 40A może być nieco centrowana ponad drutówką 26, poprzez zastosowanie dodatkowego wypełniacza 48 w dwóch częściach, po każdej stronie pierwszej warstwy 40A. Alternatywnie, jeśli zastosowano pojedynczy wypełniacz 48, pierwsza warstwa 40A może przylegać do zawiniętej w górę części 32 przedłużenia warstw 40B, jeśli wypełniacz 48 został umieszczony poniżej pierwszej warstwy podczas montażu.

Przy wytwarzaniu opony odpornej na przebicie według fig. 4 z warstwowym elementem kompozytowym 40 stosuje się bęben montażowy 5 posiadający profil pokazany w przekroju na fig. 7A, 7B i 7C, na który nakłada się wyłożenia 35, korzystnie osłony nosków z tkaniny, pierwsze wkładki 42 i drugi warstwowy element wzmacniający 38 z syntetycznymi kordami, przykrywającej wymienione części. Następnie układa się przedłużenia 40B na elemencie 38, orientacyjnie centrowane względem płaszczyzn B-B, tworzących odstęp L pomiędzy drutówkami 26. Na każdej płaszczyźnie układa się drutówkę 26. Drutówki 26 powinny ślizgać się po osnowie bez przeszkód, co wynika z konturów bębna i ich wewnętrznej średnicy. Oznacza to

188 673 swobodę przesuwu drutówek 26 ponad całą strukturą z obu stron bębna, bądź też drutówki mogą być założone z dwóch końców, według potrzeby.

Po założeniu drutówek 26 następuje rozszerzenie wypukłego bębna, z nadaniem ich położenia. Następnie nakłada się wypełniacze wkładek 46. Na wkładkach umieszcza się pierwszą warstwę i przyszywa do leżących pod spodem części. Należy zauważyć, że szerokość W podstawowej warstwy 40A jest nie większa niż odstęp drutówek L, korzystnie wynosi L + szerokość drutówki BW, najkorzystniej odległość L plus dwie szerokości drutówki BW. Po czym łączy się wypełniacze 48 korzystnie bezpośrednio ponad końcami pierwszej warstwy 40A. Zawija się końce drugiego warstwowego elementu wzmacniającego 38 i składa się przedłużenie 40B, które przyszywa się do osnowy. Następnie mocuje się taśmy klinów pasa, części ścieralne oraz części ścian bocznych 60, 20. Osnowa zostaje napełniona do kształtu toroidalnego, po czym kształtuje się oponę 10, pierwsza warstwa 40A przesuwa się po drutówkach 26 do osiowo zewnętrznego położenia drutówek 26, gdzie łączy się w sąsiedztwie przedłużeń warstwy 40B, jak podano powyżej. Obecnie umieszcza się warstwy pasa 50, 51 oraz nakładkę 59 (jeśli jest stosowana), a także bieżnik 12, co kończy montaż surowej opony 10.

W korzystnym przykładzie wykonania opony 10 według fig. 3 i 4 nakładka 59 jest spiralnie nawinięta na pasy w trzech warstwach dla zwiększenia sztywności bieżnika, gdy opona pracuje bez powietrza.

Dla specjalistów będzie oczywiste zmniejszenie ścieralności w dolnym regionie bieżnika, promieniowo na zewnątrz osnowy 30 w pobliżu kołnierza obręczy, zwłaszcza podczas pracy bez powietrza, poprzez zastosowanie owijki 60 wykonanej z twardej gumy. Ponadto może być poprawiona charakterystyka szybkobieżności pokazanych opon poprzez dodanie tkaninowych warstw 59, włącznie lecz bez ograniczenia, z warstwami nylonowymi lub poliamidowymi w postaci warstw lub pasm tkaninowych, co jest znane w tej dziedzinie.

188 673

NRD

188 673

NRD

188 673

CD

O h—( &-(

CD ca

CO

188 673

FIG-7A

W

BB BB

FIG-7B

FIG-7C

188 673 •TW12 36 59 50

A

NRD

188 673

NRD

188 673

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Opona posiadająca bieżnik, elementy pasowe i osnowę promieniowo skierowaną do wewnątrz bieżnika i elementów pasowych, przy czym osnowa posiada parę części pogrubionych, a w każdej części pogrubionej jest usytuowany elastomerowy wypełniacz i nierozciągliwa drutówka, a ponadto osnowa posiada co najmniej jeden kompozytowy element warstwowy, skierowany promieniowo do wewnątrz elementu pasowego i rozciągający się od i owinięty wokół każdej drutówki, przy czym co najmniej jeden kompozytowy element warstwowy ma podstawową warstwę wzmocnioną równoległymi kordami o module E, zaś kordy są nierozciągliwe i są ułożone promieniowo, pomiędzy pogrubionymi częściami osnowy, oraz parę przedłużeń warstw, zakładkowo połączonych z podstawową warstwą, owiniętych wokół drutówki oraz elastomerowego wypełnienia i wystających promieniowo na zewnątrz, przy czym przedłużenia warstw są wzmocnione giętkimi kordami, znamienne tym, ze kordy wzmacniające (43) przedłużenia warstw (40B) mają moduł sprężystości mniejszy niż moduł E równoległych kordów (41) podstawowej warstwy (40A) warstwowego elementu kompozytowego (40).
2. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że w co najmniej jednym warstwowym elemencie kompozytowym (40) jest usytuowana promieniowo od wewnątrz co najmniej jedną pierwsza wkładka (42) umieszczona w każdej ścianie bocznej (20), pary ścian bocznych (20) opony, ułożonych promieniowo od wewnątrz bieżnika (12), a ponadto w każdej ścianie bocznej (20) opony jest usytuowana druga wkładka (46) oraz drugi wzmacniający element warstwowy (38), umieszczony pomiędzy pierwszą i drugą wkładką (46), (42) i oddzielony od co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego (40) przez drugą wkładkę (46), zaś drugi warstwowy element wzmacniający (38) ma wzmacniające kordy radialne (45) o module (E) różnym od modułu kordów pierwszej warstwy (40A) co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego (40).
3. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że kordy wzmacniające (43) przedłużenia warstw (40B) co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego (40) są syntetyczne.
4. Opona według zastrz. 3, znamienna tym, ze kordy wzmacniające (43) przedłużenia warstw (40B) co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego (40) są dobrane z grupy nylonu, sztucznego jedwabiu, poliestru lub poliamidu.
5. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że kordy (41) pierwszego przedłużenia warstw (40B) są metalowe.
6. Opona według zastrz. 5, znamienna tym, że kordy (41) pierwszego przedłużenia warstw (40B) są stalowe.
7. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że kordy (41) podstawowej warstwy (40A) co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego (40) są metalowe.
8. Opona według zastrz. 7, znamienna tym, ze kordy (41) podstawowej warstwy (40A) co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego (40) są stalowe.
9. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że kordy radialne (45) drugiego warstwowego elementu wzmacniającego (38) są syntetyczne.
10. Opona według zastrz. 9, znamienna tym, że kordy radialne (45) drugiego warstwowego elementu wzmacniającego (38) są z materiału dobranego z grupy nylonu, poliestru, sztucznego jedwabiu lub poliamidu.
11. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że drugi warstwowy element wzmacniający (38) ma postać wkładki wzmacniającej ułożonej częściowo pod elementem pasowym (36) w kierunku drutówki (26).
12. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że drugi warstwowy element wzmacniający (38) jest ułożony od części pogrubionej (22) opony i jest umieszczony promieniowo poniżej elementu pasowego (36) oraz promieniowo wewnątrz co najmniej jednego warstwowego

188 673 elementu kompozytowego (40), przy czym drugi warstwowy element wzmacniający (38) posiada zawinięty w górę koniec (37), owinięty wokół warstwowego elementu kompozytowego (40) i drutówki (26).
13. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że druga wkładka (46) jest elastomerowa i wzmocniona kordami.
14. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, ze druga wkładka (46) ma wzmacniające krótkie włókna syntetyczne.
15. Opona według zastrz. 12, znamienna tym, że warstwowy element kompozytowy (40) w maksimum szerokości przekroju opony o wysokości (h) ma parę zawiniętych w górę końców (32), przy czym jeden jego koniec (32) jest owinięty wokół każdej pogrubionej części (22) opony i jest ułożony promieniowo do odległości stanowiącej co najmniej 40% wysokości (h).
16. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy (40) ma zawinięte w górę końce (32), ułożone promieniowo do i poprzecznie pod elementem pasowym (36).
17. Opona według zastrz. 15, znamienna tym, ze poniżej zawiniętych w górę końców (32) co najmniej jednego warstwowego elementu kompozytowego (40) są usytuowane promieniowo zawinięte w górę końce (37) drugiego warstwowego elementu wzmacniającego (38).
18. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że druga wkładka (46) i pierwsza wkładka (42) są elastomerowe i mają twardość w skali Shore A 40 do 85.
19. Opona według zastrz. 18, znamienna tym, że twardość w skali Shore A pierwszej wkładki (42) różni się od twardości Shore A drugiej wkładki (46).
20. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że ponadto zawiera trzeci element warstwy.
21. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że zawiera trzy elastomerowe wkładki.
22. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że kompozytowa warstwa podstawowa (40A) posiada szereg równomiernie rozmieszczonych cienkich stalowych kordów (41) o średnicy C mm oraz co najmniej jedno włókno o średnicy D i wytrzymałości na rozciąganie co najmniej (2000D + 4000 MPa) x 95%, gdzie D jest średnicą włókna w milimetrach, a średnica C jest mniejsza niż 0,75 mm, przy czym elastomerowy materiał otaczający materiał kordu, ma grubość pomiarową zawarta w zakresie od średnicy kordu C plus 0,22 mm do C plus 1,25 mm.
23. Opona według zastrz. 22, znamienna tym, że kordy (41) warstwowego elementu kompozytowego (40) w podstawowej warstwie (40A) są równomiernie rozmieszczone z gęstością 14 końców/cal (5,5 końców/mm), lub więcej.
24. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że przedłużenie warstw (40B) posiada usytuowany promieniowo wewnętrzny koniec (37), przy czym przedłużenie warstw (40B) jest ułożone pod elementem pasowym (36) z owinięciem wokół i promieniowo na zewnątrz do zewnętrznego końca (37), promieniowo wewnętrznie i obok elementu pasowego (36), a ponadto przedłużenie warstw (40B) ma grubość (T) pomiędzy powierzchniami, a kordy (43) przedłużenia (40B) są umieszczone w bezpośredniej bliskości jednej powierzchni, w stosunku do drugiej powierzchni.
25. Opona odporna na przebicie lub lekkiej ciężarówki posiadająca w nieobciążonym napełnionym stanie wysokość przekroju (SH), pod normalnym obciążeniem statycznym wysokość przekroju wynosi 75% wysokości (SH) lub poniżej, a bez powietrza przy normalnym obciążeniu statycznym wysokość przekroju wynosi 35% wysokości (SH) lub powyżej, opona posiadająca co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy skierowany promieniowo do wewnątrz względem elementu pasowego, wystający i otaczający każdą część pogrubioną, przy czym co najmniej jeden warstwowy element kompozytowy zawiera podstawową warstwę wzmocnioną równoległymi kordami o module E, zaś kordy są ułożone promieniowo pomiędzy drutówkami i są nierozciągliwe, a ponadto warstwowy element kompozytowy ma parę przedłużeń warstw zakładkowo połączonych do podstawowej warstwy i owiniętych wokół części pogrubionych opony oraz elastomerowego wypełnienia, przy czym przedłużenia warstw są ułożone promieniowo na zewnątrz i są wzmocnione elastycznymi kordami, znamienna tym, ze kordy wzmacniające (43) przedłużenia warstw (40B) mają moduł sprężystości mniejszy niz moduł E równoległych kordów (41) podstawowej warstwy (40A) warstwowego elementu kompozytowego (40).

188 673
26. Opona według zastrz. 25, znamienna tym, że nierozciągliwy kord (41) warstwowego elementu kompozytowego (40) ma włókna o średnicy od 0,05 do 0,6 mm.
27. Opona według zastrz. 26, znamienna tym, że średnica włókna jest zawarta w zakresie od 0,25 mm do 0,4 mm.
28. Sposób formowania opony, w którym łączy się bieżnik opony, elementy pasowe i osnowę skierowaną do wnętrza bieżnika i elementów pasowych, przy czym w osnowie kształtuje się parę części pogrubionych, w których umieszcza się wypełniacz i nierozciągliwą drutówkę, a ponadto w osnowie umieszcza się co najmniej jeden kompozytowy element warstwowy wzmocniony kordami, posiadający przedłużenia warstw, skierowany promieniowo do wewnątrz elementu pasowego i rozciągający się od i owinięty wokół każdej drutówki, znamienny tym, że mocuje się parę przedłużeń warstw (40B) na nałożonym na bęben technologiczny cylindrycznym wyłożeniu (35) opony, przy czym do każdego końca wyłożenia (35) mocuje się jedno przedłużenie warstw (40B), a następnie umieszcza się jedną część pogrubioną (22) ponad każdym końcem przedłużenia warstw (40B) i ustala się osiowy odstęp pomiędzy częścią pogrubioną (22) na odległości (L), po czym układa się drutówki (26) w części pogrubionej (22) opony i nakłada się podstawową warstwę (40A) o szerokości (W) większej od (L), a następnie zawija się w górę końce (32) przedłużenia warstw (40B) przy nałożeniu pierwszej warstwy (40A) i następnie kształtuje się toroidalnie oponę.
29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że ponadto mocuje się pary wkładek (42) do wyłożenia (35) i nakłada się drugi warstwowy element wzmacniający (38) na wyłożenie (35) oraz mocuje się co najmniej dwie wkładki (46) warstwowego elementu wzmacniającego (38).
30. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że po toroidalnym ukształtowaniu opony (10) koniec (33) podstawowej warstwy (40A) przemieszcza się przez część pogrubioną (22) do osiowego wewnętrznego zamocowania go z przedłużeniem warstw (40B).