PL193885B1 - Opona - Google Patents

Abstract

1. Opona maj aca bie znik, struktur e podk ladu i osnow e promieniowo wewn atrz bie znika i struk- tury podk ladu, zawieraj aca co najmniej jedn a warstw e wzmocnion a zasadniczo nierozci agalny- mi kordami maj acymi minimalny modu l E 10 GPa, gdzie co najmniej jedna warstwa zawiera par e ko nców mankietu zawini et a wokó l pary nieroz- ci agalnych drutówek, przy czym osnowa zawie- ra par e struktur scianki bocznej, i w ka zdej strukturze scianki bocznej osnowa ma pierwsz a wstawk e promieniowo wewn atrz warstwy osnowy i co najmniej drug a wstawk e ci agn ac a si e od drutówki pod lub w okolic e struktury podk ladu, znamienna tym, ze druga wstawka (46, 80) jest umieszczona pomi edzy warstw a (38) osnowy i mankietem (32). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest opona. Chodzi tu zwłaszcza o oponę do samochodu osobowego lub lekkiej ciężarówki, nadająca się do użycia w stanie nienadmuchanym.

Proponowano różne konstrukcje dla pneumatycznych opon odpornych na przebicie, to jest, opon nadających się do użycia w stanie nienadmuchanym. Jedno rozwiązanie opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4111249 zatytułowanym Opona z opaską przewidywało opaskę lub pierścieniową obręcz bezpośrednio pod bieżnikiem i w przybliżeniu tej samej szerokości.

Obręcz w połączeniu z resztą struktury opony może unosić masę pojazdu w stanie nienadmuchanym. Taka opona z obręczą w istocie napina nici kordu nawet w stanie nienadmuchanym.

Innym rozwiązaniem było po prostu wzmocnienie ścianek bocznych przez zwiększenie grubości ich przekroju. Te opony, przy działaniu w stanie nienadmuchanym, utrzymują nici kordu i ścianki bocznej w naprężeniu. Z powodu dużej ilości kauczuku koniecznej do usztywnienia części bocznych, gromadzenie się ciepła jest głównym powodem pęknięcia opony. Jest to szczególnie prawdą, gdy opona pracuje przez dłuższy czas przy dużej prędkości w stanie nienadmuchanym. Pirelli ujawnia taką oponę w europejskim opisie patentowym nr zgłoszenia 0-475258 A1.

Patent Goodyear, którego niektórzy wynalazcy są wynalazcami niniejszego wynalazku, ujawnia pierwszą przydatną przemysłowo, odporną na przebicie pneumatyczną oponę z radialną osnową, oponę Eagle GSC-EMT. Opona została zaakceptowana jako opcja wyposażenia dla samochodu Corvette 1994. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5368082 opisuje wykorzystanie specjalnych wkładek do ścianki bocznej dla polepszenia sztywności. W przybliżeniu 2,72 kg dodatkowej masy (sześć dodatkowych funtów masy) na oponę było konieczne dla podtrzymania 363,2 kg (800 funtów) obciążenia w tej nienadmuchanej oponie. Te odporne na przebicie opony miały bardzo niski współczynnik kształtu.

Ten wcześniejszy wynalazek, chociaż lepszy od dotychczasowych prób, wciąż dokładał dodatkowe obciążenie na oponę, które można było kompensować eliminacją zapasowej opony i podnośnika do wymiany opon. To dodatkowe obciążenie było jeszcze bardziej kłopotliwe, gdy inżynierowie próbowali stosować wyższy współczynnik kształtu opony dla dużych luksusowych sedanów turystycznych. Konieczna podtrzymująca masa dla nienadmuchanej opony luksusowego samochodu osiąga 635,6 kg (1400 funtów) obciążenia. Te opony o wyższej ściance bocznej mają współczynniki kształtu w zakresie 55% do 65% lub większe, co oznacza, że robocze obciążenia były kilka razy większe niż we wcześniejszych oponach odpornych na przebicie typu Corvette z 40% współczynnikiem kształtu opony.

Takie obciążenia oznaczają, że ścianki boczne i cała opona musi być obciążona do punktu utrudniającego jazdę. Właściciele luksusowych pojazdów nie poświęcą po prostu jakości jazdy dla odporności na przebicie. Wymagania inżynierskie dotyczyły odpornej na przebicie opony bez utraty jakości jazdy lub osiągów. Dla pojazdu wyczynowego o bardzo sztywnym zawieszeniu możliwość wytworzenia takiej opony była względnie prosta w porównaniu z luksusowymi sedanami z bardziej miękką charakterystyką jazdy. Lekkie ciężarówki i samochody sportowe, chociaż nie tak wrażliwe na osiągi jezdne, stanowią rynek na odporne na przebicie opony, wahający się od akceptowania sztywniejszej jazdy do wymagania bardziej miękkiej jazdy typu luksusowego.

Równie ważnym elementem projektanckim przy opracowywaniu odpornej na przebicie opony jest upewnienie się, że nienadmuchana opona pozostaje na obręczy. Opracowano rozwiązania wykorzystujące przytrzymywanie wywiniętego obrzeża, jak też specjalne obręcze pozwalające spełnić to wymaganie, takie jak Opona Bridgestone Expedia S-01 Runflat A/M Tire. Alternatywnie, opona Eagle GSC-EMT wykorzystuje nową konfigurację obrzeża pozwalającą oponie na działanie na standardowych obręczach bez dodatkowych urządzeń przytrzymujących wywinięte obrzeże.

Dwa opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5427166 i 5511599 przedstawiają opony Michelin ujawniające dodanie trzeciej warstwy i dodanie trzeciej wstawki w ściankę boczną dla dalszego zwiększenia osiągów odporności na przebicie w porównaniu z oryginalnym opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5368082 Oare'a i in..Te opisy patentowe omawiają pewne stosunki obciążeń, które zachodzą w stanie nienadmuchanym opony, i wykazują, że pomysł Oare'a można zastosować do dodatkowych ilości warstw i wstawek.

Dalszą najnowszą próbę opracowania odpornej na przebicie opony podaje zgłoszenie patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 08/391746, pozwalające na uzyskanie wyższego współczynnika kształtu opony z wykorzystaniem wytrzymującej obciążenie drutówki umieszczonej bezpośrednio

PL 193 885 B1 pod podkładem bieżnika opony. Ponownie większość wynalazców tej koncepcji pochodziło z pierwotnej grupy projektanckiej oryginalnej opony Corvette EM. Chociaż bardzo obiecujące w zakresie wytrzymywania obciążenia i jazdy, rozwiązanie to wykazywało nieco wyższe opory toczenia w stanie normalnego nadmuchania.

Kolejny najnowszy opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5535800 ujawnia zastosowanie pokrytych elastomerem kompozytowych żeber, które w połączeniu z radialną warstwą mogą zapewnić doskonałą odporność na przebicie w szerokim zakresie zastosowań opony.

Kolejny najnowszy opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5535800 ujawnia zastosowanie pokrytych elastomerem kompozytowych żeber, które w połączeniu z radialną warstwą mogą zapewnić doskonałą odporność na przebicie w szerokim zakresie zastosowań opony.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest zapewnienie ograniczonego przebiegu z przebiciem opony bez znaczącego zwiększania masy opony, oporów toczenia lub zmniejszenia ogólnych osiągów jazdy.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5361820, ujawniono pneumatyczną oponę radialną, która ma wstawkę boczną i szczytową otoczkę z pojedynczej warstwy z mankietem wydłużonym tak, że kończy się bezpośrednio pod krawędzią zbrojenia podkładu. Opona, chociaż nieodporna na przebicie, wykazuje, że korzystne zmniejszenie masy można uzyskać przy nominalnej utracie wysokich osiągów.

Wykorzystanie takiej struktury w odpornej na przebicie oponie nie zostało pomyślnie zrealizowane wskutek wyjątkowych wymagań projektowych. Wynalazek ujawniony poniżej przedstawia unikalny sposób uzyskania odpornej na przebicie opony z użyciem tylko jednej warstwy i dwu wstawek na ściankę boczną, przy czym jest jednocześnie możliwe zachowanie nietkniętej opony w warunkach przebicia. Pozwala to wytwarzać z dużą wydajnością oponę o mniejszej masie i mniejszej liczbie elementów składowych.

Opona mająca bieżnik, strukturę podkładu i osnowę promieniowo wewnątrz bieżnika i struktury podkładu, zawierająca co najmniej jedną warstwę wzmocnioną zasadniczo nierozciągalnymi kordami mającymi minimalny moduł E 10 GPa, gdzie co najmniej jedna warstwa zawiera parę końców mankietu zawiniętą wokół pary nierozciągalnych drutówek, przy czym osnowa zawiera parę struktur ścianki bocznej, i w każdej strukturze ścianki bocznej osnowa ma pierwszą wstawkę promieniowo wewnątrz warstwy osnowy i co najmniej drugą wstawkę ciągnącą się od drutówki pod lub w okolicę struktury podkładu, odznacza się według wynalazku, że druga wstawka jest umieszczona pomiędzy warstwą osnowy i mankietem.

Warstwa osnowy ma kordy zachowujące maksymalny moduł i nierozciągliwość w temperaturach powyżej 100°C.

Warstwa osnowy ma kordy metalowe.

Kordy warstwy osnowy są stalowe.

Warstwa osnowy ma kordy z poliamidów aromatycznych.

Końce mankietu ciągną się promieniowo na zewną trz na minimalną odległość stanowiąc ą około 50% wysokości przekroju opony.

Druga wstawka stosowana w kombinacji z wzmocnioną kordem wstawką jest zawarta w każdej strukturze ścianki bocznej przy czym sąsiadujące wzmocnione kordem wstawki są umieszczone tak, że promieniowo zewnętrzne końce są zakończone pod strukturą podkładu, podczas gdy promieniowo wewnętrzne końce są zakończone powyżej, w sąsiedztwie lub są zawinięte wokół drutówek.

Ścianka boczna osnowy ma zasadniczo stałą grubość przekroju.

Koniec mankietu ciągnie się promieniowo na zewnątrz do zakończenia leżącego pod strukturą podkładu.

Druga wstawka jest wzmocniona kordami lub krótkimi włóknami.

Druga wstawka jest wytworzona z dwuzwiązkowego materiału elastomerycznego.

Opona ma bieżnik, strukturę podkładu i osnowę promieniowo wewnątrz bieżnika i struktury podkładu. Osnowa ma co najmniej jedną warstwę osnowy, wzmocnioną kordami mającymi minimalny moduł E i parę nierozciągalnych drutówek. Co najmniej jedna warstwa osnowy ma parę końców mankietów owiniętych wokół pary nierozciągalnych drutówek. Osnowa ma parę struktur ścianki bocznej i w każdej strukturze ścianki bocznej osnowa ma wstawkę promieniowo w kierunku do wnętrza warstwy osnowy.

PL 193 885 B1

Kordy warstwy osnowy są zasadniczo nierozciągalne i mają minimalny moduł E co najmniej 10 GPa. Moduł kordu wynosi ponad 10 GPa w temperaturach około 100°C.

Korzystnie kordy są wykonane z poliamidów aromatycznych lub metalowe, najkorzystniej stalowe. Kordy można wybrać spośród wielu materiałów, lecz korzystnie kordy są wysoce elastyczne z wysoką wytrzymałością na rozciąganie.

Korzystnie opona ma końce mankietów wystające promieniowo na zewnątrz pod strukturę podkładu. W każdej ściance bocznej znajduje się druga wstawka umieszczona pomiędzy warstwą osnowy i mankietem, rozciągając ą się od drutówki pod lub w okolicę struktury podkładu.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku w przekroju poprzecznym dotychczasową odporną na przebicie oponę wytworzoną zgodnie z oponą ujawnioną w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5368082, fig. 2 przedstawia w częściowym widoku w przekroju poprzecznym barku bieżnika, ściankę boczną, i obszar drutówki korzystnego pierwszego i drugiego przykładu wykonania opony według wynalazku, fig. 3A i 3B przedstawiają schematycznie w widoku w przekroju odpowiednio dotychczasową konstrukcję ścianki bocznej, oraz konstrukcję ścianki bocznej według wynalazku z korzystnym przykładzie wykonania.

Na każdym widoku pokazano przerywanymi liniami neutralną oś zginania, fig. 4 przedstawia alternatywny przykład wykonania, w którym wielokrotne wstawki (46) są wzmocnione kordem, fig. 5 przedstawia alternatywny przykład, w którym wstawki (46) są wypełnione krótkim włóknem, fig. 6 przedstawia alternatywny przykład z przedłużoną drutówką zastosowaną w przekroju ścianki bocznej i fig. 7 przedstawia alternatywny przykł ad wykonania z uż yciem naprężonej wzmocnionej kordem struktury owiniętej wokół drutówki w sposób pokazany na przekroju.

Współczynnik kształtu oznacza stosunek wysokości przekroju do szerokości przekroju.

Oś i osiowo oznacza linie lub kierunki równoległe do osi obrotu opony.

Drutówka oznacza ogólnie część opony stanowiącej pierścieniowy element napinający, przy czym promieniowo wewnętrzne drutówki związane z przytrzymywaniem opony na obręczy, owinięte kordami warstwy i ukształtowane z użyciem lub bez innych elementów wzmacniających takich jak wczepy, wręby, występy lub wypełniacze, osłony stopki i paski ochronne.

Struktura podkładu lub pasy wzmacniające oznacza co najmniej dwie pierścieniowe warstwy lub nici równoległych kordów, tkanych lub nietkanych, leżące pod bieżnikiem, nie związane z drutówką i wykazujące lewy i prawy kąt kordu w zakresie od 17° do 27° względem równikowej płaszczyzny opony.

Obwodowy oznacza linie lub kierunki ciągnące się wzdłuż obwodu powierzchni pierścieniowego bieżnika prostopadle do kierunku osiowego.

Osnowa oznacza strukturę opony poza strukturą podkładu, bieżnikiem i podkładem bieżnika, lecz wraz z drutówką.

Obudowa oznacza osnowę, strukturę podkładu, drutówki, ścianki boczne i wszystkie inne składniki opony poza bieżnikiem i podkładem bieżnika.

Paski ochronne odnoszą się do wąskich pasków materiału umieszczonych wokół zewnętrza drutówki dla ochrony warstw kordu przed obręczą, giętkich powyżej obręczy.

Kord oznacza jedno z włókien wzmacniających, z których składają się warstwy w oponie.

Płaszczyzna równikowa E oznacza płaszczyznę prostopadłą do osi obrotu opony przechodzącą przez środek bieżnika.

Odcisk oznacza obszar kontaktu bieżnika opony z płaską powierzchnią przy zerowej prędkości i pod normalnym obciążeniem i ciśnieniem.

Wewnętrzna wykładzina oznacza warstwę lub warstwy elastomeru lub innej substancji, która tworzy wewnętrzną powierzchnię opony bezdętkowej i utrzymuje płyn nadmuchujący oponie.

Normalne ciśnienie nadmuchiwania oznacza konkretne zaprojektowane ciśnienie nadmuchiwania i obciążenie przypisane przez organizację normującą dla warunków pracy opony.

Normalne obciążenie oznacza konkretne zaprojektowane ciśnienie nadmuchiwania i obciążenie przypisane przez organizację normująca dla warunków pracy opony.

Warstwa oznacza warstwę powlekanych kauczukiem równoległych kordów.

Promieniowy i promieniowo oznacza kierunki promieniowo ku osi lub od osi obrotu opony.

Opona z radialną osnową oznacza opasaną lub obwodowo ograniczoną pneumatyczną oponę, w której co najmniej jedna warstwa ma kordy ciągnące się od drutówki do drutówki położone przy kątach kordu pomiędzy 65° i 90° względem równikowej płaszczyzny opony.

PL 193 885 B1

Wysokość przekroju (SH) oznacza promieniową odległość od nominalnej średnicy obręczy (NRD) do zewnętrznej średnicy opony w jej płaszczyźnie równikowej.

Szerokość przekroju (SW) oznacza największą liniową odległość równoległą do osi opony pomiędzy zewnętrzem jej ścianek bocznych po nadmuchaniu do normalnego ciśnienia na 24 godziny, ale bez obciążenia, za wyjątkiem wzniesienia ścianek bocznych wskutek oznakowania, ozdobienia lub pasów ochronnych.

Bark oznacza górną część ścianki bocznej zaraz poniżej krawędzi bieżnika.

Ścianka boczna oznacza część opony pomiędzy bieżnikiem i drutówką.

Szerokość bieżnika (TW) oznacza długość kątową powierzchni bieżnika w kierunku osiowym, to znaczy w płaszczyźnie równoległej do osi obrotu opony.

Figury 1 i 3A ilustrują część przekroju poprzecznego dotychczasowej opony 100 wykonanej zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5368082. Opona 100 jest oponą samochodu osobowego mającą bieżnik 120, strukturę podkładu 360, parę ścianek bocznych 180, 200, parę drutówek 220 i strukturę wzmacniającą osnowę 300. Osnowa 300 obejmuje pierwszą warstwę 380 i drugą warstwę 400, wykładzinę 350, parę drutówek 260 i parę wypełniaczy 480 drutówki, parę pierwszych wstawek 420 i parę drugich wstawek 460, przy czym pierwsza wstawka 420 jest umieszczona pomiędzy wykładziną 350 i pierwszą warstwą 380, drugie wstawki 460 są umieszczone pomiędzy pierwszą i drugą warstwą odpowiednio 380, 400. Ta struktura osnowy 300 nadała oponie 100 ograniczoną zdolność odporności na przebicie.

Termin odporna na przebicie stosowany w tym opisie patentowym oznacza, że struktura opony sama jest dostatecznie mocna, aby wytrzymywać obciążenie pojazdem, gdy pracuje w stanie nienadmuchanym, ścianka boczna i wewnętrzne powierzchnie opony nie zapadają się lub wyboczają na siebie, bez konieczności stosowania wewnętrznych urządzeń do zapobiegania zapadaniu się opony.

Konwencjonalna opona pneumatyczna pracująca bez nadmuchania zapada się, gdy ma podtrzymywać ciężar pojazdu.

Jak widać z fig. 3A, strukturalne wzmocnienie w obszarze ścianki bocznej opony 100 zasadniczo zwiększyło grubość łączną ścianki bocznej, szczególnie maksymalną szerokość przekroju promieniowo na zewnątrz barku. Ten znany opis patentowy podaje, że całkowita grubość ścianki bocznej w miejscu połączenia z barkiem powinna wynosić co najmniej 100%, korzystnie 125% całkowitej grubości ścianki bocznej mierzonej w miejscu maksymalnego przekroju. Sądzono, że jest to konieczne do dostatecznego podtrzymania obciążenia w stanie nienadmuchanym. Wstawki dla typowej opony P275/40ZR17 ważyły w przybliżeniu 2,72 kg (6,0 funtów). Pierwsza wstawka 420 miała maksymalną grubość 7,6 mm (0,30 cala), druga wstawka 460 miała maksymalną grubość 4,3 mm (0,17 cala). Zastosowanie tego oryginalnego dotychczasowego pomysłu w oponie P235/55R17 o wyższym współczynniku kształtu oznaczało, że masa wstawki wzrastała do około 3,09 kg (6,8 funtów) i grubość pierwszej wstawki wynosiła w przybliżeniu 6,6 mm (0,26 cala) podczas gdy druga wstawka miała maksymalną grubość 6,1 mm (0,24 cala).

Numery odniesienia podane na rysunku są takie same, jak przedstawione w opisie. Dla celów tego zgłoszenia różne przykłady zilustrowane na fig. 2, 3B do fig. 7 wykorzystują te same numery odniesienia dla podobnych elementów składowych. Struktury wykorzystują zasadniczo te same elementy składowe ze zmianami w położeniu lub ilości dającymi alternatywne konstrukcje, w których można zastosować pomysł według wynalazku.

W oponie 10 według niniejszego wynalazku stosuje się unikalną strukturę ś cianki bocznej 20. Opony 10, jak przedstawiają fig. 2, 3B do fig. 7, są radialnymi oponami do samochodów osobowych lub lekkich ciężarówek; opony 10 zawierają stykający się z podłożem bieżnik 12, który kończy się w częściach barkowych odpowiednio na bocznych krawę dziach 14, 16 bieżnika 12. Para ś cianek bocznych 20 rozciąga się od bocznych krawędzi bieżnika odpowiednio 14, 16 i kończy się w obszarach 22 pary drutówek, z których każdy zawiera odpowiednio pierścieniową nierozciągalną drutówkę 26 i przebiega promieniowo na zewną trz do zakończenia bezpoś rednio pod pasami podkł adu 36.

Opona 10 jest ponadto zaopatrzona w strukturę wzmacniającą osnowy 30, która rozciąga się od obszaru 22 drutówki przez jedną ściankę boczną 20, bieżnik 12, przeciwną ściankę boczną 20 do obszaru 22 drutówki. Końce mankietów 32 co najmniej jednej warstwy 38 struktury wzmacniającej osnowy 30 są zawinięte wokół drutówek 26 odpowiednio. Opona 10 może zawierać konwencjonalną wewnętrzną wykładzinę 35 tworzącą wewnętrzną obwodową powierzchnię opony 10, jeśli oponą ma być typu bezdętkowego.

PL 193 885 B1

Umieszczona obwodowo wokół promieniowo zewnętrznej powierzchni struktury wzmacniającej osnowy 30 pod bieżnikiem 12 znajduje się struktura podkładu 36 wzmacniającego bieżnik. W konkretnym zilustrowanym przykładzie struktura podkładu 36 obejmuje dwie cięte warstwy pasowe 50, 51, a kordy warstw pasowych 50, 51 są zorientowane pod kątem około 23° względem środkowoobwodowej płaszczyzny centralnej opony.

Kordy warstwy pasowej 50 są ułożone w kierunku przeciwnym do środkowo-obwodowej płaszczyzny centralnej i płaszczyzny warstwy pasowej 51. Jednakże struktura podkładu 36 może obejmować dowolną liczbę warstw pasowych o dowolnej żądanej konfiguracji i kordy mogą być rozłożone pod dowolnym żądanym kątem. Struktura podkładu 36 nadaje boczną sztywność na szerokości pasa, aby minimalizować unoszenie bieżnika z powierzchni drogi podczas pracy opony w stanie nienadmuchanym. W zilustrowanych przykładach osiąga się to wytwarzając kordy warstw pasowych 50, 51 ze stali i korzystnie stali do konstrukcji kabli.

Struktura wzmacniająca osnowy 30 zawiera co najmniej jedną strukturę wzmacniającą warstwy 38 osnowy. W konkretnej odmianie zilustrowanej na fig. 2A, przedstawiono strukturę wzmacniającą warstwy 38 z promieniowo zewnętrznym końcem mankietu warstwy 32, i ta struktura warstwy 38 zawiera korzystnie jedną warstwę równoległych kordów 43. Kordy 43 struktury wzmacniającej warstwy 38 są zorientowane pod kątem co najmniej 75 stopni względem środkowo-obwodowej płaszczyzny centralnej CP opony 10. W konkretnym zilustrowanym przykładzie, kordy 43 są zorientowane pod kątem około 90 stopni względem środkowo-obwodowej płaszczyzny centralnej CP. Kordy 43 są wykonane z materiał u, który jest zasadniczo nierozcią galny i bardzo odporny termicznie, na przykł ad, choć nie jest to ograniczeniem, jest wykonany z poliamidów aromatycznych lub stali. Korzystnie, kordy są wykonane z materiału lub są powlekane materiałem mającym właściwość silnego przywierania do kauczuku i wysoką odporność termiczną.

Warstwa 38 trzyma się ścieżki warstwy w sąsiedztwie wstawki 46 i wypełniacza 48. Kombinacja struktur umożliwia to, aby boczne 20 miały zasadniczo stałą grubość. Wstawka 46 nie pozwala oponie wyboczyć się pod naciskiem zgniatającym nawet gdy opona pracuje bez nadmuchania. Grubość jest maksymalna w miejscu B. Można wytworzyć bardzo cienką wstawkę i wtedy zmniejszy się odległość przejeżdżana z przebiciem, lub wstawkę 46 można pogrubić dla polepszenia pracy po przebiciu.

Gdy kordy są stalowymi kordami 43 opona może być wykonana tak, że wstawki 46 są bardzo cienkie. W takim przypadku oponę 10 można zaprojektować tak, aby działała po przebiciu na ograniczonej odległości, podczas gdy stalowe kordy 43 i opona ulegają takiemu uszkodzeniu, że opona 10 nie nadaje się już do naprawy. Ta koncepcja pozwala na wytworzenie opony bardzo tanio, na tyle, aby po prostu złomować oponę po tym, jak pozwoliła kierowcy dojechać do lokalnej stacji obsługi, sklepu z oponami lub innego wybranego miejsca. Dotychczas przetrwanie odpornej na przebicie opony w stanie spłaszczonym uważ ano za istotne z powodu wysokich kosztów wytwarzania. Jako, że nastąpił postęp w zakresie technologii, materiałów i zwiększyła się potrzeba osobistego bezpieczeństwa, obniżył się koszt zastępczej opony, podczas gdy zapotrzebowanie na bezpieczeństwo rosło. Zastosowanie stalowych kordów w warstwie 38 pozwala na pozostanie opony w stanie nienaruszonym przez dłuższy czas w znacznie wyższych temperaturach.

Opona 10 według niniejszego wynalazku nadaje się idealnie na oponę o wysokich osiągach mającą niski profil i współczynnik kształtu poniżej 65%, i jest bardzo odpowiednia dla klasy pojazdów zwykle określanych jako samochody sportowo-użytkowe, furgonetki lub lekkie pickupy. Te opony ze stalową warstwą osnowy mają doskonałą trwałość i chociaż bardzo załadowana ciężarówka może nie wykazywać dużego potencjału odporności na przebicie, ta sama ciężarówka niezaładowana lub lekko niezaładowana może mieć doskonały zakres jazdy po przebiciu. Takie opony pozwalające na większą mobilność są zwykle stosowane w połączeniu z urządzeniem wrażliwym na ciśnienie, które ostrzega kierowcę, gdy jedzie na oponach poniżej ciśnienia krytycznego. Pozwala to kierowcy na samodzielną ocenę, jak daleko powinien jechać przy danych warunkach obciążenia pojazdu.

W konkretnej zilustrowanej odmianie kordy 43 są wykonane ze stalowego kordu 1 x 5 x 0,18. Kordy 43 mają moduł E X, X wynoszący co najmniej 150 GPa. Jednym ze sposobów uzyskania takiej wytrzymałości jest połączenie właściwego procesu i stopów, jak ujawniają opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4960473 i 5066455, gdzie stalowy pręt jest domieszkowany jednym lub kilkoma z następujących pierwiastków: Ni, Fe, Cr, Nb, Si, Mo, Mn, Cu, Co, V i B.

PL 193 885 B1

Korzystny skład chemiczny podano poniżej w procentach wagowych:

C 0,78 do 1,0

Mn 0,30 do 0,05

Si 0,10 do 0,3

Cr 0 do 0,4

V 0 do 0,1

Cu 0 do 0,5

Ni 0 do 0,5

Co 0 do 0,1 reszta to żelazo i pozostałości

Powstały pręt wyciąga się następnie do odpowiedniej wytrzymałości na rozciąganie.

Kordy 43 do stosowania w osnowie 30 mogą zawierać od jednego (monowłókno) do wielu włókien. Łączna liczba włókien w kordzie 43 może się wahać od 1 do 30. Korzystnie, liczba włókien na kord 43 waha się od 6 do 7. Indywidualna średnica (D) każdego włókna ogólnie waha się od 0,10 do 0,30 mm dla każdego włókna mającego wytrzymałość na rozciąganie co najmniej 2000 do 5000 MPa, korzystnie powyżej 3000 MPa. Korzystnie, średnica każdego włókna waha się od 0,15 do 0,22 mm.

Inną krytyczną właściwością stalowego kordu 43 jest całkowite wydłużenie dla każdego włókna w kordzie, które musi wynosić co najmniej 2% na długoś ci 25 cm. Łączne wydłużenie mierzy się zgodnie z normą ASTM A370-92. Korzystnie łączne wydłużenie kordu waha się od około 2% do 4%. Szczególnie korzystne łączne wydłużenie kordu waha się od około 2,2 do około 3,0%.

Wartości skręcenia dla stali na włókna użyte w kordzie powinny wynosić co najmniej 20 obrotów na długości 200 średnic drutu. Ogólnie, wartość skręcenia waha się od około 20 do około 100 obrotów. Korzystnie, wartości skręcenia wahają się od około 30 do około 80 obrotów ze szczególnie korzystnym zakresem od około 35 do 65. Wartości skręcenia są określane zgodnie z ASTM sposób E 558-83 przy testowych długościach 200 średnic drutu.

Istnieje wiele konkretnych konstrukcji metalowych kordów 43 do stosowania w warstwie 38 lub 40 osnowy. Reprezentatywne przykłady konkretnych konstrukcji kordu 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, przy czym zewnętrzne okrywające włókna mogą mieć wytrzymałość na rozciąganie 2500 MPa lub większą w oparciu o średnicę włókna 0,15 mm.

Najkorzystniejsze konstrukcje kordu obejmujące średnice włókien to 3 x 0,18, 1 + 5 x 0,18, 1 + 6 x 0,18, 2 + 7 x 0,18, 2 + 7 x 0,18 x 1 x 0,15, 3 + 9 x 0,18 + 1 x 0,15, 3 + 9 x 0,18, 3 x 0,20 - 9 x 0,18 i 3 x 0,20 + 9 x 0,18 + 1 x 0,15. Powyż sze oznaczenia kordu są zrozumiał e dla specjalisty. Np., oznaczenie takie jak 2 x, 3 x, 4 x, i 5 x oznacza wiązkę włókien; to znaczy, dwa włókna, trzy włókna, cztery włókna i tym podobne. Oznaczenie takie jak 1 + 2 i 1 + 4 wskazuje, przykładowo pojedyncze włókno owinięte przez dwa lub cztery włókna.

Warstwa 38 osnowy ma warstwę opisanych powyżej stalowych kordów ułożonych tak, aby miały od około 2 do 39 końców na cm (około 5 do około 100 końców na cal) przy pomiarze w równikowej płaszczyźnie opony. Korzystnie, warstwa kordów jest ułożona tak, aby miała około 2,7 do 24 końców na cm (około 0,7 do około 60 końców na cal) w równikowej płaszczyźnie. Powyższe obliczenia dla końców na cm(cal) są oparte na zakresie średnic kordu, wytrzymałości kordu i praktycznych wymagań wytrzymałości dla warstwy 38 osnowy. Np., duża liczba końców na cm (cal) pociągnie zastosowanie kordu o niższej średnicy dla danej wytrzymałości w porównaniu z niższą liczbą końców na cm (cal) dla drutu o wyższej średnicy dla tej samej wytrzymałości. Alternatywnie, jeśli wybierze się stosowanie drutu o danej średnicy, będzie się musiało stosować więcej lub mniej końców na cm (cal) w zależności od wytrzymałości kordu.

Metalowe kordy 43 warstwy 38 osnowy są zorientowane tak, że opona 10 według niniejszego wynalazku jest oponą określaną zwykle jako radialna.

Stalowy kord warstwy osnowy przecina płaszczyznę równikową (EP) opony pod kątem z zakresu od 75° do 105°. Korzystnie, stalowe kordy przecinają się pod kątem od 82° do 98°. Preferowany zakres to od 89° do 91°.

Warstwa 38 zawiera wiele kordów 43 o małej średnicy przy średnicy C kordu mniejszej niż 0,75 mm. Kord 43 może być dowolnym z przedtem wspomnianych kordów, w tym między innymi 1 + 5 x 0,18 mm lub 3 x 0,18 mm lub monowłóknem mającym średnicę około 0,25 mm, korzystnie 0,175 mm. Wydaje się pożądane, aby te kordy 43 miały włókna mające minimalną wytrzymałość na rozciąganie co naj8

PL 193 885 B1 mniej 2000 MPa i ponad 2,0% wydłużenia, korzystnie powyżej 3000 MPa i ponad 2,5% wydłużenia. Wskutek ogromnej wytrzymałości i bardzo małej średnicy włókien kordy mają wyjątkową elastyczność, co powoduje, że materiał kordu jest mniej podatny na pęknięcie zmęczeniowe niż konwencjonalne stalowe włókna i kordy o większej średnicy i niskiej wytrzymałości na rozciąganie.

Jak dalej zilustrowano na fig. 2, obszary 22 drutówki opony 10 zawierają pierścieniową zasadniczo nierozciągalną pierwszą i drugą drutówkę 26, odpowiednio. Drutówki 26 mają płaską podstawową powierzchnię 27 zdefiniowaną przez domyślną styczną powierzchni do najbardziej promieniowo wewnętrznych powierzchni drutów drutówki. Płaska podstawowa powierzchnia 27 ma parę krawędzi 28, 29 i szerokość BW pomiędzy krawędziami. Drutówka 26 ma osiowo wewnętrzną pierwszą powierzchnię 23 ciągnącą się promieniowo od krawędzi 28 i osiowo zewnętrzną drugą powierzchnię 25 ciągnącą się promieniowo od krawędzi 29. Pierwsza powierzchnia 23 i płaska powierzchnia podstawowa 27 tworzą ostry kąt α. Druga powierzchnia 25 i płaska powierzchnia podstawowa 27 tworzą ostry kąt β. Kąt α jest większy lub równy kątowi β. W zalecanym przykładzie wykonania a w przybliżeniu równa się β.

Drutówka 26 może ponadto obejmować promieniowo zewnętrzną powierzchnię 31 ciągnącą się pomiędzy pierwszą i drugą powierzchnią 23, 25, odpowiednio. Promieniowa zewnętrzna powierzchnia 31 ma maksymalną wysokość BH. Wysokość BH jest mniejsza niż szerokość podstawy BW. Przekroje zdefiniowane przez powierzchnie 23, 25, 27 i 31 korzystnie mają postać trójkąta równoramiennego. Górna część trójkątnego przekroju nie jest ogólnie konieczna, ponieważ wytrzymałość drutówki 26, jak na ilustracji, jest dostateczna do ograniczenia drutówki nienadmuchanej opony na obręczy.

Drutówka jest korzystnie skonstruowana z pojedynczego lub monowłóknowego stalowego drutu owiniętego w sposób ciągły. Drut może być płaskim drutem z jednego lub wielu włókien. W korzystnym przykładzie wykonania drut o średnicy 1,27 mm (0,050 cala) jest owinięty w warstwy promieniowo wewnętrzne do promieniowo zewnętrznych drutów 8, 7, 6, 4, 2, odpowiednio.

Płaskie powierzchnie podstawowe pierwszej i drugiej drutówki 26 są korzystnie nachylone względem osi obrotu, a dno formowanej części drutówki jest podobnie nachylone, przy czym korzystne nachylenie jest w przybliżeniu około 10° względem osi obrotu, korzystniej około 10,5°. Nachylenie obszaru drutówki pomaga w uszczelnieniu opony i stanowi około dwukrotności nachylenia kołnierza gniazda drutówki w konwencjonalnej obręczy i na ułatwiać montaż i pomagać w utrzymaniu drutówki osadzonej na obręczy.

Jak pokazano na fig. 2 i 3, w obszarze 22 drutówki i promieniowo wewnętrznych części ścianki bocznej 20 znajduje się elastomeryczna wstawka 46 o wysokim module umieszczona pomiędzy strukturą warstwy 38 wzmacniającej osnowę i końcami mankietów 32, odpowiednio. Elastomeryczne wstawki 46 ciągną się od promieniowo zewnętrznej części drutówek 26 odpowiednio, do ścianki bocznej stopniowo zmniejszając szerokość przekroju. Elastomeryczne wstawki 46 kończą się przy promieniowo zewnętrznym końcu blisko struktury podkładu opony. W konkretnym przedstawionym przykładzie, elastomeryczne wkładki 46 przebiegają poprzecznie pod pasami podkładu 36 od odpowiednich końców pasów na odległość w przybliżeniu 25% szerokości pasa.

Dla celów niniejszego wynalazku, maksymalna wysokość przekroju SH opony powinna odpowiadać promieniowej odległości mierzonej od nominalnej średnicy obręczy NRD dla opony do promieniowo najbardziej zewnętrznej części bieżnika opony. Także dla celów niniejszego wynalazku nominalna średnica obręczy powinna być średnicą opony określoną jej rozmiarem.

W zalecanym przykł adzie wykonania wynalazku obszary 22 drutówki obejmują ponadto co najmniej jeden wzmocniony kordem element 52, 53 umieszczony pomiędzy wstawką 46 i końcem mankietu 32 warstwy. Wzmocniony kordem element lub elementy 52, 53 mają pierwszy koniec 54 i drugi koniec 55. Pierwszy koniec 54 znajduje się osiowo i promieniowo wewnątrz drugiego końca 55. Wzmocniony kordem element lub elementy 52, 53 zwiększają promieniową odległość od osi obrotu opony 10 w funkcji odległości od pierwszego końca 54.

Przedstawiony na fig. 2 wzmocniony kordem element obejmuje dwa składniki 52, 53 mające szerokość około 4 cm. Osiowo zewnętrzny składowy element 52 ma promieniowo wewnętrzny koniec 54, który znajduje się promieniowo powyżej zewnętrznej krawędzi 29 pierwszych i drugich drutówek 26. Osiowo wewnętrzny składowy element 53 ma promieniowo wewnętrzny koniec, który znajduje się o okoł o 1 cm promieniowo na zewną trz zewnę trznej krawędzi 29 drutówki 26. Osiowo wewnę trzny i osiowo zewnętrzny składowy element 52, 53, korzystnie mają wzmocnienie wiskozowe, nylonowe, wykonane z poliamidów aromatycznych lub ze stalowego kordu. Drugi koniec 55 wzmocnionego kordem elePL 193 885 B1 mentu znajduje się promieniowo na zewnątrz drutówki 26 i promieniowo wewnątrz zakończenia końca mankietu 32 pierwszej warstwy 38 w odległości co najmniej 50% wysokości przekroju h.

Kordy elementów 52, 53 są korzystnie nachylone tworząc kąt względem promieniowego kierunku w zakresie od 25° do 75°, korzystnie 30°. Jeśli stosuje się dwa elementy, kąty kordu są korzystnie równe, lecz przeciwległe umieszczone. Element 52, 53 wzmocnienia kordu polepsza charakterystykę pojazdu z nienadmuchaną oponą według niniejszego wynalazku. Elementy 52, 53 znacznie zmniejszają tendencję pojazdu do nadsterowności, co jest znaczącym problemem przy konwencjonalnych oponach stosowanych w stanie nienadmuchania lub niedodmuchania.

Wzmocniony tkaniną element 61 można dodać do obszarów 22 drutówki opony 10. Wzmocniony tkaniną element ma pierwszy i drugi koniec 62, 63. Element jest zawinięty wokół warstwy 38 i drutówki 26. Pierwszy i drugi koniec 62, 63 ciągną się promieniowo powyżej i na zewnątrz drutówki 26.

Ścianki boczne 20 mają pierwsze wstawki 42. Pierwsza wstawka 42 jest umieszczona pomiędzy wewnętrzną wykładziną 35 i pierwszą warstwą 38 wzmocnienia. Pierwsze wstawki 42 ciągną się od każdego obszaru 22 drutówki promieniowo do okolicy lub pod wzmacniające struktury podkładu 36. Jak przedstawia korzystny przykład wykonania wynalazku pokazany na fig. 2, ścianki boczne 20 obejmują pierwszą wstawkę 42 i drugą wstawkę 46. Pierwsze wstawki 42 są usytuowane jak opisano powyżej.

Drugie wstawki 46 są umieszczone pomiędzy pierwszą warstwą 38 i końcami mankietów 32, warstwy 38, odpowiednio. Druga wstawka 46 ciągnie się od każdego obszaru 22 drutówki promieniowo na zewnątrz w pobliże wzmacniającej struktury podkładu 36.

Jak pokazano na fig. 2, pierwsze wstawki 42 korzystnie mają maksymalną grubość B w miejscu w przybliż eniu promieniowo wyrównanym z maksymalną szerokością przekroju opony 10, przy czym grubość B wynosi około 3% maksymalnej wysokości przekroju SH. Przykładowo w turystycznej oponie P235/55R17 grubość B wstawki 42 wynosi 2,5 mm (10 cali).

Dla celów tego wynalazku, maksymalną szerokość przekroju SW opony mierzy się równolegle do osi obrotu opony od osiowo zewnętrznych powierzchni opony, poza charakterystykami, zdobieniem i tym podobnymi. Takż e dla celów wynalazku szerokość bieżnika jest osiową odległością przez oponę prostopadle do płaszczyzny równikowej (EP) opony, mierzoną od śladu opony napompowanej do maksymalnego standardowego ciśnienia, przy nominalnym obciążeniu i zamontowanej na kole, dla którego ją zaprojektowano. W przykładzie zilustrowanym na fig. 2, pierwsze wstawki 42 mają maksymalną grubość B wynoszącą w przybliżeniu 3% maksymalnej wysokości przekroju SH w miejscu h w przybliż eniu promieniowo wyrównanym z maksymalną szerokoś cią przekroju opony.

Drugie wstawki 46 korzystnie mają maksymalną grubość C co najmniej 1,5% maksymalnej wysokości przekroju opony 10 w miejscu promieniowo powyżej maksymalnej szerokości przekroju opony.

W korzystnym przykładzie elastomeryczne drugie wstawki 46 mają grubość C w przybliżeniu 1,5% maksymalnej wysokości przekroju SH opony w miejscu promieniowo około 75% wysokości przekroju SH. Na przykład w wysokosprawnej oponie rozmiaru

P275/40ZR17 grubość C opony wynosi 2 mm (0,08 cala). W miejscu h, w przybliżeniu promieniowo wyrównanym z miejscem maksymalnej szerokości przekroju opony, grubość drugiego wypełniacza wynosi 1,3 mm (0,05 cala).

Całkowita grubość przekroju kombinacji elastomerycznych wstawek 42, 46 od drutówek 26 do promieniowego miejsca maksymalnej szerokości przekroju SW ma korzystnie stałą wartość. Łączna grubość ścianki bocznej i osnowy wynosi około 11,5 mm (0,45 cala) w miejscu maksymalnej szerokości przekroju E i wzrasta do łącznej grubości F, w obszarze, gdzie przechodzi w bark w pobliżu bocznych krawędzi 14, 16 bieżnika, przy czym F stanowi około 200% łącznej grubości ścianki bocznej mierzonej przy maksymalnej szerokości przekroju SW opony.

Korzystnie, łączna grubość F ścianki bocznej w obszarze barku opony stanowi co najmniej 125% łącznej grubości ścianki bocznej przy maksymalnej szerokości przekroju SW, korzystniej co najmniej 150%. Ten stosunek oznacza, że ścianka boczna jest zasadniczo cieńsza niż w poprzedniego typu oponach odpornych na przebicie.

Tak jak w przypadku konwencjonalnych, wysokosprawnego typu opon, w oponach zilustrowanych na figurach dotyczących różnych przykładów można polepszać zachowanie przy dużej prędkości opony przez nałożenie tkaninowej warstwy nakładkowej 59 umieszczonej wokół struktury podkładu 36 wzmacniającego bieżnik. Na przykład dwie warstwy osnowy mające nylonowe lub wykonane z poliamidów aromatycznych kordy można umieścić powyżej każdej wzmacniającej struktury podkładu 36, przy czym boczne końce ciągną się przez boczne końce struktur podkładu 36. Alternatywnie, można

PL 193 885 B1 stosować jako nakładkę pojedynczą warstwę spiralnie zwiniętej wzmacnianej tkaniny z poliamidów aromatycznych. Wykonany z poliamidów aromatycznych materiał ma zasadniczo wyższy moduł elastyczności niż nylon i odpowiednio powoduje lepsze wzmocnienie opony niż dwie warstwy nylonu.

Zgłaszający stwierdzili, że można uzyskać większy niż 10% wzrost zdolnoś ci do uzyskiwania wysokiej prędkości dla opony z pojedynczą warstwą nakładki wykonanej z poliamidów aromatycznych. Ogólnie unika się stosowania wykonanego z poliamidów aromatycznych materiału w oponach do samochodów osobowych częściowo z tego powodu, że materiał ten wykazuje słabe właściwości dźwiękowe, powodujące rezonans dźwięków przez względnie cienkie ścianki boczne opony do samochodu osobowego. Opona zgłaszających niniejszy wynalazek wykorzystuje wzmocnione ścianki boczne, które znacząco tłumią wytwarzane przez oponę dźwięki. Tłumiące dźwięki ścianki boczne pozwalają na stosowanie wykonanej z poliamidów aromatycznych nakładki bez wytwarzania dźwięków o niepożądanym natężeniu.

Drugie wstawki 46, jak pokazano, są wytworzone z materiału elastomerycznego. Te wstawki 46 można stosować jako wstawki wielokrotne rozmieszczone pomiędzy sąsiadującymi warstwami, gdy stosuje się więcej niż dwie warstwy osnowy w strukturze osnowy, jak pokazano na fig. 6.

Alternatywnie, wstawki 46 mogą być same wzmocnione kordem, w przykładzie wykonania z fig. 4 zastosowanie sąsiadujących wstawek 46 w połączeniu ze wzmocnionymi kordem wstawkami 80 uważa się za korzystne. Wielokrotne sąsiadujące wzmocnione kordem 41 wstawki 46, 80 można rozmieścić tak, że promieniowo zewnętrzne końce kończą się pod strukturą podkładu 36, podczas gdy promieniowo wewnętrzne końce kończą się powyżej, w sąsiedztwie drutówek 26 lub są owinięte wokół drutówek (26), podobnie jak warstwa osnowy.

Wstawki 42, 46 mogą alternatywnie być wypełnione krótkimi włóknami 82, jak pokazano na fig. 5, które są korzystnie zorientowane pod kątem co najmniej 45° dla polepszenia promieniowej i bocznej sztywności wstawki, a korzystnie zorientowane promieniowo. Korzystnie kordy 41 lub krótkie włókna 82 są wykonane z materiałów tekstylnych lub syntetycznych, takich jak sztuczny jedwab, poliester lub poliamidy aromatyczne. Te kordy 41 lub krótkie włókna 82 mogą być skierowane promieniowo lub rozmieszczone pod kątami przesunięcia korzystnie co najmniej 45°, ale nie powinny przebiegać się obwodowo.

Pierwsza wstawka 42 jest korzystnie wykonana z materiału elastomerycznego. Pierwsza wstawka faktycznie zapobiega zapadaniu się ścianki bocznej opony przy pracy bez nadmuchania. Ciśnieniowe wstawki mogą wykazywać szeroki zakres twardości Shore A, od względnie miękkich o twardości około 50 do bardzo twardych o twardości 85, a kształt materiału i profil przekroju jest zmodyfikowany odpowiednio dla zapewnienia charakterystyki jazdy i dopuszczalnej sztywności ścianki bocznej. Im sztywniejszy materiał, tym zazwyczaj cieńszy jest przekrój.

Druga wstawka 46 może być wykonana z materiału o fizycznych właściwościach takich samych lub różnych względem pierwszej wstawki 42. Oznacza to, że jest możliwe połączenie twardej drugiej wstawki 46 z miękką pierwszą wstawką 42, jak też połączenie twardej pierwszej wstawki 42 z bardziej miękką drugą wstawką 46. Materiały elastomeryczne drugiej wstawki 46 mają podobnie zakres twardości Shore A od 50 do 85, korzystnie 50 do mniej niż 80.

Drugie wstawki 46, gdy nie są wzmocnione, działają jako przekładka pomiędzy sąsiadującą warstwą 38 i jej mankietem. Kordy mankietu warstwy są naprężane, gdy opona pracuje nienadmuchana. Gdy są wzmocnione, wstawki 46 także dają wkład do struktury podtrzymującej ściankę boczną.

Jak pokazano, ścianki boczne, gdy są odkształcone w warunkach braku ciśnienia nadmuchującego lub nawet gdy są nadmuchane, naprężają promieniowo zewnętrzną część kordów 43, podczas gdy promieniowo wewnętrzna część kordów 43 pod skierowanym w dół obciążeniem próbuje ulegać lokalnemu sprasowaniu, gdy opona jest nienapompowana lub odkształcona.

Opona 10, jak opisano powyżej, pozwala projektantowi opon dopasowanie konkretnych cech opony dla uzyskania wrażenia luksusowej miękkości lub bardziej wyczynowej twardości. Ponadto unikalna kombinacja opisana powyżej umożliwia na konstruowanie opon o wyższych współczynnikach kształtu niż stosowany dotychczas. Kombinacja unikalnych cech oznacza, że projektant może wybrać pomiędzy polepszonymi cechami jazdy w warunkach przebicia i zmniejszeniem masy opony.

Zastosowanie wzmacnianej pojedynczym stalowym kordem 43 osnowy 38 dla uzyskania cech jazdy w warunkach przebicia może spowodować bardzo wysoką sztywność.

PL 193 885 B1

Ponadto, zastosowanie wstawek wzmacnianych kordami 41 lub krótkimi włóknami 82 może dodatkowo spowodować sztywność przy ściskaniu polepszającą cechy jazdy w warunkach przebicia, jak pokazano na fig. 4 i 5.

Dotychczasowa ścianka boczna 200, jak pokazano na fig. 3A, ma oś zginania A pokazaną liniami kropkowanymi dla dotychczasowej struktury warstwy ze sztucznego jedwabiu. Oś zginania A jest zasadniczo wyśrodkowana na wstawce 460.

Ścianka boczna 20 opony 10 według wynalazku, jak pokazano na fig. 3B, ma oś zginania A podobnie wyśrodkowaną pomiędzy warstwą 38 i jej mankietem 32.

W idealnym przypadku sztywność opony 10 w stanie nadmuchanym nie powinna znacząco różnić się od sztywności konwencjonalnej nie odpornej na jazdę w warunkach przebicia pneumatycznej opony stosowanej w podobnym zastosowaniu. Przy pracy opony odpornej na jazdę w warunkach przebicia w stanie nienadmuchanym sztywność musi być dostateczna dla zapobiegania wyboczaniu opony lub jej zgniataniu.

Odporność na jazdę w warunkach przebicia opony można dodatkowo polepszyć zaopatrując powłokę każdej warstwy 38 struktury wzmacniającej osnowę w elastomeryczny materiał mający zasadniczo te same właściwości fizyczne jak elastomeryczne wkładki 42, 46. Jak dobrze wiadomo specjalistom w dziedzinie opon, powłoka warstwy tkaniny jest warstwą niewulkanizowanego materiału elastomerycznego, który nakłada się na tkaninę przed jej pocięciem do żądanego kształtu i nałożeniem na oponę w bębnie konstrukcyjnym opony. W wielu zastosowaniach korzystnie materiał elastomeryczny użyty jako powłoka warstw osnowy jest podobny do materiału elastomerycznego użytego w wypełniaczach wzmacniających 42, 46.

W praktyce kompozycje kauczuku na pierwsze wstawki 42, drugie wstawki 46 i powłoki warstw osnowy dla jednej lub więcej struktur warstwy 38 osnowy stosowane w tym wynalazku do opisanej konstrukcji opony pneumatycznej korzystnie charakteryzują się właściwościami fizycznymi, które polepszają ich wykorzystanie w wynalazku i które są w całości uważane za odejście od właściwości kompozycji kauczuku normalnie stosowanych na ścianki boczne opony pneumatycznej, zwłaszcza kombinacja pierwszej i drugiej wstawki, 42 i 46 z warstwą 38 osnowy mające kombinację niepodobnej lub podobnej wysokiej sztywności, ale zasadniczo niskiej histerezy, jak opisano dalej.

Korzystnie, chociaż omówienie w opisie odnosi się do powłok warstw osnowy dla jednej lub więcej struktur warstw 38, 80 osnowy w praktyce wynalazku, powłoki omawiane tutaj odnoszą się do powłok dla warstwy 38 i wzmocnionych kordem wstawek 80.

W szczególnoś ci, dla celów tego wynalazku, obie wymienione wstawki 42 i 46 opracowano tak, aby miały wysoką sztywność, jednak także względnie niską histerezę przy takim stopniu sztywności.

Sztywność kompozycji kauczukowej na wstawki 42 i 46 jest pożądana dla uzyskania sztywności i stabilno ś ci wymiarowej ś cianki bocznej opony.

Sztywność kompozycji kauczukowej na powłokę warstwy 38 osnowy jest pożądana dla całkowitej stabilności wymiarowej osnowy opony, w tym ścianek bocznych, ponieważ powłoka rozciąga się przez obie ścianki boczne i w poprzek korony opony.

Dzięki temu uważa się, że sztywności kompozycji kauczukowych pierwszej i drugiej wstawki, 42 i 46 i struktur warstwy 38 osnowy współpracują ze sobą wzmacniając się nawzajem i polepszając wspomnianą stabilność wymiarową ścianek bocznych opony w większym stopniu, niż gdyby wstawki lub powłoki z kompozycji kauczukowej o wysokiej sztywności występowały same.

Jednakże należy rozumieć, że oczekuje się, że kauczuki o wysokim stopniu sztywności w oponach pneumatycznych zwykle wytwarzają dużo wewnętrznego ciepła podczas pracy (działając jako opony pojazdu jadącego pod obciążeniem i/lub bez wewnętrznego ciśnienia nadmuchania), szczególnie wtedy gdy sztywność kauczuku osiąga się konwencjonalnym sposobem po prostu zwiększając zawartość sadzy. Takie wytwarzanie wewnętrznego ciepła w kompozycji kauczukowej typowo powoduje wzrost temperatury sztywnego kauczuku i związanych struktur opony, który może potencjalnie być szkodliwy dla trwałości użytecznej opony.

Histereza kompozycji kauczukowej jest miarą tendencji do wytwarzania wewnętrznego ciepła w warunkach pracy. Mówiąc względnie, kauczuk z niższą histerezą generuje mniej wewnętrznego ciepła w warunkach pracy niż poza tym podobna kompozycja kauczukowa z zasadniczo wyższą histerezą. Tak więc w jednym aspekcie względnie niska histereza jest właściwością pożądaną dla kompozycji kauczukowej wstawek 42 i 46 i powłok warstwy 38.

PL 193 885 B1

Histereza jest określeniem energii cieplnej wywiązującej się w materiale (np. utwardzonej kompozycji kauczukowej) dzięki wykonanej pracy, a niską histerezę kompozycji kauczukowej wskazuje względnie wysoka odbojność, względnie niskie tarcie wewnętrzne i względnie niskie wartości modułu.

Odpowiednio, jest ważne, aby kompozycje kauczuku dla jednej lub więcej wstawek 42 i 46 oraz powłok dla warstwy 38 osnowy miały właściwości względnie wysokiej sztywności i niskiej histerezy.

Poniższe wybrane pożądane właściwości kompozycji kauczuku na wstawki 42 i 46, jak też powłoki dla warstwy 38 osnowy, podsumowano w następującej tabeli 1.

T a b e l a 1

Właściwości	Wkładka	Powłoka warstwy osnowy
Twardość (Shore A)2	50 - 85	50 - 85
Moduł (100%) MPa3	5 - 7	4 - 6
Ściskanie statyczne	0,1 - 0,15	0,15 - 0,2
Kumulacja ciepła (°C)1	< 30	< 30
Odbojność na zimno (około 23°C)4	55 - 70	55 - 70
E' przy 100°C (MPa)	10 - 15	10 - 15
E przy 100°C (MPa)	0,5 - 1,5	1 - 1,5

1. Goodrich Flexometer Test - ASTM Test nr D623

2. Shore Hardness Test - ASTM Test nr D2240

3. Tension Modulus Test - ASTM Test nr D412

4. Zwick Rebound Test - DIN 53512

Wskazana właściwość twardości jest uważana za rozszerzony zakres umiarkowanej twardości kauczuku dopuszczalnego dzięki zastosowaniu unikalnej struktury warstwy osnowy.

Wskazana właściwość modułu przy 100% jest stosowana zamiast modułu 300%, ponieważ utwardzony kauczuk ma względnie niskie maksymalne wydłużenie w punkcie zerwania. Taki utwardzony kauczuk jest uważany za sztywny.

Wskazana właściwość ściskania statycznego, mierzona na fleksometrze, jest innym wskaźnikiem względnie wysokiej sztywności utwardzonego kauczuku.

Wskazana właściwość E' jest współczynnikiem składowej rzeczywistej lub sprężystej modułu właściwości lepkosprężystej, która jest wskaźnikiem sztywności materiału (np. utwardzonej kompozycji kauczukowej).

Wskazana właściwość E jest współczynnikiem składowej urojonej lub lepkiej modułu właściwości lepkosprężystej, która jest wskaźnikiem natury histeretycznej materiału (np. utwardzonej kompozycji kauczukowej).

Wykorzystanie właściwości E' i E dla oceny sztywności i histerezy kompozycji kauczukowych jest dobrze znane dla specjalistów w dziedzinie takiego badania kauczuku.

Wskazaną wartość kumulacji ciepła mierzy się testem z fleksometrem Goodricha (ASTM D623) i jest ona wskaź nikiem wytwarzania wewnętrznego ciepła w materiale (np. utwardzonej kompozycji kauczukowej).

Wskazana właściwość odbojności na zimno w temperaturze około 23°C (temperatura pokojowa) mierzy się metodą Zwick Rebound Test (DIN 53512) i jest ona wskaźnikiem sprężystości materiału (np. utwardzonej kompozycji kauczukowej).

Tak więc właściwości zilustrowane w tabeli 1 wskazują na utwardzoną kompozycję kauczukową o względnie wysokiej sztywności, umiarkowanej twardości i względnie niskiej histerezie jak na kauczuk o tak wysokiej sztywności.

Niską histerezę pokazuje względnie niska kumulacja ciepła, niskie E i wysoka odbojność, co jest uważane za konieczne dla kompozycji kauczukowej, która ma mieć względnie niską kumulację ciepła wewnętrznego w czasie pracy.

PL 193 885 B1

Przy komponowaniu różnych składników opony, można stosować różne kauczuki, które korzystnie są względnie wysoka nienasyconymi, opartymi na dienach kauczukami. Reprezentatywne przykłady takich kauczuków, bez ograniczenia do nich stanowią między innymi: kauczuk styrenowobutadienowy, kauczuk naturalny, kauczuki cis-1,4 i 3,4-poliizoprenowe, kauczuki cis-1,4 i winylo-1,2-polibutadienowe, kauczuk akrylonitrylobutadienowy, kauczuk styren-izopren-butadien i kauczuk styren-izopren.

Różne korzystne kauczuki na kompozycje kauczuku na wstawki 42 i 46 i powłoki dla warstwy 38 osnowy to naturalny kauczuk cis-1,4-poliizoprenowy, kauczuk izopren/butadien i kauczuk cis-1,4-polibutadienowy.

Korzystne kombinacje lub mieszanki kauczuków to naturalny kauczuk cis-1,4-poliizoprenowy i kauczuk cis-1,4-polibutadienowy na wstawki i naturalny kauczuk cis-1,4-polibutadienowy i kauczuk kopolimerowy izopren/butadien na powłoki.

W korzystnej praktyce, na 100 części wagowych kauczuku, (A) wstawki zawierają około 60 do 100, korzystnie około 60 do 90, części naturalnego kauczuku i, odpowiednio, do około 40, korzystnie około 40 do około 10, części co najmniej jednego kauczuku cis-1,4-polibutadienowego i kauczuku izopren/butadien, korzystnie kauczuku cis-1,4-polibutadienowego, gdzie kauczuk izopren/butadien, jeśli się go użyje, jest obecny w ilości najwyżej 20 części, oraz (B) powłoki zawierają do 100, korzystnie około 80 do około 100 i korzystniej około 80 do około 95, części naturalnego kauczuku i odpowiednio, do około 100, korzystnie do około 20 i korzystniej około 20 do około 5 części co najmniej jednego kauczuku kopolimerowego izopren/butadien i kauczuku cis-1,4-polibutadienowego, korzystnie kauczuku izopren/butadien, przy czym stosunek izoprenu do butadienu w kauczuku kopolimerowym izopren/butadien mieści się w zakresie od około 40/60 do około 60/40.

Uważa się ponadto, i przyjmuje za mieszczące się w zamyśle i zakresie wynalazku, że małą ilość, taką jak około 5 do około 15 części, jednego lub kilku organicznych polimeryzowanych w roztworze kauczuków można dołączyć do tego naturalnego kauczuku, kompozycji kauczukowych kauczuku cis-1,4-polibutadienowego i/lub izopren/butadien na wstawki i/lub powłoki, przy czym doboru takich dodatkowych kauczuków może dokonać specjalista w dziedzinie mieszania kauczuków bez zbędnych eksperymentów.

Tak więc w tych okolicznościach opis kauczuków na wstawki i powłokę przedstawiono w kategoriach zawierający z takim zamiarem, że można dodać małe ilości elastomerów z polimeryzacji w roztworze, jeśli tylko spełnione są wymagania na wspomniane fizyczne właściwości utwardzonych kompozycji kauczukowych. Uważa się, że takie komponowanie kauczuków mieści się w zakresie umiejętności specjalisty w dziedzinie mieszania kauczuków bez zbędnych eksperymentów.

Chociaż nie stanowi to koniecznie ograniczenia, takimi innymi rozważanymi kauczukami z polimeryzacji w roztworze są styren/butadien, i polimery jednego lub kilku składników takich jak izopren i butadien, takie jak 3,4-poliizopren, terpolimery styren/izopren/butadien oraz średniowinylowy polibutadien.

Specjalista łatwo zrozumie, że kompozycje kauczukowe na składniki opony pneumatycznej, w tym pierwsze i drugie wstawki 42 i 46, jak też powłokę warstwy 38 osnowy lub wstawkę 80, moż na komponować sposobami ogólnie znanymi w dziedzinie mieszania kauczuków, takimi jak mieszanie różnych nadających się do wulkanizacji siarką składowych kauczuków z różnymi zwykle stosowanymi dodatkami, takimi jak, np. środki utwardzające, takie jak siarka, aktywatory, opóźniacze i przyspieszacze, dodatki przetwarzające, takie jak oleje przetwarzania kauczuku, żywice, w tym żywice lepiące, krzemionki i plastyfikatory, wypełniacze, pigmenty, kwas stearynowy lub inne materiały takie jak żywice oleju talowego, tlenek cynku, woski, przeciwutleniacze i środki przeciwozonowe, środki peptyzujące i materiał y wzmacniają ce, takie jak, np., sadza. Jak wiedzą specjali ś ci, w zależ noś ci od zamierzonego zastosowania nadających się do wulkanizacji siarką i wulkanizowanych siarką materiałów (kauczuków), wybiera się pewne dodatki wspomniane powyżej i zwykle stosuje w konwencjonalnych ilościach.

Typowe dodatki sadzy obejmują około 30 do około 100 części wagowych względem kauczuku dienowego (phr), chociaż około 40 do około najwyżej 70 phr sadzy jest pożądane dla uzyskania kauczuków o wysokiej sztywności potrzebnych na omówione wstawki i powłoki stosowane w wynalazku.

Typowe ilości żywic, jeśli się je stosuje, w tym żywic lepiących i żywic usztywniających, jeśli się je stosuje, w tym niereaktywnych żywic lepiących fenolowo-formaldehydowych a także żywic usztywniających, reaktywnych żywic fenolowo-formaldehydowych oraz rezorcynolu lub rezorcynolu i heksametylenotetraminy mogą łącznie obejmować około 1 do 10 phr, z minimalną ilością ży14

PL 193 885 B1 wicy lepiącej, jeśli się ją stosuje, wynoszącą 1 phr i minimalną ilością żywicy usztywniającej, jeśli się ją stosuje, wynoszącą 3 phr. Takie żywice mogą być niekiedy określane jako żywice typu fenolowoformaldehydowego.

Typowe ilości środków wspomagających przetwarzanie obejmują około 4 do około 10,0 phr. Typowe ilości krzemionki, jeśli się ją stosuje, obejmują około 5 do około 50, chociaż 5 do około 15 phr jest pożądane, a ilości środka sprzęgającego krzemionkę, jeśli się go stosuje, obejmują około 0,05 do około 0,25 części na część krzemionki, wagowo. Reprezentatywne krzemionki mogą być, np., uwodnionymi amorficznymi krzemionkami. Reprezentatywnym środkiem sprzęgającym może być, np., zawierający dwufunkcyjną siarkę organosilan taki jak, np., krzemionka szczepiona tetrasiarczkiem bis-(3-trietoksy-sililopropylu), tetrasiarczkiem bis-(3-trimetoksy-sililopropylu) i tetrasiarczkiem bis-(3-trimetoksy-sililopropylu) z DeGussa, AG.

Typowe ilości przeciwutleniaczy obejmują 1 do około 5 phr. Reprezentatywnymi przeciwutleniaczami mogą być, np., difenylo-p-fenylenodiamina i inne, takie jak ujawnione w Vanderbilt Rubber Handbook (1978), str. 344-346. Odpowiednie środki przeciwozonowe i woski, szczególnie woski mikrokrystaliczne, mogą być typu przedstawionego w Vanderbilt Rubber Handbook (1978), str. 346-347. Typowe ilości środków przeciwozonowych obejmują 1 do około 5 phr. Typowe ilości kwasu stearynowowego i/lub kwasu tłuszczowego oleju talowego mogą wynosić około 1 do około 3 phr. Typowe ilości tlenku cynku obejmują około 2 do około 8 lub 10 phr. Typowe ilości wosków obejmują 1 do około 5 phr. Typowe ilości peptyzatorów obejmują 0,1 do około 1 phr. Obecność i względne ilości powyższych dodatków nie są aspektem niniejszego wynalazku, którego przedmiotem jest głównie wykorzystanie wymienionych mieszanek żywic w bieżnikach opon jako nadające się do wulkanizacji siarką kompozycje.

Wulkanizację prowadzi się w obecności środka wulkanizującego siarką. Przykłady odpowiednich środków wulkanizujących siarką obejmują siarkę pierwiastkową (wolną siarkę) lub dające siarkę środki wulkanizujące, np., disiarczek aminy, polimeryczny polisiarczek lub addukty siarkowe olefin. Korzystnie, środkiem wulkanizującym siarkę jest siarka pierwiastkowa. Jak wiedzą specjaliści, środki wulkanizujące siarką stosuje się w ilości od około 0,5 do około 8 phr z korzystnym zakresem od 3 do około 5 dla sztywnych kauczuków pożądanych do stosowania w tym wynalazku.

Przyspieszacze stosuje się do kontrolowania czasu i/lub temperatury koniecznej do wulkanizacji i dla polepszenia właściwości wulkanizatu. W jednym przykładzie wykonania można stosować układ pojedynczego przyspieszacza, to jest pierwszorzędowy przyspieszacz. Konwencjonalnie pierwszorzędowy przyspieszacz stosuje się w ilościach od około 0,5 do około 3 phr.

W innym przykł adzie stosuje się kombinacje dwu lub wię cej przyspieszaczy, w których pierwszorzędowy przyspieszacz stosuje się ogólnie w większej ilości (0,5 do około 2 phr), a drugorzędowy przyspieszacz stosuje się ogólnie w mniejszych ilościach (0,05-0,50 phr) w celu aktywowania i dla polepszenia właściwości wulkanizatu. Kombinacje takich przyspieszaczy były znane historycznie z wytwarzania efektu synergicznego koń cowych właściwości utwardzanych siarką kauczuków, które są często nieco lepsze niż wytworzone z zastosowaniem samego przyspieszacza.

Ponadto można stosować przyspieszacze z opóźnionym działaniem, które są mniej wrażliwe na normalne temperatury przetwarzania, ale utwardzają w zadowalający sposób przy zwykłych temperaturach wulkanizacji. Reprezentatywne przykłady przyspieszaczy obejmują aminy, disiarczki, guanidyny, tiomoczniki, tiazole, tiuramy, sulfenamidy, ditiokarbaminiany i ksantyniany. Korzystnie, pierwszorzędowym przyspieszaczem jest sulfenamid. Jeśli stosuje się drugi przyspieszacz, drugorzędowym przyspieszaczem jest korzystnie guanidyna, ditiokarbaminian lub tiuram, chociaż jako drugi przyspieszacz można stosować sulfenamid. W praktyce wynalazku korzystny jest jeden i czasem dwa lub więcej przyspieszaczy dla uzyskania wysokiej sztywności kauczuków.

Opona może być budowana, kształtowana, formowana i utwardzana różnymi sposobami, które będą oczywiste dla specjalistów.

Jak ujawniono, testowe opony 10 i dotychczasowe opony 100 skonstruowano wykorzystując właściwości fizyczne powłoki warstwy osnowy i wstawki ujawnione w uprzednim opisie patentowym. Opona 10 według niniejszego wynalazku pozwala na użycie szerszej gamy materiałów o różnych właściwościach fizycznych, takich, że wstawki 42, 46 i 48 i powłoki dla warstwy 38 osnowy mogą być wyraźnie różne i dobrane ze względu na żądane osiągi jazdy, manipulacji i odporności na jazdę w warunkach przebicia. Innymi słowami, projektant moż e selektywnie przystosować materiały indywidualnie dla uzyskania żądanych osiągów opony.

PL 193 885 B1

P r z y k ł a d 1

Przedstawiono poniżej kompozycje kauczukowe, które mają być przykładami kompozycji kauczukowych z właściwościami, które mogą mieścić się w zakresie przedstawionym w tabeli 1.

Kompozycje kauczukowe wytwarza się i miesza w konwencjonalnych procesach mieszania kauczuku, i są one złożone z materiałów pokazanych w tabeli 2, reprezentujących kompozycje kauczukowe, które można ewentualnie stosować jako wstawki 42 i 46 i powłoki warstw 38 osnowy. Wskazane ilości materiałów zaokrąglono dla zilustrowania tego przykładu.

T a b e l a 2

	(Części wagowe)
Materiał	Powłoka	Wstawka
Kauczuk naturalny1	90	80
Kauczuk izopren/butadien2	10	0
Kauczuk polibutadienowy (cis-1,4-)3	0	20
Sadza	55	55
Krzemionka i sprzęgacz	6	6
Tlenek cynku	5	8
Przyspieszacze (typu sulfenamidu)	4	2
Siarka (nierozpuszczalna wag./20% oleju)	2	4

Konwencjonalne ilości oleju do przetwarzania kauczuku i kwasu tłuszczowego oleju talowego, łącznie około 5 części z minimum 1 częścią każdego, środki przeciw degradacji; żywice lepiące i usztywniają ce, gł ównie typu fenolo-formaldehydowego w iloś ci około 6 phr, oraz krzemionkę i jej środek sprzęgający, stosuje się z dwoma przyspieszaczami dla próbki powłoki i jednym przyspieszaczem dla próbki kompozycji kauczukowej wypełniacza.

1. Typ cis-1,4-poliizoprenu

2. Kopolimer ze stosunkiem izoprenu do butadienu około 1:1

3. Kauczuk wysoko cis-1,4 polibutadienowy

Kompozycje kauczuku formuje się i utwardza w temperaturze około 150°C przez około 20 minut.

W praktyce wynalazku uważa się za waż ne, aby kompozycje kauczuku na jedną lub obie wstawki 42 i 46 i powłokę warstwy 38 osnowy były względnie bardzo sztywne, średnio twarde i miały niską histerezę.

Ponadto, normalnie pożądane jest, aby kompozycja kauczukowa na wstawki 42 i 46, względem kompozycji kauczukowej na powłoki warstwy osnowy 38 była nieco sztywniejsza, nieco twardsza i obie kompozycje kauczuku miały względnie niską histerezę.

Ważne jest zrozumienie, że wskazane właściwości fizyczne kompozycji kauczuku w tabeli 1 dotyczą tylko próbek, i że wymiary, w tym grubość, powstałych składników opony (wkładki i warstwy) powinny być uwzględnione jako czynniki dające wkład do łącznej sztywności i stabilności wymiarowej ścianki bocznej i osnowy opony.

Uważa się za ważne, że sztywność kompozycji kauczukowej na wstawki 42 i 46 jest nieco większa niż kompozycji na powłokę warstwy osnowy, ponieważ nie są one częścią wzmocnionej tkaniną warstwy osnowy i ponadto, ponieważ jest pożądana pewna maksymalizacja ich sztywności.

Wartości histerezy, lub E, i kumulacji ciepła dla kompozycji kauczukowej na wspomniane wstawki są korzystnie nieco niższe niż wartości dla kompozycji kauczukowej na powłoki warstw osnowy, ze względu na dużą objętość wstawek względem niewielkich wymiarów usztywnionych tkaniną warstw osnowy.

Ścieranie się opony w regionie niższej drutówki promieniowo na zewnątrz struktury osnowy 30 w sąsiedztwie kołnierza obręczy może być zminimalizowana, szczególnie podczas stosowania opony w stanie nienadmuchanym, wprowadzają c pasek ochronny z twardego kauczuku 60.

Na figurze 6 przedstawiono tę samą konstrukcję ścianki bocznej, jak pokazano na fig. 2B, z wyjątkiem tego, że wzmocnienia 52, 53 kordu mogą być zastąpione drutówką 26A. Drutówka 26A ma

PL 193 885 B1 promieniowo zewnętrzną część trójkątną, która jest wsparta bocznie na zewnątrz podstawy drutówki i ciągnie się promieniowo na zewnątrz powyżej krawę dzi obręczy, na której ma być zamontowana opona 10. Ta drutówka 26A daje niższe ścianki boczne 20 z boczną sztywnością dla ułatwienia manipulacji, eliminując potrzebę wzmocnienia kordu. Alternatywnie, jeśli konieczne jest dodatkowe oparcie, można stosować kombinację wzmocnień 52, 53 i drutówki 26A.

Na figurze 8 wzmocnienia kordu 52, 53 są zastąpione pojedynczym członem wzmacniającym 70 skośnego kordu, gdzie człon 70 jest zwykle nazywany wczepem i jest zawinięty wokół drutówki 26 i ciągnie się promieniowo na zewnątrz każdej strony wstawki 46 do końców promieniowo umieszczonych w podobnej odległości od wzmocnień 52, 53. Ten pojedynczy składnik obniża liczbę składników pokazanych na fig. 2B korzystnej drugiego przykładu o jeden. Wczep 70 korzystnie wykonuje się z kordów z tego samego materiału opisanego dla wzmocnień 52, 53 i podobnie ma skoś ne kordy zorientowane korzystnie pod ką tem około 45°.

Ważną cechą wszystkich pokazanych odmian jest to, że promieniowo zewnętrzne końce wstawek 42, 46 powinny zwężać się w przekroju przy zbliżaniu się do pasów i nagle spadać do niewielkiej grubości przekroju na ich odpowiednich końcach, przy czym końce najkorzystniej są schodkowate i kończą się w zakresie 5% do 25% szerokości pasa z bocznego końca struktury podkładu 36. Jeśli wstawki 42, 46 kończą się zbyt szybko, maleje odporność na jazdę w warunkach przebicia. Jeśli wstawki wystają za bardzo wewnątrz lub mają zbyt duży przekrój, niekorzystnie wpływa te na opory toczenia.

Najkorzystniej więc końce wstawek są schodkowate i kończą się w zakresie od 55 do 15% szerokości pasa. Ponadto uważa się za ważne także to, że koniec 33 końca mankietu 32 sięga do lub nieco poza koniec wstawki 46 i że wstawka 42 sięga pod pas dalej niż druga wstawka 46 lub koniec mankietu 32.

Zdolność rdzeni stalowych do wytrzymania ciepła wytwarzanego w czasie jazdy bez nadmuchania oznacza, że kierowca może w razie potrzeby jechać na oponie poza czas żywotności elastomerów takich jak wykładzina. Opona stanie się nieprzydatna do naprawy, lecz może pozwolić zwiększyć zdolność do jazdy w warunkach przebicia bez zasadniczego zwiększania masy lub kosztu opony.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Opona mająca bieżnik, strukturę podkładu i osnowę promieniowo wewnątrz bieżnika i struktury podkładu, zawierająca co najmniej jedną warstwę wzmocnioną zasadniczo nierozciągalnymi kordami mającymi minimalny moduł E 10 GPa, gdzie co najmniej jedna warstwa zawiera parę końców mankietu zawiniętą wokół pary nierozciągalnych drutówek, przy czym osnowa zawiera parę struktur ścianki bocznej, i w każdej strukturze ścianki bocznej osnowa ma pierwszą wstawkę promieniowo wewnątrz warstwy osnowy i co najmniej drugą wstawkę ciągnącą się od drutówki pod lub w okolicę struktury podkładu, znamienna tym, że druga wstawka (46, 80) jest umieszczona pomiędzy warstwą (38) osnowy i mankietem (32).
2. 2. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa (38) osnowy ma kordy (43) zachowujące maksymalny moduł i nierozciągliwość w temperaturach powyżej 100°C.
3. 3. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa (38) osnowy ma kordy (43) metalowe.
4. 4. Opona według zastrz. 2, znamienna tym, że kordy (43) warstwy (38) osnowy są stalowe.
5. 5. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa (38) osnowy ma kordy (43) z poliamidów aromatycznych.
6. 6. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że końce mankietu (32) ciągną się promieniowo na zewnątrz na minimalną odległość stanowiącą około 50% wysokości przekroju opony.
7. 7. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że druga wstawka (46) stosowana w kombinacji z wzmocnioną kordem wstawką (46, 80) jest zawarta w każdej strukturze ścianki bocznej (20), przy czym sąsiadujące wzmocnione kordem wstawki (46, 80) są umieszczone tak, że promieniowo zewnętrzne końce są zakończone pod strukturą podkładu (36), podczas gdy promieniowo wewnętrzne końce są zakończone powyżej, w sąsiedztwie lub są zawinięte wokół drutówek (26).

   PL 193 885 B1
8. 8. Opona wedł ug zastrz. 1 albo 7, znamienna tym, ż e ś cianka boczna (20) osnowy ma zasadniczo stałą grubość przekroju.
9. 9. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że koniec mankietu (32) ciągnie się promieniowo na zewnątrz do zakończenia (33) leżącego pod strukturą podkładu (36).
10. 10. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że druga wstawka (46) jest wzmocniona kordami (41) lub krótkimi włóknami (82).
11. 11. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że druga wstawka (46) jest wytworzona z dwuzwiązkowego materiału elastomerycznego (48, 46).