Opona pneumatyczna do kól pojazdów Przedmiotem wynalazku Jest oponk pneulm&tycz- na do kól pojazdów a zwlaszcza nowa konsttrukcja opony umozliwiajaca mechanizacje produkcji opon -w szerszym iie ito byloi dotychczas (mozliwe za- kresiie(.Opony konwencjonaOne skladaja sie z osnowy -"¦ utworzonej z kilku warstw kordu, który poddany jesit riajprezenliom w- wyniku cisnienia panujacego woponie.. ••¦¦¦' Znanymi jest równiez, ze podczas wytwarzania opony oprócz osnowy; dio opony sa wprowadzane równiez tafcie elementy konstrukcyjne jak dinu- itówki w sitopce opony wokól których owija sie ' wamsltwy osnowy, bieznik, warstwy podkladu pod- ' bieznikowego umieszczonego (pomiedzy 'bieznikiem ¦L osnowa oraz inne, wzmocnienia i wy/pelnienila isipefcndajaoel szczególne funkcje.' Ten caly zespól elementów 'jesit tnaisitoepnie ksztal¬ towany i na koniec utwardzany w odpowiedniej ifioinmie. ¦ . k . -"Wytwarzanie tak skomplikowanej konstrukcji, nie moz^ byc znrieK±taini2owQjn)e pozfe okreslone granice - (bak,~zer w pa?ddiu!kcji opon samochodowych dotych- *czais praca reczna przewaza nad praca mechanicz¬ na. Znane sa usilowania wykonywania opon bez .oknowy lub warstw podbiezndkowych po prostu formowanych przez odlewanie lub wtryskiwanie do formy^ okreslonego maiteriailu, (takiego jak na - przyklad zywice syntetyczne flub specjalnego ro1- dzaju kauczuki. Zadne z tych usilowan nie dalo 10 15 20 25 30 jiedmakze pozytywnych irezailltatów a to ze wzgledu ina- to, ze isitosowiane maibo(r5aly nie zapewnialy od¬ powiedniej koniecznej dda opony charakterystyki mechanicznej. Inne usilowania majace na celu do¬ prowadzenie do przynajmniej czesciowego uprosz¬ czenia konstrukcji opony przez wyeliimjinowainie osnowy i zachowanie tyllko podkladu podbiezniko- wego tak, ze boM opony utworzone isa tylko przez kauczuk tez nie daija-zadawalajacych wynikowi Celem wynalazku jesit wyeflimiinowanie niedogod- nosci zwiazanych z dotychczas znanymi konstiruk- cjjaimdi opon.Dla osiaginieciai tego celu postawiono zadanie opraicowanila takiej konstrukcji opony pneumaityicz- nej, która- pozwalalaby na wyitwarzanlie opony przynajmniej czesciowo za pomoca ananych metod odlewania, wtryskiwania i formowania, przy za- chowaniiu wszeikicn wynikajacych z tego korzysci przy jednoczesnej mozliwosci isltosowanda matieinia- lów juz sprawdzonych w przemysle oponowym a ponadito konstrukcji dajacej jednoczesnie mozli¬ wosc uzyiskania niespotykanej dotychczas charafcte- rylstyki roboczej zarówno zachowania, isie o|pony ipodczais pracy {bardzo wylsoki komfort jazdy) jak i jednorodnosc otrzymanego wyrobu]..Zadanie to rozwiazano wedlug wynalazku dzieki opraicowanilii konstrukcji opony skladajacej sie z bieznika, dwóch 'boków i dwu isitopek,. przy czym kazdy z boków ma- przekrój poprzeczny tafcie ze linia srodkowa boku jesit wypukla ido wnetrza opo- 82 02082 020 % ny a kazdy z boków ima ponadto taka odjpornosc na zglihanie w plaszczyznie poprzecznej, ze kieru¬ nek tej wypuklosci mie zmienia sie nawet pod dizia- lainieim cisnienia parkujacego wewnatrz opony. Opo¬ na wedlug wynalazku, jest wyposazona w pierscie¬ niowy podklad wzmacniajacy, który jest elastycz¬ ny ale mie rozciagliwy zarówno w kierunku po¬ przecznym* jak i podluznym opony, przy czym. kazdy bok opony ma przynajmniej jedna tftaefe wykazujaca odpornosc na zginanie w plaszczyznie poprzecznej mniejsza niz odpornosc na zginanoe po¬ zostalej czesci boku opony.Okreslenie; odpornosc na zginanie, oznacza war¬ tosc momentu izginagacego koniecznego do powo- dowamiA jednosftkowej zmiany krzywizny próbki w oDcresJonym miejscu (Linii srodkowej. Dla upro¬ szczenia bierze sie pod uwage próbke reprezentu¬ jaca poprzeczny przekrój opony której jednostkowa grubosc maerzcna jest w kierunku promieniowym.Stosunek pomiedzy odpornoscia na zginanie parzy- najmniej jednej dbrejfy boku imajacej imnliejsza od¬ pornosc na zginanie do odpornosci innych stref te¬ go boku mie powinien przekraczac wartosci 0,6 a korzystnie wartosc ta powinna miescic sie w gra¬ nicach od 0^6—01,001.W boku opony, w którym jest -tylko jedna stre- fa o mniejszej odpornosci na zginanie, strefa ta powinna byc usyituowana w srodkowej czesci boku lub korzysitniiej parzy birzegu boku przyleglym do krawedzi nierozciagliwego pierscieniowego podkla¬ du.Jednakze korzystniej jest gdy strefy o mniejszej odpornosci na zginanie wystepuja w Mosci diwóch dla kazdego boku a mianowicie jedina z tych stref znajduje sie w poblizu stopki na zewnatrz w sto¬ sunku do obrzeza obreczy kola a druga z tych stref w zewnetrznej czesci boku w sasiedztwie ra¬ mienia nierozciagliwego pierscieniowego podkladu.(Rózne wartosci odpornosci na zginanie uzyskiwa¬ ne sa przez rozna grubosc przekroju poprzecznego kazdego z boków opony. Jednakze rózna opornosc na zg&namtie uzyskiwana jest równiez przez zasto¬ sowanie rozmaitych materialów majacych rózne moduly sprezystosci i tak na przyklad jeden material majacy stosunkowo niski modul sprezystosci jest za¬ stosowany do wykonania strefy o mniejszej odpor¬ nosci na zginanie i równoczesnie ten sam material zawierajacy wypelnienie wzmacniajacej zoriento¬ wane, jesli potrzeba; w wybranym kierunku jest uzyty na wykonanie strefy o wiekszej odjpomosci na zginani^.Okreslenie modul sprezystosci materialu oznacza modul sprezystosci liniowej lub modul Jounga — E, mierzony przy 1/10 wytrzymalosci na rozciaganie tego materialu, zgodnie ze znanym wzorem s 1 gdzie F oznacza obciazenie przylozone do badanej próbM, s — przekrój próbki, 1 — wyjsciowa dlu¬ gosc próbki a Al — odksztalcenie wywolane przez obciazenie F.Nierozciagliwy podklad pierscieniowy przynaj¬ mniej w sasiedztwie jego polaczenia z kazdym z bo- ków ma zakrzywienie, tak zwane ramie, którego wkleslosc jest skierowana do wnetrza opony.{Przedmiot wynalazku j4s£ przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym Ifig. 1 * przedstawia opone w stanie nienapompowamym w przekroju poprzecznym* iKg. 2 — te sama opone ale w -stanie napcmjpowainym w przekroju poprze¬ cznymi, fig. 3—7 — rozne wykononia samych bo¬ ków opony pokazanej na fig. 1. io Opona przcjdstawiona na fig. 1 w przekroju po¬ przecznym zawiera biezn&k 1, podklad S» drwa boki 3 i 4 oraz stopki 5 i 6. Opona jest osadzona na ob¬ reczy 7 majacej obrzeza 8 i 9 oraz wyposazonej w zwykly wen/tyl 10 do doprowadzania powdetrzBL 15 Pierscieniowy podklad1 2 moze byc wykonany w róznych znanych postaciach na przyklad moze to byc opasanie typu opisanego we wloskiej lite¬ raturze patentowej. Chociaz podklad jest elastycz¬ ny w kierunku promieniowym, szczególniej w stre- 20 fie czola to jednak jest oh nierozciagliwy zarówno w kierunku poprzecznym jak i w kierunku podlu¬ znym wtedy gdy jest poddany w obu tych kie¬ runkach jednoczesnym naprezeniom wywolanym przez cisnienie panujace w oponie, » Podklad nie musi sie koniecznie skladac z wanritw kordu ale moze byc równiez wykonany z jedno¬ rodnego materialu na przyklad w postaci folii ma¬ jacej wyjtrzymalosc na rozciaganie wystarczajaca dla przeciwstawienia sie dzialaniu cisnienia panu- 30 jacego w oponie oraz naprezen powstajacych pod¬ czas pracy opony.Podklad 2 przebiega w obwodzie na calej sze¬ rokosci czola opony równiej z jego skrajnymi stre¬ fami bocznymi, które lacza sie z bokami opony 35 SU Poniewaz pierscieniowy podklad 2 jest nierozcia gliwy, odleglosc pomiedzy dwoma brzegami pod¬ kladu to jest jego barkami i obrzezami Si 9 obre¬ czy 7 moze byc uwazana jako zasadniczo niezmdjen- 40 na tak, ze brzegi podkladu stanowia miejsca ge¬ ometryczne stalych punktów.Opona przedstawiona na fig. 1 ma maksymalna szerokosc w przekroju poprzecznym okolo 150 ma odleglosc pomiedzy krawedziami podkladu a obrze- 45 zami obreczy kola jest rzedu 30 mm a wysokosc opony w przekroju popraecznym wynosi okolo 70 mm.W przykladzie wykonania pokazanym na fig. 1 pierscieniowy podklad 2 ma w sitrefie polaczenia 50 ze scianami bocznymi 3 i 4 ramiona zwrócone krzywizna w kierunku wnetrza opony. Styczna do zarysu podkladu w strefach polaczenia bokami tworzy z osia pozioma xx równolegla do osi obrotu opony, kat a 55 Boki 3 14 maja w pirzekroju poprzecznym spe¬ cjalny krzywoliniowy ksztalt Sa one w srodkowej czesci grubsze niz w innych czesciach skrajnych tak, ze linie srodkowe U i 12 ich przekrojów po¬ przecznych wykazuja wypuklosc skierowana do wne- 60 trza opony.Bok 4, który jest symetryczny do oo)powiedniego boku 3 wykazuje cztery charakterystyczne strefy a mianowicie pierwsza strefe 13, kltóra laczy bok z czolem opony skladajacego sie z bieznika 1 oraz os pierscieniowego podkladu 2, druga strefe 14. ma-82 020 5 jaca stosunkowo mala grubosc, trzecia strefe 15„ imaijaca grubosc wieksza niz strelfia 14 oraz czwar¬ ta isrfjretfe 16, imajaca znowu mniejsza grubosc po- równywaiina z gruboscia strefy 14. Kazdy z bo¬ ków .zawiera wiec pogrubiona czesc srodkowa i dwie istirefy 14 d 16 majace grubosc iminiejisza niz strefta pogrubiona a tym samym majace mniejsza odpornosc na zginanie. PiO'za "tymi strefami o sto¬ sunkowo liiewiiellikej1 grubosci istnieja równiez isibopki oparte na oibrzezaich kola., przy czym za¬ równo brzeg nieriozciagliwego pierscieniowego pod¬ kladu 2 jak tez stopki moga byc uwazane jalko miejsca geometryczne stalych punktów, poniewaz stopki sa zaczepione o obrecz.W iprzedstawlanej na rysunku oponie stosunek pomiedzy gruboscia isltonefy 15 a mniejisza gruboscia stref 14 i 16 jiest równy okolo 1*78. W efekcie, po¬ niewaz boki opony sa calkowicie wykonane z itegio samego materialu a wiec imoduly sprezystosci obu przekrojów .stref 14 i 16 sa sobie równe stosunek miedzy dwoma 'momentami bezwladnosci jesit ró¬ wny 1,78* 'co wynosi 5g6 a sltosunek pomiedzy od¬ pornoscia na zginenie stiref 14 i 16 oraz odpor¬ noscia na zginanie i&trefy 15 uzyskuje w tym przy¬ padku wartosc równa 0.18.Przykladowo boki 3 i 4 przedstawionej opony moga byc wykonanie z kauczuku imajacego modul sprezystosci 40 kg/cmi2.Zachowainigl sie wyzej opisanej opicny jest na¬ stepujace.Gdy ido wnetrza opony poprzez wentyl 10 wpom¬ powane zostanie powietrze, osnienie powietirza dziala na wewnetrzne powierzchnie iboków 3 i 4 cpony tak, iA wypycha je na zewnatrz, zmniej¬ szajac tym samym zakrzywienie odpowiednich srodkowych linii neutralnych 11 i 12, boków 3 i 4. Po¬ niewaz istopki oraz krawedz nieirozciagliwego pier¬ scieniowego podkladu stanowia imiejsca geometry- czniej sitalych punktów, kazdy z boków 'Chociaz jest poddany dzialaniu cisnienia nie jest w stanie prze¬ miescic sie poza linie prosta laczaca te stale punk¬ ty. Innymi slowy inawet pod dzialaniem cisnienia panujacego wewnatrz opony srodkowe liniei (boków nie zmieniaja kierunku swego zakrzywienia.W -tein .sposób 'boki opony isa poddane wylacznie sciskaniu czyli stan ich naprezen jesjt wiec prze¬ ciwny do stanu wystepujacego w oponach konwen- qjana!]nydh^ Ksztalt przyjmowany prziejz opone po jej napom¬ powaniu jest przedstawiony na fig. 2. Zakrzywienie boków jest mniejszes, kierunek tego zakrzywienia pozostaje jednak istale ibep. sam. Jest oczywistym, ze jakikolwiek dalszy ruch boków prowadzacy do zimiriiiejszenia ich zakrzywienia napotyka ma powa¬ zna przeszkode w postaci stalych punktów jaklie sf^anowia stopki i kraweoMe iraierozciagliwego pier¬ scieniowego podkladu^ Korzysci jakiej daje opona wedlug wynalazku sa bardzo liczne, (Przejde wszystkim boki nie zawieraja 'Ciaglej osnowy wzmacniajacej ii dtrutówek a w zwiazku z tym moga byc wytwarzane po pro- isitni za pomoca odlewania lub wtryskiwania lufo podobnego procesu tecihinoilogicznego. Daje to z ko- leji mozliwosc wiekszej mechanizacji procesu te¬ chnologicznego w stosunku do obecnej techniki 6 wytwarzania normalnych opon i pozwala na. wie¬ ksze ujednostajnienie produkcji.Po wtóre dzieki) szczególnemu uksztaltowaniu opony wedlug wynalazku a zwlaszcza; dzieki 5 uksztaltowaniu jej boków w przypadku ewemtu^ alneigo przebicia i nastepujacego w konisekwencji spadku icisna«sn;ia, opona nlie ulega, calkowitemu splaszczeniu a jej boki sa zdolne do wyltirzjnmiania, przy zmniejszonej predkosci i przy stosunkowo io krótkim przebiegUi, calego obciazenia pojazdu bez ryzyka calkowitego zniszczenia opony i z zachowa¬ niem bezpieczenstwa samego uzytkownika pojazdu.Wiadomym jest, ze z chwila wzrostu cisnienia w normalnejj oponie zarówno sztywnosc promie- 15 iniowa jak i poprzeczna ulega!ja równiez wzrosto¬ wi. Innymi slowy sztywnosci w obu tych kierun¬ kach sa wspólzalezne i obie zaleza od wartosci ci¬ snienia panujacego w oponie tak, ze w przypadku pogrzeby zwiekszenia' poprzecznej sztywnosci dla 20 uzyskania wiekszej wytrzymalosci poprzecznej opo¬ ny konieczne jest pogodzenie sie ze zmniejszonym komfortem jazdy.Nieoczekawainie zostalo natomiast stwierdzone, ze promieniowa sztywnosc opony wedlug wynalazku 25 jest niezalezna od jej sztywnosci poprzecznej.Powody tej zaskakujaoej icechy nie sa dotych¬ czas dobrze znane» prawdopodobnie jest (to spowo¬ dowane szczególnym ksztaltem boków oraz propor¬ cjami wymiarowymi calej opony. Jednakze pewnym 30 jest, ze szeroki zakres ksztaltów moze byc stosowany przy wytwarzaniu boków zwiekszajac swobode w projektowaniu opon w porównaniu do opon do¬ tychczas znanych.Na ifig. 3,, 4 i 5 pokazano trzy przyklady róznego 35 wykonania boków opony, które m-oga byc zasto¬ sowane w oponie pokazanej na fig. 112. Fig. 3 przedstawia bok, w którym srodkowa istrefa 35 ma ksztalt owailny i jesit polaczona ze s^opfia, obrze¬ zem i krawedzia pierscieniowego p dCrla-dlu wzma- 40 aniajacego za posrednictwem dwóc'i i^irrf 36 i 37 majacych mniejsza grubosc.Bok pokazany na fig. 3 jest wyposazonym w dru- tówke 38 umieszczona w stopce 39 której typ jest analogiczny do stopek stosowanych w oponach kon- 45 wencjonalnych, jednak w opornie wedlug wynalazku ze wzgledu na prace boków, które pracuja na sci¬ skanie nie jest konieczna obecnosc w stopce dru- tówkr to jesit elelmenjtu wzmacniajacego nieroiacia- gliwego w kierunku obwodowym, w przeciwiienstwie 50 do opon konwencjonalnych- Na fig. 4 przedisitawitoino dalszy przyklad1 wyko¬ nania boków opony równiez stosowanych w opo¬ nie pokazanej na iffig. 1 i 9, w przedstawionym bo¬ ku srodkowa czesc 40 jest ceflowo uksztaltowana 55 w postaci tirójjkajta. i polaczona jest z brzegiem pod¬ kladu oraz obrzezem stopki za (posredniotwem stref 41 i 42 majacych mniejsza grubosc. W tym wykonaniu, zamiast zastosowania w stopce diru- tówki znanego tytpu zastosowano konstrukcje 43 w o ksztalcie pierscieniowym skladajaca sie z drutu lub linek tekstylnych albo ikoirdu rozonieszczoi^ obok siebie na obwodzie* Na. fig. -5 pokazano dia^y jprfcykl^ boku w którym srodkowa (Cjzesc 44 ma k^taft^ejy^ ., 19 ptyczny i jest polaczona z jp^ricierwwyjja po^lar „^82 020 7 8 dem i stopka za posredmic!twem -stref 45 i 46 ma¬ jacych mniejsza igirufoosc.Fig, 6 pokazulje lbofc takiego samego ksztaltu jaik na fig. 1 utworzony jednak z dwóch czesci o róz¬ nym module sprezystosci, przy czyim nTalterial 6'tre- fy 47 i 48 jak równiez stopki 49 ima modul''sprezy¬ stosci 60 kg/om2 podczas gdy material stref 50 i 51 ma modul sprezystosci 20 kg/cm*.Fig. 7 przedstawia bok 'tego samego ksztaltu co na fig. 6 utworzony z kMku materialów skladowych, a wiec materialu tworzacego strefe 52 o module sprezystosci 60 kg/om2, materialu tworzacego strefe 53 zawierajacego krótkie wlókna szklane o orien¬ tacji w wybramyim kierunku, ponadto materialu itworzaioego sitrefe 55 o imoduile sprezystosci 1!5 kg/cm2 oraz materialu tworzacego strefe 56 majacego modul sprezystosci 80 kg/cm2.W przykladzie wykanamia pokazanylm ma fig. 6 oraz na fig. 7 róznica odpcirnosci na zgiimamie pomiedzy poszczególnymi strefami boków jest wie¬ ksza iniz to ma miejsce w bokach o amdogicznym profilu przedisitawionyim na fig. 1 i 2 (poniewaz stre¬ fy o mniejszej grubosci to jest strefy 50 i 51 z fig. 6 oraz strefa 55 z fig. 7 sa utworzone z mate¬ rialu majacego modul sprezystosci nizszy niz modul maiteriaiu tworzacego otaczajace strefy.Oczywistym jest, ze przez odjpowiednie dtotea- ni3 modulu spre^stoscd materialów tworzacych po¬ szczególne czesci boku mozliwe jest równiez uzy- skamiie strefy o mniejszej jodporniosci na zginanie po prostu przez zaisitosowainiie materialu o mniej¬ szym moduiW sprezystosci bez zmiany grubosci taokuc Wyzej podane przyklady wykonania opony nie maja charakteru ograniczajacego wynalazek, któ¬ ry obejmuje równiez iinne wykonania oparto na wskazaJnej mysli wynaflazczej. Wynadazek znajduje zastosowainde do wszeOfciiego rodzajju opon majacych zarówno linitegiraflny jak i zdejmowany bieznik lub opon imaijacych jtnftegrafkia lub zdejmowana stopke. PL PL PL