CZ279855B6

CZ279855B6 - Kompaktní odlehčená galuska

Info

Publication number: CZ279855B6
Application number: CZ932125A
Authority: CZ
Inventors: Miloslav Ing. Klabal
Original assignee: Miloslav Ing. Klabal
Priority date: 1993-10-11
Filing date: 1993-10-11
Publication date: 1995-07-12
Also published as: SK46897A3; WO1996015001A1; CZ212593A3

Abstract

Galuska má vnitřní podélný okraj vnitřní nosné vložky (1) plynule včleněn do druhé podélné okrajové oblasti téže vnitřní nosné vložky (1) v ploše o šíři (s.sub.1.n.), rovné nejméně 2 mm a nejvíce šíři jejího přesahu (b.sub.1.n.) vůči vnitřnímu podélnému okraji vnější nosné vložky (2), přičemž nosná kostra pláště s kompaktním vnitřním povrchem, tvořená z takto uspořádaných nosných vložek (1, 2), má při tubulárním vytvarování šíři přeplátování (d) umístěného s výhodou v oblasti pod běhounem, rovnou nejméně 10 mm a nejvíce 63 % meridiálního obvodu pláště. Obdobně je s výhodou uspořádán vnější podélný okraj vnější nosné vložky. ŕ

Description

i

Oblast techniky

Řešení se týká kompaktní odlehčené galusky, využitelné pro různé typy vozidel včetně motorových, zejména však pro sportovní cyklistiku.

Dosavadní stav techniky

Galusky, tedy pneumatiky s tubulárním uzavřeným pláštěm, jsou charakteristické tím, že na rozdíl od klasických pneumatik nemají patní lana a okraje pláště mají po vnitřním obvodu spojeny k sobě. Tím je duše uzavřena uvnitř pláště. Galusky jsou pro svou lehkost a jízdní vlastnosti vyhledávané zejména ve sportovní cyklistice. Konstrukční řešení galusek postupně prochází jednotlivými fázemi vývoje, vyvolanými jednak problémy technologickými, jednak nedokonalostmi užitných vlastností.

Z hlediska technologického je možno podstatu problému označit jako problém přeměny či přetvoření pásovitého útvaru, jímž jsou používané textilní vložky, na útvar tubulární, jakým je hotová galuska. Je zřejmé, že žádná konstrukce galusky se neobejde bez uspokojivého vyřešení obvodového spoje impregnovaných textilních vložek.

Klasická konstrukce galusky řeší spojení podélných okrajů kostry pláště šitím. Tento postup je pracný a přináší problémy i z hlediska aplikačního, neboť případné nerovnoměrnosti v šití se výrazně projevují v nerovnoměrnosti profilu galusky v různých místech obvodu.

(

Ve snaze odstranit nevýhody šitých galusek byly vyvinuty konstrukce, u nichž jsou podélné okraje kostry spojeny lepením. Problémy, o něž v této fázi šlo (pracnost, nerovnoměrnost), se skutečně podařilo do značné míry odstranit, objevily se však potíže jiné, vyplývající ze skutečnosti, že lepený spoj bylo třeba řešit přeplátováním buď vlastním materiálem kostry, nebo .pomocným materiálem podobného charakteru. Tím se - na rozdíl od šité galusky - dostal vždy některý z okrajů na vnitřní povrch pláště galusky a jak se ukázalo, štal se zdrojem problémů. Při provozu galusky totiž docházelo k postupnému uvolňování takového okraje a k následnému proděravění duše galusky.

Přední výrobci galusek řeší výše uvedený závažný problém překrytím vnitřního podélného okraje kostry pomocí pryžového pásku. Toto - dosud jediné známé - řešení však znamená při výrobě operaci navíc a spotřebu materiálu navíc s příslušným hmotnostním a ekonomickým dopadem.

Se způsobem spojení podélných okrajů kostry galusky lepením většinou souvisí i problematika nárazníku galusky. Vedle dostatečného zpevnění oblasti běhounu a dosažení příznivých mechanických charakteristik, zejména schopnósti pohlcování energie, závi- sí úroveň řešení konstrukce nárazníku také na spolehlivosti spojení jeho jednotlivých vrstev, nízké hmotnosti, jednoduché technologii a ostatních, zejména ekonomických aspektech.

-1CZ 279855 B6

U klasických (šitých) galusek je pod běhounem uložen klasický nárazník ze dvou kordových vložek. Uvedená konstrukce má odpovídající jízdní vlastnosti, avšak její nevýhodou je možnost separací mezi jednotlivými vrstvami a také pracnost při konfekci.

Příkladem lepené galusky je jednovložková konstrukce, využívající jako vložky tkaniny s přeplátováním v patní oblasti, tedy po. vnitřním obvodu galusky. Nárazník pak tvoří jedna nebo více vložek z křížového molina- tkaniny řezané obvykle pod úhlem 45°. Předností tohoto řešení ve srovnání s předchozí klasickou konstrukcí je jednodušší technologie, nevýhodou pak je nepříznivý vliv nárazníku z křížového molina na jízdní vlastnosti galusky, projevující se ve zvýšení tuhosti a tedy nižší schopnosti nárazníku pohlcovat energii rázů. Společnou nevýhodou obou předchozích konstrukcí je nutnost použití dalšího materiálu pro nárazník s příslušným hmotnostním i ekonomickým dopadem. U poslední uvedené metody je tato nevýhoda důsledkem snahy o umístění vnitřního podélného okraje kostry do nejméně dynamicky exponované patní oblasti galusky, čímž je možno separace okraje minimalizovat bez nutnosti jeho překrytí pryžovým páskem.

Určité zlepšení předchozí konstrukce lepené galusky představuje vytvoření nárazníku přeplátováním tkané vložky v oblasti běhounu. Tak je u galusky, jejíž kostra je tvořena jednou vložkou z tkaniny, využito zesílení v oblasti spoje právě pro konstrukci nárazníku. Vzhledem k charakteru materiálu vložky je však tento nárazník poměrně málo schopen pohlcovat energii rázů stejně jako u předchozího řešení. Nevýhodou tohoto řešení ve srovnání s předchozím je však znovu problém vnitřního okraje kostry, který je vzhledem k jeho umístění v dynamicky nejexponovanější oblasti galusky opět nutno začišťovat pryžovým páskem.

S cílem dosažení výhodnějších jízdních vlastností byla vytvořena konstrukce dvouvložkových lepených galusek, u nichž je materiálem vložek kord a spojení podélných okrajů kostry je provedeno přeplátováním právě v oblasti běhounu, čímž je využito zesílení, dané spojem, pro vytvoření nárazníku. Taková konstrukce galusky je charakteristická nejen vyšším stupněm využití materiálu, ale současně i vyhovujícími jízdními vlastnostmi. Nevýhodou však zůstává stejně jako u klasického nárazníku možnost separací jednotlivých vrstev. Závažná je zejména možnost separace vnitřního podélného okraje kostry a následné snížení bezpečnosti galusky.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých řešení galusek do značné míry odstraňuje kompaktní odlehčená galuska podle vynálezu. Galuska je tvořena tubulárním pláštěm, uzavírajícím vnitřní vzduchotěsnou vrstvu a opatřeným běhounem, případně nárazníkem a bočnicemi, přičemž nosná kostra jejího pláště má šířku, přesahující meridiální obvod pláště a je tvořena dvojicí nosných vložek, zhotovených z diagonálního kordu a uložených na sebe se vzájemným křížením vláken a tato nosná kostra je spojena do tubulárního tvaru podélným přeplátováním. Podstata vynálezu spočívá v tom, že u galusky je vnitřní podélný okraj vnitřní nosné vložky plynule včleněn do druhé podélné okrajové oblasti téže vnitřní nosné vložky v ploše o šíři, rovné nejméně 2 mm a nejvíce šíři

-2CZ 279855 B6 jejího přesahu vůči vnitřnímu podélnému okraji vnější nosné vložky, přičemž nosná kostra pláště s kompaktním vnitřním povrchem, tvořená z takto uspořádaných nosných vložek, má při tubulárním vytvarování šíři přeplátování, umístěného s výhodou v oblasti pod běhounem, rovnou nejméně 10 mm a nejvíce 63 % meridiálního obvodu pláště.

Výhodné provedení kompaktní odlehčené galusky pak představuje varianta, u níž současně i vnější podélný okraj vnější nosné vložky je plynule včleněn do druhé podélné okrajové oblasti téže vnější nosné vložky v ploše o šíři rovné nejméně 2 mm a nejvíce šíři jejího přesahu vůči vnějšímu podélnému okraji vnitřní nosné vložky.

Nosná kostra pláště, tvořená dvěma uvedenými nosnými vložkami, může být ztužena jednou nebo více výztužnými vložkami, pokud jsou umístěny mimo vnitřní meridiální obvod pláště tak, že nemění vzájemné postavení nosných vložek, zejména jejich vnitřních podélných okrajů.

Z hlediska materiálového je výhodné, jestliže kord, tvořící nosné vložky, zejména vnitřní nosnou vložku, má dostavu nejvýše o takové hustotě, že velikost mezer mezi vlákny dostavy je vyšší než polovina tloušťky vláken, zejména pak vyšší nebo rovna tloušťce vláken kordu. ·

Výhodou konstrukce kompaktní odlehčené galusky podle vynálezu je jednoduchá technologie, a to nejen ve srovnání s klasickými šitými galuskami, ale i vzhledem k lepeným galuskám se spojem podélných okrajů kostry v oblasti pod běhounem, které je proti separaci vnitřního okraje kostry nutno zajišťovat pryžovým páskem. Řešení podle vynálezu umožňuje získání kompaktní galusky, u níž bez těchto přídavných operací vnitřní podélný okraj kostry neseparuje ani v případě, že je umístěn v dynamicky nejexponovanější oblasti - pod běhounem. Bezproblémové umístění přeplátování nosné kostry právě v oblasti pod běhounem dává u konstrukce kompaktní galusky podle vynálezu možnost získání odlehčené konstrukce - kompaktní odlehčené galusky. Vedle příznivého dopadu na hmotnost galusky je takové řešení výhodné i z hlediska využití materiálu, neboť zesílení nosné kostry, které vzniká přeplátováním, působí v hotové galusce zároveň jako nárazník.

Kompaktní odlehčená galuska podle vynálezu má vedle výhod technologických vynikající jízdní vlastnosti díky použití kordových vložek, které umožňují dosažení lepších deformačních charakteristik, než při použití tkanin, případně křížového molina jako nosných či výztužných materiálů. Při všech dosud uvedených výhodách, to znamená výborných jízdních vlastnostech, lehkosti, nižší spotřebě materiálu a jednodušší technologii je podstatným rysem kompaktní odlehčené galusky podle vynálezu její provozní spolehlivost, neboť konstrukční řešení podle vynálezu umožňuje dosažení skutečně kompaktního vnitřního povrchu pláště galusky bez nebezpečí separací okrajů kostry a následného proděravění vnitřní těsnicí vrstvy galusky.

-3CZ 279855 B6

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém znázorňuje:

obr. 1 - příkladné uspořádání polotovaru nosné kostry, obr. 2, 3, 4 - vytvarovaný konfekční polotovar kostry, získaný při různém stupni přeplátování plochého polotovaru dle obr. 1 obr. 5,6 - alternativy k obr. 1 - jiné varianty uspořádání plochého polotovaru obr. 7 - nosná kostra pláště galusky po vulkanizaci

- konečný stav, navazující na obr. 1 a 3.

Všechna znázornění jsou provedena v příčném či meridiálním řezu.

Příklady provedení vynálezu

Výhodné provedení nosné kostry pláště kompaktní odlehčené galusky je získáno právě z plochého polotovaru dle obr. 1, přičemž podle míry přeplátování vznikají jednotlivé varianty tubulárního konfekčního polotovaru - viz obr. 2, 3, 4. Tato provedení jsou výhodná tím, že umožňují zafixování nejen vnitřního podélného okraje vnitřní nosné vložky 1 (což je u řešení podle vynálezu podmínka nutná), ale také uchycení vnějšího podélného okraje vnější nosné vložky 2. Z obr. 2, 3, 4 je zřejmé, že každý z uvedených okrajů se po vytvarování dostává do kontaktu s materiálem stejné vložky 1, 2, tedy s kordovými vlákny o stejném směru. Tato skutečnost je rozhodující pro dosažení dostatečné vazby mezi okrajem a podkladem při vulkanizaci.

Konstrukce nosné kostry pláště dle obr. 2, 3,4 obsahuje polotovar, znázorněný v plochém stavu na obr. 1 a složený ze dvou přesazených, obecně nestejně širokých kordových vložek 1,.2 - vnitřní nosné vložky 1 o šíři a-^ a vnější nosné vložky 2 o šíři a₂. Přitom vnitřní přesah vnitřní nosné vložky 1 je označen bj, vnější přesah vnější nosné vložky 2 pak b₂. Konkretizací tohoto řešení pro případ, kdy a^ = a₂, tedy obě nosné vložky 1, 2 mají stejnou šířku (v praxi dobře využitelné - jednodušší technologie), z obr. 1 vyplývá, že = b₂, a z toho dále, že pokud je splněna podmínka dostatečného přeplátování pro uchycení vnitřního okraje vnitřní nosné vložky 1, je také ve stejné míře uchycen vnější okraj vnější nosné vložky 2. Tím spíše je zajištěn popsaný stav pro b₂>b-L (tedy ^a ₂>^aj)· Uvedené skutečnosti vedou k závěru, že u všech variant konstrukcí nosné kostry pláště galusky dle vynálezu (to znamená u těch, kde přesah b-j_ vnitřní nosné vložky 1. a celkové přeplátování d jsou dostačující k uchycení vnitřního okraje vnitřní nosné vložky 1), u nichž je dále šíře nosných vložek 1, 2 ve vztahu ^a2~—1' tedy vnější nosná vložka 2 je stejně široká nebo širší než vnitřní nosná vložka 1, jde o výhodné provedení konstrukce, kdy vnitřní i vnější okraj kostry jsou fixovány k podkladu bez nebezpečí separace.

-4CZ 279855 B6

Přeplátování d musí být tedy provedeno alespoň v určité minimální šíři k zabezpečení základního účinku vynálezu (uchycení vnitřního okraje kostry), přičemž další nárůst šíře přeplátování d vede k postupnému zvětšení vazné plochy a dále ke zvětšení počtu vrstev až na 4 v oblasti přeplátování a má význam pro vytvoření potřebného nárazníku galusky. Takový nárazník představuje optimalizaci využití materiálu, přičemž jeho užitné vlastnosti vykazují zlepšení oproti stávajícím srovnatelným řešením. Horní hranice šíře přeplátování je pak vázána na šířku běhounu, který má být na nárazník aplikován.

Pokud bude konstrukce nosné kostry pláště vytvořena z polotovaru, u něhož 1' ^nel^ze již jednoznačně zajistit uchycení i vnějšího okraje nosné kostry pláště. Skutečný stav bude záležet na konkrétní geometrii plochého polotovaru, zejména přesahu b₂a šíři přeplátování d. Pokud však při a₂<—1 k vytvořeni nosné kostry použit polotovar dle obr. 5 nebo 6, u něhož je přesah b₂ nulový nebo dokonce záporný (viz obr. 6, kde i na vnějším podélném okraji kostry přesahuje vnitřní vložka 1), je zřejmé, že v těchto případech k uchycení vnějšího podélného okraje kostry ve smyslu vynálezu již nedojde. Obr. 5 a 6 tedy představují již méně výhodné alternativy konstrukce nosné kostry pláště galusky podle vynálezu. Přitom k uspořádání dle obr. 5 je možno dodat, že tuto variantu lze úspěšně vytvořit i podélným přehnutím jediného pásu kordu mimo středovou linii na dva nestejně široké pásy, tvořící pak vnitřní nosnou vložku 1 a vnější nosnou vložku 2.

Při podrobnějším rozboru konstrukčního řešení nosné kostry pláště galusky, znázorněné na obr. 2, 3, 4 je patrné, že celkový rozsah přeplátování d zahrnuje jednak přeplátování souhlasné (na obr. 2 označeno s_lz s₂, na obr. 3, 4 je s₂=b₂), jednak přeplátování křížové (na obr. 2, 4 označeno k, na obr. 3 je k=0). U všech variant, zobrazených na obr. 2, 3, 4, se dle nákresu a současně z obecných podmínek uskutečnitelnosti řešení dle vynálezu předpokládá, že

b₁>0 (b2>2 mm)	Sj>2 mm d>7 mm
b₂>o	s₂ ^>0
U konstrukcí dle obr. 2,	3, 4 platí vztah
d = Sj_+ k + s₂,	kde s-^ = d - b₂, s₂ = d
d = d - b₂+ k + d -	b-j_ a dále po úpravě
d = bj+ b₂~ k

Vyjádříme-li z této rovnice hodnotu křížového přeplátování k, dostáváme vztah k = b^+ b₂~ d

Uvážíme-li, že hodnoty b_lzb₂ a tedy i jejich součet jsou pro daný konkrétní plochý polotovar konstantní, mění se hodnota křížového

-5CZ 279855 B6 přeplátování k pouze v závislosti na celkovém přeplátování d, a to následujícím způsobem:

k =	max.	(s-l,s₂ = min. )	při	d	< b₁+	^b2	(obr. 2, Sjl >2 mm)
k =	0	(3^^,82^2)	při	d	= b-]_+	^b2	(obr. 3)
k <	0	(spbpS^)	při	d	> b^+	^b2	(obr. 4)

Z těchto vztahů lze pro průběh a hranice účinků vynálezu, závisejících na míře souhlasného a křížového přeplátování s^, s₂, d, vyvodit následující závěry:

U jednoho konkrétního plochého polotovaru (b_lfb₂= konst. ) se při postupně se zvyšujícím přeplátování d zvyšuje souhlasné (vazné) přeplátování s_lř s₂ od minimální hodnoty 2 mm, s₂= s výhodou též 2 mm až do hodnoty s^b^, s₂=b₂ (pro d = b-jj-l^) . Dále se zvyšování přeplátování d promítá jen do zvyšování (absolutní hodnoty) křížového přeplátování k, přispívajícího k vytvoření nárazníku galusky. Souhlasné přeplátování s_lz s₂ po dosažení hodnot bj, b₂ zůstává konstantní, dále se již toto vazné přeplátování nezvyšuje.

Jak již bylo uvedeno, je ke spolehlivému uchycení zapotřebí, aby příslušný podélný okraj nosné kostry galusky se dostal do styku s podkladem, obsahujícím kordová vlákna o stejném směru. U dvouvložkových galusek s diagonálními, křížem položenými kordovými vložkami jde o kontakt okraje vložky s toutéž vložkou. Ukázalo se, že dalšího zvýšení účinnosti uchycení je možno dosáhnout použitím kordu o dostavě, umožňující zřetelné, případně úplné zapadnutí konců vláken z okraje kordové vložky 1,2 do mezer v dostavě podkladu, jímž je tatáž kordová vložka 1, 2.

Konkrétní příklad konstrukce galusky rozměru 20-622:

meridiální obvod	62 mm
šíře vnitřní vložky aj	74 mm
šíře vnější vložky a₂	74 mm
šíře přesahu b-L	10 mm
šíře přesahu b₂	10 mm
šíře přeplátování d	22 mm
šíře křížového přeplátování k	2 mm
dostává	11,5 cm'
tloušůka nitě	0,32 mm

Průmyslová využitelnost

Konstrukci kompaktní odlehčené galusky podle vynálezu je možno využít u všech typů vozidel včetně motorových.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kompaktní odlehčená galuska pro vozidla, zejména pak pro sportovní cyklistiku, tvořená tubulárním pláštěm, uzavírajícím vnitřní vzduchotěsnou vrstvu a opatřeným běhounem, případně nárazníkem a bočnicemi, u níž nosná kostra pláště má šířku přesahující meridiální obvod pláště a je tvořena dvojicí nosných vložek, zhotovených z diagonálního kordu a uložených na sebe s vzájemným křížením vláken, a tato nosná kostra je spojena do tubulárního tvaru podélným přeplátováním, vyznačující se tím, že vnitřní podélný okraj vnitřní nosné vložky (1) je plynule včleněn do druhé podélné okrajové oblasti téže vnitřní nosné vložky (1) v ploše o šíři (s-^), rovné nejméně 2 mm a nejvíce šíři jejího přesahu (bj) vůči vnitřnímu podélnému okraji vnější nosné vložky (2), přičemž nosná kostra pláště s kompaktním vnitřním povrchem, tvořená z takto uspořádaných nosných vložek (1, 2), má při tubulárním vytvarování šíři přeplátování (d), umístěného s výhodou v oblasti pod běhounem, rovnou nejméně 10 mm a nejvíce 63 % meridiálního obvodu pláště.
2. Kompaktní odlehčená galuska podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější podélný okraj vnější nosné vložky (2) je plynule včleněn do druhé podélné okrajové oblasti téže vnější nosné vložky (2) v ploše o šíři (s₂), rovné nejméně 2 mm a nejvíce šíři jejího přesahu (b₂) vůči vnějšímu podélnému okraji vnitřní nosné vložky (1).