FI116127B - Nastaton rengas - Google Patents

Description

λ 116127

Nastaton rengas

Esillä oleva keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen nastattomaan renkaaseen, joka takaa 5 hyvät ajo-ominaisuudet lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla tarvitsematta nastoja kulutuspinnalla.

Kulutuspintaan upotetuilla nastoilla varustettujen nastarenkaiden käyttö on ollut suosittua lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla ajavissa autoissa. Viime vuosi— 10 na kasvava määrä paikallisia viranomaisia on kuitenkin kieltänyt nastarenkaiden käytön, koska ne aiheuttavat ongelman kuluttamalla lumetonta tai jäätöntä kestopäällysteen pintaa nastojen esiintyöntyvällä päällä.

Näin ollen sellaisten nastattomien renkaiden käyt— 15 tö on lisääntymässä, jotka takaavat ajo-ominaisuuksissa parantumisen lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla nastoja käyttämättä. Tällaisilla nastattomilla renkailla niiden ajo-ominaisuuksia lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla on parannettu varustamalla rengas lohkokuviolla, 20 joka käsittää lukuisia lohkoja, missä kuhunkin lohkoon on muodostettu useita uurteita.

. Suoritusominaisuuksiin, jotka renkailla on oltava, ’··/ kuuluvat kuitenkin liikkeellelähtö- ja kiihdytysominaisuu— det, jarrutusominaisuudet, kaarreajo-ominaisuudet ja mäen— • · · *. 1: 25 nousu-ominaisuudet, ja on välttämätöntä, että näiden suo- V · ritusominaisuuksien kesken saavutetaan hyvä tasapaino. Ta- ·,· I vallisilla nastattomilla renkailla on kuitenkin painotettu jarrutusominaisuuksien paranemista lumi- tai jää- • peitteisillä tienpinnoilla, ja niiden ei voi sanoa olevan I i » · 30 täysin tyydyttäviä muissa suorituskykyä koskevissa suh- teissä.

• · • '1 Lisäksi tavanomaisilla nastattomilla renkailla on • t ’...· ollut se ongelma, että niiden ajo-ominaisuudet moottori— teillä tienpinnan ollessa lumeton tai jäätön ovat varsin .···, 35 huonot.

* » · 2 116127

Paremman tarttumisen lumi— ja jääpintoihin takaamiseksi nastattomien renkaiden reunat on muodostettu suorakulmaisiksi reunoiksi, mutta tämä aiheuttaa ajon epäva— kavuutta eli "vaeltelua" pyörän raiteisiin muodostuneissa 5 kulumisurissa.

Toisena ongelmana nastattomilla renkailla, jotka on suunniteltu erityisesti pitämään lämpötila alhaisena, on se, että niihin pyrkii muodostumaan kumimuodostumia, joilla on taipumus aikaansaada heikompi tarttuminen pal-10 jaaseen kestopäällysteeseen. Ajoneuvo, johon on asennettu tällaiset renkaat, pyrkii kaarreajossa olemaan lisääntyneessä määrin aliohjautuva.

Kun viime aikoina nastarenkaiden käytön kieltäneiden paikallisviranomaisten määrä on kasvanut, niin on ole-15 massa kasvava tarve sellaisten nastattomien renkaiden kehittämiselle, joilla on paremmat ajo-ominaisuudet lumettomilla tai jäättömillä moottoriteillä.

Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on aikaansaada sellainen nastaton rengas, jonka ajo-ominaisuuk-20 siä on parannettu paitsi lumi— tai jääpeitteisillä tien-pinnoilla, myös lumettomilla tai jäättömillä moottoriteil- « · · iä.

* * * ·"/ Tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 tunnus- ··*'· merkkiosan mukaisella renkaalla. Keksinnön erään suoritus- 25 muodon mukaisesti muodostetaan nastaton rengas, jonka ku-’·,· * lutuspintakuvio käsittää lohkoja, joita rajaavat pitkitti ' täis- ja poikittaisurat ja joissa on ainakin yksi renkaan ympäryssuunnassa oleva lohkorivi. Ympäryssuunnassa olevat • lohkot ovat sellaisia, että ainakin yksi alalohko on muo- • · * i .···. 30 dostettu kulutuspintakuvion yhteen jakoväliin viereisen • * * » » lohkon ulkopuolelle renkaan pyörimisakselin suunnassa.

• ♦ 1 “ Alalohkoa erottaa lohkosta aliura, jonka syvyys on pienem- pi kuin pitkittäis- ja poikittaisurien syvyys ja jonka pi-tempi sivu on ympäryssuunnassa ja lyhyempi sivu pyöri-,*·, 35 misakselin suunnassa.

Lisäksi mitkä tahansa kaksi alalohkoa, jotka on 3 116127 muodostettu keskiviivan vastakkaisille puolille maakoske-tusalueen kautta ja joita keskiviivasta erottavat yhtä suuret välit, vuorottelevat ympäryssuunnassa.

Lisäksi on edullista, mikäli kohoalueiden pinta-5 alan L suhde ura-alueiden pinta-alaan S on asetettu olemaan välillä L/S = (0,5 - 0,65)/(0,5 - 0,35).

Lisäksi nastaton rengas täyttää vielä seuraavat ehdot : m/M = 0,025 - 0,050 10 a/c = 0,055 - 0,15 d/D = 0,40 - 0,80 0,2 < e/T < 0,8 missä M on jakovälin kohoalueiden pinta-ala yhdellä kulutuspintakuvion jakovälillä; m on yhden alalohkon pinta-15 ala; a on alalohkon leveys; c on alalohkon pituus; D on pitkittäis- tai poikittaisuran syvyys; d on aliuran syvyys; e on etäisyys keskiviivasta maakosketusalueen kautta ala-lohkoon; ja T on puolet maanpinnan kanssa kosketuksessa olevan kulutuspinnan alueen leveydestä.

: ·* 20 Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti muodos- • i tetaan nastaton rengas, jonka kulutuspinnassa on lohkoja, ··· joita rajaavat pitkittäis- ja poikittaisurat, missä kuhun- : kin reunaosaan sovitettujen reunalohkojen kulutuspinnan reunasta säteen suunnassa sisäänpäin olevaan tukiosaan on 25 muodostettu syvennykset ja että renkaan ollessa asennettu • · · normaalille vanteelle ja täytetty ilmalla β/α = 0,05 - 0,15 . . ja γ/δ = 0,1 - 0,3, missä kirjain a edustaa sen kolmion • * · *;; · alaa, jonka rajaavat renkaan pyörimisakselin sisältävää ta- • · ’···' soa pitkin otetun rengasprof iilin kulutuspinnan reunasta 30 säteen suunnassa kulkeva pystysuora viiva, tukiosan sivu- t viiva ja suora viiva, joka on pyörimisakselin suuntainen

• * I

’ , etäisyydellä A, joka on neljännes renkaan korkeudesta H, | ’ suorasta viivasta, joka on vedetty pyörimisakselin suuntai- ’···' sesti renkaan ulkokehän reunasta, kirjain β edustaa 35 kunkin mainitun syvennyksen poikkileikkauksen pinta-alaa, 4 116127 kirjain γ edustaa kussakin mainitussa syvennyksessä olevan aukon pinta-alaa, kirjain δ edustaa tukiosan pinta-alaa ja kulma Θ edustaa sitä kulmaa, jonka mainitun kulutuspinnan reunasta säteen suunnassa oleva pystysuora viiva muodostaa 5 kunkin tukiosan sivuvirvan kanssa ja joka on asetettu olemaan välillä 10 - 40 astetta.

Tämän keksinnön aikaansaamat alalohkot myötävaikuttavat paitsi renkaan ajo-ominaisuuksien paranemiseen lumi- ja jääpeitteisillä tienpinnoilla ja myös suurentavat 10 rengaskuvion poikittaisjäykkyyttä riittävällä määrällä sivuluisun estämiseksi ja kaarreajon rajanopeuden suurentamiseksi, samalla kun nämä alalohkot varmistavat, että ajoneuvon, mikäli se joutuu sivuluisuun, asentoa voidaan helposti korjata, jolloin sen ohjattavuus paranee.

15 Ilman mitään alalohkoja kulutuspintakuvion yhdellä jakovälillä saadaan vain riittämätön sivuluisun estovaikutus yhden jakovälin osuudella, ja renkaan ympäryssuunnassa aikaansaatu luistonestovaikutus tulee niin epätasaiseksi, että se vaikuttaa haitallisesti lumi- tai jääpeitteisillä 20 tienpinnoilla kulkevan ajoneuvon stabiilisuuteen.

Jos L/S on pienempi kuin 0,5/0,5 (= 1), niin koho- * I · . alueiden pinta-ala L on liian pieni ja siitä johtuen loh- • · · *'V kot ovat niin pienet, että niiden jäykkyys pienenee, mikä ·;·'·_ pienentää tartuntavoimaa tienpinnassa. Jos L/S on suurempi • · · *· '·’ 25 kuin 0, 65/0,35 (= 65/35), niin ura-alueiden pinta-ala S on ·.’ · liian pieni ja siitä johtuen urat ovat liian kapeat muo- • · · V ; dostaakseen riittävän määrän lumipurseita lumisella pin nalla ajettaessa, jolloin renkaan ja tienpinnan välinen • kitkavoima pienenee niin paljon, että se huonontaa sen * » · · 30 ajo-ominaisuuksia lumisella pinnalla.

• · * ,,· Jos m/M on pienempi kuin 0,025, niin yksittäiset * “ sisemmät ja ulommat alalohkot ovat niin pienet, että nii- den poikittaisjäykkyys on riittämätön tarkoitetun ohjatta- ·;·· vuuden parannuksen aikaansaamiseksi.

35 Jos m/M on suurempi kuin 0,050, niin yksittäiset • · 5 116127 sisemmät ja ulommat alalohkot ovat niin suuret, että niiden muoto muuttuu vain pienessä määrin, jolloin ne aikaansaavat alentuneen sivuluisunestovaikutuksen.

Jos d/D on pienempi kuin 0,40, niin aliurat ovat 5 niin matalat, että ne aikaansaavat ainoastaan vähäisen vaikutuksen urina. Jos d/D on suurempi kuin 0,80, niin aliurat ovat niin syvät, että alalohkojen jäykkyys pienenee .

Reunalohkojen tukiosiin muodostetut syvennykset 10 pienentävät reunalohkojen jäykkyyttä ja absorboivat sen iskun, joka syntyy, kun kulutuspinnan reunat neliömäisissä reunaosissa koskettavat kulumisuria, myötävaikuttaen siten "vaeltelua" estävästi.

Lisäksi poikittaisvoima, joka kohdistuu reunaosaan 15 kummankin etupyörän ulkosivulla ajoneuvon ajaessa kaarteessa, absorboituu tehokkaasti etupyörien sivuluisun estämiseksi, samalla kun aliohjautumisen esiintyminen vähenee .

Suhteiden β/α ja γ/δ arvot ovat mieluummin vastaa-20 vasti väleillä 0,05 - 0,15 ja 0,1 - 0,3. Jos vastaavien alueiden alarajoja ei saavuteta, niin tämän keksinnön tar-·.· ·' koitettuja vaikutuksia ei saada aikaan. Jos ylärajat yli- j,j · tetään, niin paitsi että tartuntavoima pienenee, esiintyy ·;· myös lisäongelma, kuten ilmasulkeumia renkaan valmistuksen 25 aikana.

• t

Kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön erään suo- • * » ritusmuodon mukaista nastatonta rengasta, missä kulutus-pinta on esitetty tasoon kuvattuna, . , kuvio 2 esittää kuviossa 1 esitetyn kulutuspinnan I f » 30 osaa suurennettuna, ’>·*’ kuvio 3A on kuvion 2 poikkileikkaus A - A, kuvio 3B on kuvion 2 poikkileikkaus B - B, kuvio 3C on kuvion 2 poikkileikkaus C - C, ’ , kuvio 3D on kuvion 2 poikkileikkaus D - D, ‘ 35 kuvio 4 esittää esimerkin ja vertailuesimerkin 1 6 116127 nastatonta rengasta, missä kulutuspinta on esitetty tasoon kuvattuna, kuvio 5 esittää vertailuesimerkin 2 nastatonta rengasta, missä kulutuspinta on esitetty tasoon kuvattuna, 5 kuvio 6 esittää vertailuesimerkin 3 nastatonta rengasta, missä kulutuspinta on esitetty tasoon kuvattuna, ja kuvio 7 esittää vertailuesimerkin 4 nastatonta rengasta, missä kulutuspinta on esitetty tasoon kuvattuna. 10 Kuvio 8 on esillä olevan keksinnön ajatuksen to teuttavan nastattoman renkaan toisella sivulla olevan tu-kiosan perspektiivikuvanto, kuvio 9 on kuviossa 1 esitetyn nastattoman renkaan osittaispoikkileikkaus, 15 kuviot 10A - 10D esittävät perspektiivikuvantona tämän keksinnön mukaisen tukiosan neljää erilaista muotoa ja kuvio 10E esittää tavallisen nastattoman renkaan tukiosan muotoa.

20 Tämän keksinnön suoritusmuotoja on seuraavassa se litetty oheisiin piirustuksiin viitaten.

V ·’ Kuten kuvioissa 1 ja 2 on esitetty, kulutus- : : : pinnalla 1 on ekvatoriaalitasossa keskellä oleva pitkit- ·*· täisura 2, joka kulkee renkaan ympäryssuunnassa. Keskellä j 25 olevan pitkittäisuran 2 kummallekin puolelle on muodostet- • · tu pitkittäinen väliura 3 ja ulompi pitkittäisura 4. Poi- f*;.f kittaisurat 5 on muodostettu siten, että ne ulottuvat ku- lutuspinnan toisesta reunasta la kulutuspinnan toiseen reunaan la renkaan leveyssuunnassa. Keskellä oleva pitkit- :·: : 30 täisura 2, pitkittäiset väliurat 3 ja poikittaisurat 5 ra- jaavat sisälohkot 6; pitkittäiset väliurat 3, ulommat pit- j‘.>t kittäisurat 4 ja poikittaisurat 5 rajaavat ulkolohkot 7 ja ulommat pitkittäisurat 4, kulutuspinnan reunat la ja poi- • _ kittaisurat 5 rajaavat reunalohkot 8.

• * * > » ‘ ‘ 35 Huomattakoon, että pitkittäiset väliurat 3 eivät 7 116127 ole ympäryssuunnassa samalla viivalla, vaan ne on porrastettu leveyssuunnassa, joten pitkittäisten väliurien 3 ja poikittaisurien 5 risteyskohdissa sisälohkojen 6 ja ulko-lohkojen 7 reunat eivät sijaitse suorilla viivoilla ympä-5 ryssuunnassa, vaan ne ovat siirtyneet toistensa suhteen, jolloin saadaan aikaan tehostunut pureutuminen lumen tai jään pintaan paremman tarttumiskyvyn varmistamiseksi.

Kuhunkin sisälohkoon 6 on muodostettu uurteet 9 siten, että niiden vastakkaiset päät ovat yhteydessä kes-10 kellä olevaan pitkittäisuraan 2 ja pitkittäiseen väliuraan 3; kuhunkin ulkolohkoon 7 on muodostettu uurteet 10 siten, että niiden vastakkaiset päät ovat yhteydessä pitkittäiseen väliuraan 3 ja ulompaan pitkittäisuraan 4; kuhunkin reunalohkoon 8 on muodostettu uurteet 11 siten, että nii-15 den vastakkaiset päät ovat yhteydessä ulommaiseen pitkittäisuraan 4 ja kulutuspinnan reunaan la. Kuhunkin lohkoon muodostettavien uurteiden lukumäärä on tyypillisesti kolmesta viiteen (tarkasteltavassa suoritusmuodossa neljä) ja muita uurteita tai kanavia ei tarvitse käyttää.

20 Nämä uurteet suurentavat kosketuspinta-alaa lohkon ja lumi- tai jääpintojen välillä, jotta saadaan aikaan pa-·* rempi tarttuminen lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla.

i : : Lisäksi ne saavat aikaan lunta tai jäätä kyntävän vaiku- * » * * ·;· tuksen paremman vetovoiman aikaansaamiseksi lumi- tai jää- : 25 peitteisillä tienpinnoilla. Lisäksi se, että uurteet ovat • » yhteydessä pitkittäisuriin, myötävaikuttaa urien näiden t'..t vaikutusten huomattavaan paranemiseen.

Jos kussakin lohkoista 6, 7 ja 8 on vähemmän kuin kolme uurretta, niin lohkojen jäykkyys on liian suuri pa-··’ : 30 rantaakseen ajo-ominaisuuksia lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla. Jos uurteiden lukumäärä on suurempi kuin :‘._t viisi, niin lohkojen jäykkyys pienenee niin paljon, että se vaikuttaa haitallisesti renkaan ohjattavuuteen erityi-* sesti kuivilla teillä.

' ’ 35 Näiden vaikutusten varmistamiseksi täydellisemmin 8 116127 on toivottavaa, että uurteet kulkevat sellaisen matkan, joka on pitempi kuin lohkot akselin suunnassa. Tarkasteltavassa suoritusmuodossa tämä saadaan aikaan muodostamalla kunkin uurteen keskiosaan aaltomainen kuvio.

5 Sisälohkojen 6 (tai ulkolohkojen 7) kussakin ympä- ryssuuntaisessa rivissä joka toinen lohko on varustettu sivuluisun estävällä sisemmällä alalohkolla 12 (ulommalla alalohkolla 13) renkaan pyörimisakselin suunnasta ulospäin ja aliuran 6a (tai 7a) erottamana, joka on muodostettu 10 sellaiseksi, että sen syvyys on pienempi kuin urien 2, 3, 4 ja 5 syvyys (katso kuvio 4). Sisemmän alalohkon 12 (tai ulomman alalohkon 13) pitempi sivu on ympäryssuuntainen ja lyhyempi sivu pyörimisakselin suuntainen. Kukin sisempi alalohko 12 on siirretty viereiseen ulompaan alalohkoon 13 15 nähden ympäryssuunnassa yhtä lohkoa vastaavan matkan.

On erityisesti syytä mainita, että mitä tulee niihin sisälohkojen 6 ympäryssuuntaisiin riveihin, jotka on muodostettu keskiviivan OL molemmin puolin maakosketus-alueen kautta, sisemmät alalohkot 12, jotka on asetettu 20 yhtä suuren välin päähän keskiviivasta OL, vuorottelevat ympäryssuunnassa. Samoin, mitä tulee niihin ulkolohkojen 7 • ’ « !,· ί ympäryssuuntaisiin riveihin, jotka on muodostettu keski- : viivan OL molemmin puolin maakosketusalueen kautta, ulom- ·*· mat alalohkot 13, jotka on asetettu yhtä suuren välin pää- j 25 hän keskiviivasta OL, vuorottelevat ympäryssuunnassa.

Nämä sisemmät alalohkot 12 ja ulommat alalohkot 13 myötävaikuttavat paitsi renkaan ajo-ominaisuuksien paranemiseen lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla, myös kulu-tuspintakuvion poikittaisjäykkyyden suurenemiseen sellai-: 30 sella määrällä, joka on riittävä estämään sivuluisun ja suurentamaan kaarreajon rajanopeutta samalla kun nämä ala- !\( lohkot varmistavat, että ajoneuvon, mikäli se joutuu sivu- » luisuun, asentoa voidaan helposti korjata, jolloin sen oh-• _ jattavuus paranee.

‘ 1 35 Kunkin reunalohkon 8 kulutuspinnan reuna la on yh- 9 116127 distetty tukiosaan 14, joka ulottuu renkaan jompaankumpaan sivuosaan 15 asti, ja tukiosaan 14 on muodostettu syvennykset 16. Syvennykset 16 pienentävät reunalohkojen 8 jäykkyyttä siten, että ne estävät paitsi "vaeltelun" ajet-5 taessa moottoriteiden lumettomilla tai jäättömillä kesto-päällysteillä, myös aliohjautumisen ajoneuvon ajaessa kaarteessa.

Suositeltavaa on, että kulutuspinnan toisella sivulla olevan reunan la ja kulutuspinnan toisella sivulla 10 olevan reunan la välillä olevalla maakosketusalueella ko-hoalueiden pinta-alan L, joka on kaikkien lohkojen 6, 7, 8, 12 ja 13 pinta-alojen kokonaissumma renkaan koko kehällä, suhteen ura-alueiden pinta-alaan S, joka on kaikissa urissa 2, 3, 4, 5, 6a ja 7a olevien aukkojen pinta-alojen 15 kokonaissumma, tulisi olla välillä L/S = (0,5 - 0,65)/ (0,5 - 0,35), edellyttäen että maakosketusalueen kokonaispinta-alan ilmaisee lauseke L + S = 1.

Jos L/S on pienempi kuin 0,5/0,5 = 1, niin koho-alueiden pinta-ala L on liian pieni ja siitä johtuen loh-20 kot ovat niin pieniä, että niiden jäykkyys pienenee, mikä pienentää tartuntavoimaa tienpinnalla. Jos L/S on suurempi V ·’ kuin 0, 65/0,35 (= 65/35), niin ura-alueiden pinta-ala S on

• I

I : : liian pieni ja siitä johtuen urat ovat liian kapeat muo- '>* dostaakseen riittävän määrän lumipurseita lumisella pin- : 25 nalla ajettaessa, jolloin renkaan ja tien pinnan välinen * t kitkavoima pienenee niin paljon, että se huonontaa sen » * » ajo-ominaisuuksia lumisella pinnalla.

• * »

Suositeltavaa on myös, että jos M ilmaisee jakovä- , , Iillä oleva kohoalueiden pinta-alan, joka on lohkojen 6, » » » ·' · 30 7, 8, 12 ja 13 pinta-alojen summa kulutuspintakuvion yh- dellä jakovälillä, ja jos m ilmaisee yhden sisemmän ala- ;'·Μ lohkon 12 tai yhden ulomman alalohkon pinta-alan, m:n ja M:n suhde tulisi asettaa olemaan välillä m/M = 0,025 -*·\ 0, 050.

5 t ! » 35 Jos m/M on pienempi kuin 0,025, niin joko yksit- 10 116127 täiset sisemmät alalohkot 12 tai ulommat alalohkot 13 ovat niin pienet, että niiden poikittaisjäykkyys on riittämätön tarkoitetun ohjattavuuden parannuksen takaamiseksi.

Jos m/M on suurempi kuin 0,050, niin yksittäiset 5 sisemmät alalohkot 12 tai ulommat alalohkot ovat niin suuret, että niiden muoto muuttuu vain pienessä määrin, jolloin ne aikaansaavat alentuneen sivuluisunestovaikutuksen.

On myös toivottavaa, että kunkin sisemmän alaloh-kon 12 ja ulomman alalohkon 13 leveyden a suhde sen pituu-10 teen c asetetaan välille a/c = 0,055 - 0,15. Jos a/c on pienempi kuin 0,055, niin alalohkot 12 ja 13 ovat niin kapeat, että niiden jäykkyys on riittämätön. Jos a/c on suurempi kuin 0,15, niin kummatkin alalohkot 12 ja 13 muuttavat muotoaan vain pienessä määrin aikaansaaden alentuneen 15 sivuluisunestovaikutuksen.

Lisäsuosituksena on, että d/D on välillä 0,40 - 0,80, missä D edustaa kunkin uran 2, 3, 4 ja 5 syvyyttä ja d edustaa kunkin aliuran 6a ja 7a syvyyttä. Jos d/D on pienempi kuin 0,40, niin aliurat 6a ja 7a ovat liian mata- 20 lat toimiakseen urina tehokkaasti. Jos d/D on suurempi kuin 0,80, niin aliurat 6a ja 7a ovat niin syvät, että si- : sempien alalohkojen 12 ja ulompien alalohkojen 13 jäykkyys : pienenee.

• * · · >·. Esillä olevan keksinnön tarkoituksissa on olen- .·. : 25 naista, että kulutuspintakuvion yhdelle jakovälille muo- • · i • · .•;*t dostetaan ainakin yksi sisempi alalohko 12 ja ainakin yksi ulompi alalohko 13.

’ Ilman mitään kulutuspintakuvion yhdellä jako- välillä olevia alalohkoja joko sisempien alalohkojen 12 t I · ·'·! 30 tai ulompien alalohkojen 13 kysymyksessä ollen yhden jako- välin osuus saa aikaan vain riittämättömän sivuluisunesto-:\ vaikutuksen, ja renkaan ympäryssuunnassa aikaansaatu luis- .**·, tonestovaikutus tulee niin epätasaiseksi, että se vaikut- ’’’ taa haitallisesti lumi- tai jääpeitteisellä tien-pinnalla ’ · 35 kulkevan ajoneuvon stabiilisuuteen.

11 116127

Esillä olevassa keksinnössä on myös suositeltavaa, että jos etäisyys keskiviivasta OL kulutuspinnan 1 maa-kosketusalueen kautta maakosketusalueen keskiviivaa lähempänä olevan sisemmän alalohkon 12 reunaviivaan ilmaistaan 5 eirllä, kun taas etäisyys keskiviivasta OL maakosketusalueen kautta maakosketusalueen keskiviivaa lähempänä olevan ulomman alalohkon 13 reunaviivaan ilmaistaan e2:lla, niin sisemmät alalohkot 12 ja ulommat alalohkot 13 tulisi muodostaa sellaiselle alueelle, joka täyttää ehdon 0,2 < 10 e/T < 0,8, missä e edustaa ej.:tä tai e2:ta ja T on puolet maakosketusalueen leveydestä, joka on yhtä kuin renkaan vastakkaisilla sivuilla olevien kulutuspinnan reunojen la välinen etäisyys.

Jos e/T on yhtä suuri tai pienempi kuin 0,2, niin 15 sisempien alalohkojen 6 leveys pienenee renkaan pyörimisakselin suunnassa ja niiden jäykkyys myös pienenee aiheuttaen haitallisia vaikutuksia renkaan suoritusominaisuuk-siin, kuten veto-omainaisuuksiin ja lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla ajon stabiilisuuteen.

20 Jos e/T on yhtä suuri tai suurempi kuin 0,8, niin reunalohkojen 8 leveys pienenee renkaan pyörimisakselin V * suunnassa ja niiden jäykkyys myös pienenee, mikä myöskin vaikuttaa haitallisesti renkaan suoritusominaisuuksiin, ··· kuten veto-omainaisuuksiin ja lumi- tai jääpeitteisillä : 25 tienpinnoilla ajon stabiilisuuteen.

.:·. Keksinnön mukaisen koerenkaan (esimerkki 1; katso * » · kuvio 4), kolmen vertailtavan koerenkaan (vertailuesimer- * * » kit 1 - 3), joissa oli alalohkot mutta jotka olivat rakenteellisesti tämän keksinnön piirin ulkopuolella yhden tai :·: : 30 useamman näkökohdan mukaan, sekä yhden muun vertailtavan *...· koerenkaan (vertailuesimerkki 4), jolla oli tekniikan ta- ·’· _ soa edustava rakenne, suorituskykyä testattiin. Testitu- lokset sekä asianomaisten renkaiden spesifikaatiot on esi- t tetty taulukoissa 1 ja 2.

' ’ 35 Vertailuesimerkin 1 (katso kuvio 4) rengas oli tä- 12 116127 män keksinnön piirin ulkopuolella ainoastaan suhteen d/D osalta (= 0,34 < 0,40, joka on tämän keksinnön määrittelemän välin alaraja).

Vertailuesimerkin 2 (katso kuvio 5) rengas oli tä-5 män keksinnön piirin ulkopuolella suhteen m/M (= 0,0145 < 0,025, joka on tämän keksinnön määrittelemän välin alaraja) ja suhteen a/c osalta (= 0,050 < 0,055, joka on tämän keksinnön määrittelemän välin alaraja).

Vertailuesimerkin 3 (katso kuvio 6) rengas oli tä-10 män keksinnön piirin ulkopuolella suhteen m/M (= 0,058 > 0,050, joka on tämän keksinnön määrittelemän välin yläraja) ja suhteen a/c osalta (= 0,200 > 0,15, joka on tämän keksinnön määrittelemän välin yläraja).

Vertailuesimerkin 4 (katso kuvio 7) renkaalla oli 15 tavanomainen sisempiä ja ulompia alalohkoja vailla oleva kulutuspintakuvio.

Mitä tulee taulukoiden 1 ja 2 indeksien esittämiin suoritusarvoihin, kriteereinä ovat vertailuesimerkin 4 tiedot ja mitä suuremmat indeksit ovat, sitä parempi on 20 suorituskyky.

13

Taulukko 1 116127

Vertailu- Vertailu-Esimerkki 1 esimerkki 1 esimerkki 2 5 L/S 0,58/0,42 0,58/0,42 0,56/0,44 m/M 0,029 0,029 0,0145 10 a/c 0,100 0,100 0,050 d/D 0,588 0,34 0,588

Alalohkojen lukum. 222 15 yhdellä jakovälillä (e/T) ei/T 0,27 0,27 0,29 e2/T 0,62 0,62 0,64 20 (Suorituskyky jäällä)

Kaarreajosuorituskyvyn 105 102 102 indeksi 25

Pujotteluaikaindeksi 106 102 101 (Suorituskyky lumella) 30 Koeajoradan läpiajoon 98,09 101,34 102,22 ... kulunut aika · (sekuntia) ··: ‘ Kaarreajonopeus, kun 32,6 31,2 31,1 ··· 35 R = 35 m (km/h) ·/>· Stabiilisuusarvostelu 766 kaistanvaihdon aikana 1

Ohjattavuus sivuluisun 8 7 6 jälkeen 5 14

Taulukko 2 116127

Vertailu- Vertailu-esimerkki 3 esimerkki 4 L/S 0,60/0,40 0,55/0,45 m/M 0,058 10 a/c 0,200 d/D 0,588

Alalohkojen lukum. 2 15 yhdellä jakovälillä (e/T) ei/T 0,25 e2/T 0,60 20 (Suorituskyky jäällä)

Kaarreajosuorituskyvyn 101 100 indeksi 25

Pujotteluaikaindeksi 103 100 (Suorituskyky lumella) 30 Koeajoradan läpiajoon 101,87 103,40 ,,, kulunut aika V ' (sekuntia) * c · ·· ’ Kaarreajonopeus, kun 30,9 29,3 ··· 35 R = 35 m (km/h) *," · j Stabiilisuusarvostelu 7 5 kaistanvaihdon aikana 40 Ohjattavuus sivuluisun 5 5 ‘ jälkeen ·' Kuten taulukoista 1 ja 2 nähdään, patenttivaati- muksen 1 mukaisten alalohkojen muodostaminen myötävaikutti 45 renkaan suoritusominaisuuksien paranemiseen sekä lumella että jäällä; huomattakoon erityisesti, että muodostamalla sellaiset alalohkot, jotka täyttivät esillä olevan keksin-' ' non mukaiset vaatimukset, suoritusominaisuuksia jäällä ja 15 116127 lumella, erityisesti kaarreajo-ominaisuuksia, voitiin edelleen parantaa.

Kun tämän keksinnön mukaisella nastattomalla renkaalla on tässä selitetyt rakennepiirteet, sillä on seu-5 raavat hyvät puolet.

Alalohkojen muodostaminen vaikuttaa paitsi renkaan ajo-omaisuuksia lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla parantavasti, myös kulutuspintakuvion poikittaisjäykkyyttä riittävällä määrällä suurentavasti estääkseen sivuluisun 10 ja suurentaakseen kaarreajon rajanopeutta, samalla kun nämä alalohkot varmistavat, että ajoneuvon, mikäli se joutuu sivuluisuun, asentoa voidaan helposti korjata, jolloin sen ohjattavuus paranee.

Ilman mitään kulutuspintakuvion yhdellä jako-15 välillä olevia alalohkoja joko sisempien alalohkojen 12 tai ulompien alalohkojen 13 kysymyksessä ollen yhden jako-välin osuus saa aikaan vain riittämätön sivuluisun-estovaikutuksen, ja renkaan ympäryssuunnassa aikaansaatu luistonestovaikutus tulee niin epätasaiseksi, että se vai-20 kuttaa haitallisesti lumi- tai jääpeitteisellä tienpinnalla kulkevan ajoneuvon stabiilisuuteen. ϊ#· · Jos L/S on pienempi kuin 0,5/0,5 (= 1), niin koho- : alueiden pinta-ala L on liian pieni ja siitä johtuen loh- ·· kot ovat niin pienet, että niiden jäykkyys pienenee, mikä : 25 pienentää tartuntavoimaa tienpinnassa. Jos L/S on suurempi kuin 0,65/0,35 (65/35), niin ura-alueiden pinta-ala S on • ;.t liian pieni ja siitä johtuen urat ovat liian kapeat muo dostaakseen riittävän määrän lumipurseita lumisella pinnalla ajettaessa, jolloin renkaan ja tien pinnan välinen * 30 kitkavoima pienenee niin paljon, että se huonontaa sen '...· ajo-ominaisuuksia lumisella pinnalla.

j‘.it Jos m/M on pienempi kuin 0, 025, niin yksittäiset .···, sisemmät ja ulommat alalohkot ovat niin pienet, että nii den poikittaisjäykkyys on riittämätön tarkoitetun ohjatta-35 vuuden parannuksen saavuttamiseksi lumi- tai jääpeittei- 16 116127 sillä tienpinnoilla.

Jos m/M on suurempi kuin 0, 050, niin yksittäiset sisemmät ja ulommat alalohkot ovat niin suuret, että niiden muoto muuttuu vain pienessä määrin, jolloin ne aikaan-5 saavat sivuluisunestovaikutuksen vähenemisen lumi- tai jääpeitteisillä tienpinnoilla.

Jos d/D on pienempi kuin 0,40, niin aliurat ovat liian matalat siten, että ne saavat urina aikaan vain vähäisen vaikutuksen. Jos d/D on suurempi kuin 0,80, niin 10 aliurat ovat niin syvät, että alalohkojen jäykkyys pienenee .

Tämän keksinnön muita suoritusmuotoja on selitetty seuraavassa oheisiin piirustuksiin viitaten.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä nastattomassa renkaas-15 sa kunkin reunalohkon 8 kulutuspinnan reuna la on yhdistetty tukiosaan 4, joka ulottuu renkaan jompaankumpaan sivuosaan 15, ja tukiosaan 14 on muodostettu syvennykset 16 (katso kuviot 3 ja 8).

Kuten kuviossa 9 on esitetty, ilmalla täytetyn 20 renkaan kulutuspinnan reunasta la säteen suunnassa kulkevan pystysuoran viivan VL tukiosan 14 sivuviivan SL kanssa ·,·’ ·’ muodostama kulma Θ asetetaan välille 10 - 40 astetta (tar- : kasteltavassa suoritusmuodossa Θ = 32°) .

Tarkastellaan kolmiota S, jonka muodostavat pysty-:/·· 25 suora viiva VL, sivuviiva SL ja suora viiva HL, joka on : : : renkaan pyörimisakselin suuntainen etäisyydellä A (A = H/4) suorasta viivasta, joka on vedetty pyörimisakselin suuntaisena renkaan ulommasta kehäreunasta OL, missä H on : renkaan korkeus, jonka määrittelee etäisyys perusviivasta i » ·*’ 30 BL (vanteen vertailutasosta) OL:ään. Tarkastellaan myös » i kunkin tukiosassa 14 olevan syvennyksen 16 poikkileikkaus-; ta s (tässä suoritusmuodossa kolmion muotoinen) pyörimisin/ akselin sisältävää tasoa myöten otettuna. Jos kolmion S ja poikkileikkauksen s pinta-aloja merkitään vastaavasti kir-35 jaimilla a ja β, niin on välttämätöntä, että suhde β/α on 116127 π välillä 0,05 - 0,15 (tässä suoritusmuodossa β/α = 0,13).

Syvennykset 16 pienentävät reunalohkojen 8 jäykkyyttä estäen "vaeltelun" ja aliohjautumisen.

Jos β/α on pienempi kuin 0,05, niin syvennykset 16 5 ovat liian pienet saadakseen aikaan tarkoitetut vaikutukset; jos β/α on suurempi kuin 0,15, niin paitsi että tar-tuntavoima pienenee, esiintyy myös ongelmia, kuten ilma-sulkeumia renkaan valmistuksen aikana.

Oletetaan, että kussakin syvennyksessä 16 olevan 10 aukon pinta-alaa merkitään kirjaimella γ (katso kuvio 2) ; oletetaan myös, että reunalohkon 8, jota ympäröi tukipin-nan 17 sivuviiva, pinta-ala (mukaan luettuna syvennyksessä 16 olevan aukon pinta-ala) on pinta-ala δ. Keksinnön mukaan suhteen γ/δ on määritelty olevan välillä 0,1 - 0,3 15 (tässä suoritusmuodossa γ/δ = 0,21) ja kulma Θ, jonka säteen suunnassa kulutuspinnan sivureunasta lähtevä pystysuora viiva muodostaa tukiosan sivuviivan kanssa, asetetaan välille 10 - 40 astetta.

Nämä ehdot ovat välttämättömät parempien ajo-omi- 20 naisuuksien aikaansaamiseksi lumettomilla tai jäättömillä V * moottoriteillä, kuten esimerkiksi kaarreajo-ominaisuuksien ;,· · ja stabiilisuuden parantamiseksi tien kulumisurissa ajet- * taessa. Jos γ/δ on pienempi kuin 0,1, niin syvennykset 16 • » ·/·· ovat liian pienet saadakseen aikaan halutut vaikutukset; : 25 jos γ/δ on suurempi kuin 0,3, niin paitsi että tartunta- : voima pienenee, esiintyy myös ongelmia, kuten ilmasulkeu- mia renkaan valmistuksen aikana.

' ·'. Esillä olevan keksinnön mukaan konstruoitiin koe- , s‘, renkaita ja niiden suorituskykyä testattiin ja verrattiin 1 t » • 30 tavalliseen renkaaseen. Testitulokset on esitetty taulu koissa 3 ja 4.

Ensimmäisessä tämän keksinnön mukaisessa koeren-, ; kaassa (esimerkki 2) ei lohkoissa ollut uurteita renkaan pyörimisakselin suunnassa, ja tukiosissa 14 olevien syven- 18 116127 nysten 16 poikkileikkaus oli kolmion muotoinen (katso kuvio 10A) .

Toisessa tämän keksinnön mukaisessa koerenkaassa (esimerkki 3) ei lohkoissa ollut uurteita renkaan pyöri-5 misakselin suunnassa, ja syvennysten 16 poikkileikkaus oli suorakulmion muotoinen (katso kuvio 10B).

Kolmannessa tämän keksinnön mukaisessa koerenkaassa (esimerkki 4) lohkoissa oli uurteet renkaan pyörimisakselin suunnassa, ja syvennysten 16 poikkileikkaus oli 10 kolmion muotoinen (katso edellä olevissa kappaleissa selitetty suoritusmuoto).

Neljännessä tämän keksinnön mukaisessa koerenkaassa (esimerkki 5) lohkoissa oli uurteet renkaan pyörimisakselin suunnassa, ja syvennysten 16 poikkileikkaus oli 15 suorakulmion muotoinen (katso kuvio 10D).

Vertailukohteena olevassa tavanomaisessa renkaassa (vertailuesimerkki 5) lohkoissa oli uurteet renkaan pyörimisakselin suunnassa, mutta tukiosissa 14 ei ollut mitään syvennyksiä (katso kuvio 10E).

• » · * 1 1 * · · • 1 f · • i »

• 1 M

• « • 1 1 t »

Taulukko 3 19 116127

Esimerkki 2 Esimerkki 3 Esimerkki 4 5 β/α 0,078 0,18 0,13 γ/δ 0,17 0,17 0,21 θ 17° 17° 32° 10

Suoritusominaisuudet lumettomilla tai jäättömillä moottoriteillä 15 (stabiilisuus suoraan 7 77 ajettaessa) (stabiilisuus kaistan- 8 67 vaihdon aikana) 20 (kaarreajo-ominaisuudet) 7 68

Koeajoradan läpiajoaika 63,21 67,01 62,54 25 Ajaminen tien kulumisurissa (kulumisurissa) 8 78 (ajo pois kulumisurista) 7 68 30

Suoritusominaisuudet lumi-* tai jääpinnalla 1 » · *“ ’ (jarrutus lumella) 102 102 103 35 ,·, ; (jarrutus jäällä) 104 101 100 • <i (kaarreajo jäällä; 105 102 100 R = 25 m) ! t i i

Taulukko 4 20 116127

Vertailu-

Esimerkki 5 Esimerkki 6 esimerkki 5 5 β/α 0,13 0,042 γ/δ 0,34 0,21 10 θ 32° 32° 32°

Suoritusominaisuudet lumettomilla tai jäättömillä moottoriteillä 15 (stabiilisuus suoraan 7 66 ajettaessa) (stabiilisuus kaistan- 6 65 20 vaihdon aikana) (kaarreajo-ominaisuudet) 6 6 5

Koeajoradan läpiajoaika 65,89 67,01 68,70 25

Ajaminen tien kulumisurissa (kulumisurissa) 7 76 30 (ajo pois kulumisurista) 7 66 i » ·

Suoritusominaisuudet lumi-: tai jääpinnalla • 1 · ;··, 35 (jarrutus lumella) 102 100 100 (jarrutus jäällä) 101 101 100 * » (kaarreajo jäällä; 102 100 100 40 R = 25 m) i· # : Kuten taulukoista 3 ja 4 nähdään, tämän keksinnön ·,,, mukaisten koerenkaiden suorituskyky lumettomilla tai jäät- _ tömillä moottoriteillä oli parempi kuin vertailukohteena 45 olevalla renkaalla, ilman että ajo-ominaisuudet olisivat >’ huonontuneet lumi- ja jääpeitteisillä tienpinnoilla ajet- ’ taessa.

21 116127

Kun tämän keksinnön mukaisella nastattomalla renkaalla on tässä selitetyt rakennepiirteet, sillä on seu-raavat hyvät puolet.

Reunalohkojen tukiosiin muodostetut syvennykset 5 pienentävät reunalohkojen jäykkyyttä ja absorboivat sen iskun, joka kehittyy, kun kulutuspinnan reunat nelikulmaisissa reunoissa koskettavat tien kulumisuria, jolloin ne osaltaan vaikuttavat "vaeltelua" estävästi.

Lisäksi poikittaisvoima, joka kohdistuu reunaosaan 10 kummankin etupyörän ulkosivulla ajoneuvon ajaessa kaarteessa, absorboituu tehokkaasti etupyörien sivuluisun estämiseksi, samalla kun aliohjautumisen esiintyminen vähenee .

• · · 9 · * I · · * » » « * · * • I t • * * » · • » * • * * ( t * I * 1

Claims (2)

1. 22 116127 Patenttivaatimus