FI98058C - Ilmarengas ja siitä muodostettu pyörärakenne tai ajoneuvon vetopyörä - Google Patents

Description

98058

Ilmarengas ja siitä muodostettu pyörärakenne tai ajoneuvon vetopyörä

Esillä oleva keksintö liittyy ilmarenkaaseen, joka 5 on tarkoitettu käytettäväksi vanteella, jossa on vara-ajolaite, ja/tai ajoneuvon vetopyörässä, jossa ilmarengas tukee ja ohjaa telaketjua.

Esimerkiksi US-patenttijulkaisut nro 3 038 900, 4 184 388 ja 4 258 767 paljastavat varapyörät, jotka pe-10 rustuvat sellaisen sisäpuolisen tukilaitteen tai sisäpyö-rän käyttöön ottamiseen, jonka tehtävänä on estää tyhjentynyttä rengasta litistymästä kokonaan kasaan. Tällainen tukilaite vähentää renkaan kylkien deformaatiota ja pidentää täten huomattavasti sitä etäisyyttä, joka tyhjällä 15 renkaalla voidaan kulkea. Tyhjällä vararenkaalla ajaminen, mikä on asennettu vanteelle, jossa on vara-ajolaite, kärsii kuitenkin sellaisesta puutteesta, että tukilaite tai sisärengas on ympäryskehältään pienempi kuin rengas, mikä johtaa suhteelliseen liikkeeseen renkaan sisäpuolen ja 20 vara-ajolaitteen välillä. Tällainen liike tai luiskahtaminen kuluttaa renkaan sisäpuolta, joka kuluu nopeasti kokonaan sisältä ja riskinä on, että rengas voi haljeta sä-teittäistasossa tai renkaan kulutuspinta voi irrota niin, että ajon jatkaminen ei tavallisesti ole mahdollista.

25 Yllä olevissa US-patenttijulkaisuissa ehdotetaan, että vara-ajolaitteen ulkokulutuspinnalle järjestetään kumikerros tai käyttöön otetaan sisäpuolinen vara-ajolai-te, joka on tehty ainoastaan kumista tai muovista. Vaihtoehtona on päällystää renkaan sisäpuoli pienen kitkan ety-30 leenipolytereftalaattikerroksella (US-A-4 007 769 ja SE-i B-379 313) tai sopivalla voiteluaineella (US-A-4 007 769 ja SE-B-379 313), joka joko levitetään renkaan sisäpuolelle, kun pyörä asennetaan, tai jaetaan sen päälle, kun rengas tyhjenee. Joissakin tapauksissa tämä jakaminen voidaan 35 suorittaa voiteluaineella, jota syötetään säiliöstä, joka 2 98058 on järjestetty pyörään ja suunniteltu murtumaan vara-ajon tapauksessa.

US-patenttijulkaisussa 3 028 900 selostetun tyyppisten vara-ajolaitteiden käyttäminen on osoittanut, että 5 vara-ajolaitteen pinnalle järjestetyn kumikerroksen ja il-marenkaan sisäpuolen välisestä kulumisesta tai liukumisesta syntyy suuri määrä lämpöä. Lämmön syntyessä nopeasti riskinä on, että rengas syttyy nopeasti tuleen ja tuhoutuu. Tämä riski on vähemmän jyrkkä, kun vara-ajolaitteen 10 pinnalla tai renkaan sisällä oleva pinnoite koostuu poly-tetrafluorietyleenikerroksesta, mutta riski on edelleen olemassa.

Kokeissa voiteluaineiden käyttö renkaassa on antanut erinomaisia tuloksia päällystetyillä teillä tapahtu-15 neessa vara-ajossa. Renkaat, jotka on varustettu vara-ajo-laitteilla, on kuitenkin tarkoitettu enimmäkseen maasto-ajoneuvoihin, kuten sotilasajoneuvoihin. Vara-ajettaessa puhjenneilla renkailla esim. aavikoilla tai muilla äärimmäisen kuivilla ja pölyisillä alueilla voiteluaine kuivuu 20 erittäin nopeasti, todennäköisesti koska se sitoo ympäristössä olevaa hienojakoista pölyä. Tämän seurauksena voite-luvaikutus menetetään nopeasti ja rengas tuhoutuu kuin voiteluainetta ei olisi ollutkaan. Sama puute heikentää etyleenipolytereftalaattikerrosten ottamista käyttöön va-25 ra-ajolaitteissa tai renkaan sisäpuolella, koska etyleeni-polytereftalaatilla on huono kulumisenkestokyky ja se ei täten kykene kestämään puhjenneeseen renkaaseen tunkeutuvan pölyn tai muiden kiinteiden hiukkasten aiheuttamaa kulumista.

30 Ajoneuvon sentyyppisissä vetopyörissä, jotka käsit- v tävät ilmarenkaat ja renkaiden yli kulkevan telaketjun ja joita käytetään sillä tavalla ajoneuvon panemiseksi liikkeelle, kohdattavana vaikeutena on edelleen renkaan niiden osien kuluminen, jotka tulevat kosketuksiin rengasta tuke-35 vien rakenneosien kanssa, joiden tehtävänä on paikoittaa 3 98058 renkaat telaketjuun nähden. Tämä on erityisen jyrkkää kuumissa ja/tai kuivissa olosuhteissa.

Esillä oleva keksintö tähtää antamaan käyttöön il-marenkaan, jolla on suurempi sisäinen ja ulkoinen kulumi-5 senkestokyky ja niin muodoin pitempi käyttöikä. Keksintö tähtää edelleen antamaan käyttöön pyörärakenteen, joka käsittää vanteen, jolle ilmarengas asennetaan, ja sisä-pyörän vara-ajoa varten, joka on asennettu vanteelle ilma-renkaassa, jolloin mainittu pyörärakenne on suunniteltu 10 saavuttamaan paremmat vara-ajo-ominaisuudet, erityisesti aavikoilla ja muilla kuivilla ja pölyisillä alueilla kuin tunnetun tekniikan tämäntyyppiset pyörärakenteet.

Lisäksi keksintö tähtää antamaan käyttöön ajoneuvon vetopyörän, joka käsittää telaketjun ja sen kanssa yhdessä 15 toimivia ilmarenkaita, jolloin mainitulla ajoneuvon veto-pyörällä on pitempi käyttöikä kuin tämäntyyppisillä tunnetun tekniikan ajoneuvojen telaketjuilla.

Keksinnön nämä ja muut tavoitteet saavutetaan il-marenkaalla, jonka sisä- ja/tai ulkokerroksessa on al-20 haiset kitkaominaisuudet, jolloin mainitulle renkaalle on tunnusomaista, että mainittu kerros on kumikerros, jolla on suuri kulumisen kestävyys ja jossa 50 - 100% polymeeri-materiaalista on butadieenikumia. Kun keksintöä sovelletaan ilmarenkaisiin, jotka on tarkoitettu asennettavaksi 25 vanteille, joissa on yllä mainitun tyyppinen vara-ajolai-te, pienen kitkan omaava kumikerros on järjestetty renkaan rungon sisäpuolelle ainakin vara-ajolaitteen sisäpyörää vastapäätä. Kun ilmarengas on sisäkumiton ja sen ilma-tiivis kerros on butyylikumia, pienen kitkan omaava kumi-30 kerros voidaan järjestää joko butyylikumikerroksen sisä-' puolelle tai tämän kerroksen ja renkaan rungon väliin.

Kun ilmarengasta on tarkoitus käyttää veto- tai tukipyöränä telaketjuille, joissa on rengasta tukevia rakenneosia, pienen kitkan omaava kumikerros pitäisi keksin-35 nön mukaan järjestää renkaan kylkien ulkopuolella ainakin 4 98058 alueilla, jotka tulevat kosketuksiin rengasta tukevien rakenneosien kanssa.

Keksinnön mukaan pienen kitkan omaava kumikerros koostuu butadieenikumista, johon on valinnaisesti lisätty 5 pieni määrä luonnonkumia ja/tai styreenibutadieenikumia alle 50 %:n määrä polymeerimateriaalista eli luonnonkumin ja/tai styreenibutadieenin määrän tulisi olla pienempi kuin yksi paino-osa per butadieenin paino-osa.

DE-hakemusjulkaisu 2 658 049 paljastaa vararenkaan, 10 joka on varustettu ulkopuolelta ylimääräisellä kumikerrok-sella, jonka kovuus on 65 - 85 Shore A ja joka on muodostettu styreenibutadieenikumin ja butadieenikumin seoksesta, missä tapauksessa yli 50 % tulisi olla synteettistä kumia ja synteettisen kumin seoksen tulisi sisältää yli 15 10 % styreeniä. Lisäksi kumiseos voi sisältää luonnonku mia. Tämän julkaisun mukaan on edullista, että kovuus on esitetyn kovuusasteikon yläalueilla. Tämä julkaisu kohdistuu tästä keksinnöstä poispäin tuoden julki - kuten se tekee - eri kumiseoksen, joka ei pääasiallisesti koostu 20 butadieenikumista.

Julkaisu SE-B-397 305 paljastaa renkaan, joka on varustettu sisäpuoleltaan suojakumikerroksella, jonka omi-naisrepeytymislujuus on ainakin 880 N/cm. Esimerkinomaisesti mainitaan kumiseos, joka koostuu pääasiassa luonnon-25 kumista ja pienestä määrästä styreenibutadieenikumia. Tämä julkaisu opettaa eri tavalla kuin tämä keksintö vaatimalla suuren repeytymislujuuden omaavaa kumiseosta, kun taas keksinnön mukaan butadieenikumin suuren määrän lisäys pienentää repeytymislujuutta.

30 Keksintöä selostetaan nyt alla yksityiskohtaisemmin : viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 kuvaa ilmarenkaan deformaatiota, kun sillä ajetaan tyhjänä, kuvio 2 on analoginen kuva, joka esittää rengasta, 35 joka on asennettu vanteelle, jossa on vara-ajolaite, , 98058 5 kuvio 3 on leikkauskuva keksinnön mukaisesta ilma-renkaasta, joka on asennettu vanteelle, jossa on vara-ajo-laite, kuviot 4 ja 5 kuvaavat kaksi suoritusmuotoa ajoneu-, 5 von renkaasta, joka on tarkoitettu käytettäväksi kuviossa 3 esitetyn vara-ajolaitteen kanssa, kuvio 6 on leikkauskuva ajoneuvon vetopyörästä, jossa on telaketjut ja renkaat ja kuvio 7 on sivukuva ajoneuvon vetopyörän pienestä 10 osasta.

Kuvio 1 esittää vanteen 10, jolle ilmarengas 11 on asennettu. Ilmarengas on tyhjä ja kun ajoneuvo pannaan liikkeelle, renkaan kyljet 12 taipuvat ulospäin ja puristuvat renkaan kulutuspintaa 14 vasten vanteen reunoilla 15 13. Tämä ei tuo mukanaan ainoastaan oleellista deformaa tiota vaan myös suhteellisia liikkeitä, jotka johtuvat siitä, että vanteen halkaisija on pienempi kuin renkaan normaali halkaisija. Tyhjillä renkailla ajaminen johtaa siis nopeasti siihen, että vanteen reunat leikkaavat ren-20 kaan kyljet palasiksi.

Kuvio 2 kuvaa myös tekniikan tasoa. Tässä tapauksessa vanne 10 on varustettu sisäpuolisella vara-ajolait-teella 15, joka on ylimääräinen pyörä-vanne, joka voi olla tehty teräksestä tai konstruoitu jonkin yllä mainitun US-25 patenttijulkaisun mukaisesti. Tässä tapauksessa sisärengas * · 15 vaikuttaa renkaan rungon 14 sisäpuolella vähentäen sillä tavalla painetta renkaan kyljillä. Kuten aiemmin on mainittu, myös tällainen vara-ajo kuluttaa renkaan nopeasti puhki.

30 Kuvio 3 kuvaa pyörärakennetta, joka käsittää kek- v sinnön mukaisen ilmarenkaan. Tämä suoritusmuoto koostuu siis pyörärakenteestä, joka sisältää sille asennetun vanteen 10, ilmarenkaasta 11 samoin kuin vara-ajon sisäpyö-rästä 15, joka on asennettu vanteelle ilmarenkaan sisällä. 35 Sisäpyörä tai ylimääräinen pyörä-vanne on tehty teräksestä 98058 6 tai jostain muusta sopivasta metallista. Keksinnön mukaan ilmarenkaassa on sisäkerros 20, joka on tehty pienen kitkan omaavasta kumista, jolla on suuri kulumisen kestävyys. Kerros 20 on siis renkaan rungon ja sisäpyörän 15 välissä.

5 Kuvio 4, joka kuvaa kerroksen 20 mahdollisen sijoi tuksen, on leikkauskuva renkaan ja sen kulutuspinnan osasta. Tässä tapauksessa kerros 20 on järjestetty renkaan sisäpuolelle butyylikumikerroksesta 21 sisäänpäin, joka toimii ilmatiiviinä kerroksena. Kerros 21 on levitetty ren-10 kaan rungon 22 sisäpuolelle. Renkaan rungon 22 ulkopuolelle on järjestetty kautsunauhakerros 23, puskurikerros 24 ja sopiva kulutuspinta 25.

Kuvio 5 kuvaa keksinnön mukaisesti, että pienen kitkan omaava kumikerros 20 voidaan järjestää myös butyy-15 likumikerroksen 21 ja renkaan rungon 22 väliin. Eri kerroksilla on samat viitenumerot kuvioissa 4 ja 5.

Kuvio 6 kuvaa ajoneuvon vetopyörän, joka käsittää renkaat 11, jotka on asennettu vanteille 10 ja joiden tehtävänä on käyttää telaketjua 10. Edelleen rengasta tukevat 20 rakenneosat 21 on kiinnitetty telaketjun 30 sisäpuolelle ja toimivat jälkimmäisen paikoittamiseksi ajoneuvon renkaisiin 11 nähden. Keksintö käyttää myös ilmarengasta, jonka ulkopuolella on alhaisen kitkan omaava kumikerros, jolla on suuri kulumisen kestävyys alueilla, jotka tulevat 25 kosketuksiin rengasta tukevien rakenneosien 31 kanssa.

« Tätä kerrosta osoitetaan 32:11a kuvioissa 6 ja 7.

Kuten kuviossa 6 on katkoviivoilla osoitettu, kuviossa 3 kuvatuntyyppistä vara-ajolaitetta voidaan käyttää myös tässä ajoneuvon vetopyörässä. Mikäli asia on näin, 30 ilmarengas on varustettu sisäpuoleltaan pienen kitkan omaavalla kumikerroksella 20, joka vastaa kuvioita 3-5.

Keksinnön mukaan pienen kitkan omaava kumikerros on tehty butadieenikumista, johon on valinnaisesti lisätty luonnonkumia ja/tai styreenibutadieenikumia, jonka määrä 35 on pienempi kuin yksi paino-osa per butadieenikumin paino- 7 98058 osa. Alla oleva taulukko kuvaa sopivan pienen kitkan omaavan kumlmaterlaalin koostumuksen samoin kuin tällaisen materiaalin edullisen suoritusmuodon. Komponenttien määrät on ilmoitettu phr-yksikköinä (parts per hundred parts of 5 resin eli osaa sataa osaa kohti hartsia).

Piemen kitkan omaava kumi

Materiaali alue/phr edullinen/phr

Butadieenikumi (BR) >50 - 100 60 BR

10 Luonnonkumi (NR) ja/tai

styreenibutadieenikumi (SBR) <50 - 100 40 NR

Peptisoija 0 - 0,15 0,07

Vahvistusnoki (ISAF) 40 - 80 60 Käsittelyöljy 0-30 10 15 Käsittelyapuainetta 1-6 3,35

Antiotsonantti 1-4 2

Hapettumisenestoaine 1-3 1

Otsonin kestävä vaha 1-3 2

Sinkkioksidi 2-8 4 20 Steariinihappo 0,5-3 2

Kiihdytin 0,5-3 1,2

Hidastin 0,1-0,5 0,2

Liukeneva tai liukenematon rikki 0,5-3 2 *. 25 Peptisoijana voidaan hyödyllisesti käyttää penta- klooritiofenolia, esim. RENASIT-VII:tä (Rhein-Chemie, Mannheim, Saksa). Käytetty käsittelyöljy on sopivasti erittäin aromaattista mineraaliöljyä ja käsittelyapuaine on homogenoiva aine, hyödyllisesti STRUKT0L 40 MS, joka 30 on synteettinen hartsi, joka perustuu alkyylinaftaleeniin ja aromaattiseen yhdisteeseen, jossa on alkyyliryhmä (Schill & Seilacher, Hampuri, Saksa). Sopiva antiotsonantti on 6-parafenyleenidiamiini ja esim. polaarista trime-tyylidihydrokinoliinia voidaan käyttää hapettumisenesto-35 aineena (antioksidanttina). Kiihdytinaineena voidaan käyt- 8 98058 tää esim. sykloheksyylibentsotiatsyylisulfoamidia. Sopiva hidastinaine on n-(sykloheksyyliftaali-imidi).

Vaikka muita pienen kitkan omaavia kumiseoksia, joilla on suuri kulumisen kestävyys, voidaan käyttää, 5 edullisimmat seokset perustuvat butadieenikumin suuriin pitoisuuksiin.

Claims (8)

9 98058

1. Ilmarengas, jonka sisä- ja/tai ulkokerroksella (20, 32) on pienen kitkan ominaisuudet, tunnettu 5 siitä, että sisä- ja/tai ulkokerros on kumikerros, jolla on suuri kulumisen kestävyys ja jossa 50 - 100 % polymeerimateriaalista on butadieenikumia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rengas, joka on tarkoitettu käytettäväksi vanteella (10), jossa on vara- 10 ajolaite, joka on mainitulle vanteelle asennettu sisäpyö-rä, tunnettu siitä, että pienen kitkan omaava kumikerros (20) on järjestetty renkaan rungon (22) sisäpuolelle ainakin mainittua sisäpyörää vastapäätä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rengas, t u n - 15. e t t u siitä, että pienen kitkan omaava kumikerros (20) on järjestetty mainitun renkaan rungon (22) ja butyy-likumista olevan ilmatiiviin kerroksen (21) väliin.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen rengas, tunnettu siitä, että butyylikumista oleva ilmatiivis 20 kerros (21) on järjestetty mainitun pienen kitkan omaavan kumikerroksen (20) ja mainitun renkaan rungon (22) väliin.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen rengas, joka on tarkoitettu käytettäväksi sellaisten telaketjujen (30) ohjaavana tai tukevana pyöränä, jossa on ren- 25 gasta tukevia rakenneosia (31) renkaan (11) paikoittami- seksi mainitulle telaketjulle (30), tunnettu siitä, että pienen kitkan omaava kumikerros (32) on järjestetty renkaan kylkien (12) ulkokyljellä ainakin alueelle, jotka tulevat kosketuksiin rengasta tukevien rakenneosien 30 (31) kanssa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen ren gas, tunnettu siitä, että pienen kitkan omaava kumikerros (20, 32) koostuu butadieenikumista, johon on valinnaisesti lisätty luonnonkumia ja/tai styreenibuta- 10 98058 dieenikumia, jonka määrä on pienempi kuin yksi paino-osa per butadieenin paino-osa.

7. Pyörärakenne, joka käsittää vanteen (10), jolle ilmarengas (11) on asennettu, ja vara-ajon sisäpyörän 5 (15), joka on asennettu mainitulle vanteelle ilmarenkaan sisällä, tunnettu siitä, että ilmarenkaassa on sisäkumikerros (20), jolla on suuri kulumisen kestävyys ja pienet kitkaominaisuudet ja jossa 50 - 100 % polymeerimateriaalista on butadieenikurflia.

8. Ajoneuvon vetopyörä, joka käsittää ilmarenkaita (11), jotka on asennettu vanteille (10), ja telaketjun (30), joka toimii yhdessä renkaiden (11) kanssa ja joita käytetään sillä tavalla ja jossa on rengasta tukevia rakenneosia (31), joiden tehtävänä on paikoittaa renkaat 15 (11) mainittuun telaketjuun (30) nähden, tunnettu siitä, että ilmarenkaat (11) käsittävät ainakin niillä pinnan alueilla, jotka tulevat kosketuksiin rengasta tukevien rakenneosien (31) kanssa, ulkokumikerroksen (32), jolla on suuri kulumisen kestävyys ja pienet kitkaominai-20 suudet ja jossa 50 - 100 % polymeerimateriaalista on buta-dieenikumia. 11 98058