NO840911L - Radialdekk med spesiell moensterutforming - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår et radialdekk med spesiell mønsterutforming. Ved hjelp av oppfinnelsen økes dekkets bruksverdi, især kjøresikkerheten, ved gun-stigere utnyttelse av kraftoverføringskvotienten og ved nedsettelse av slitasjen.Ifølge oppfinnelsen er profilrillene midt på slitebanen anordnet i området mellom 0 og 10° og ved slitebanens kant mellom 90 og 80°, idet retningsendringen foregår kontinuerlig.

Description

Oppfinnelsen angår radialdekk, især for personbiler og lastebiler, med spesiell mønsterutforming og et tverrsnittsforhold på mellom 0,65 og 0,82.

Under kjøringen overfører dekket samtlige krefter mellom kjøretøyet og kjørebanen. I avhengighet av de momen-tane driftsbetingelser på den ene side og dekkonstruksjonens og mønsterutformingens geometrisk-fysikalske parametre på

den annen side, dannes spenninger i kontaktsonen mellom dekket og kjørebanen, som lokalt har ulike størrelser og retnin-ger .

Herav følger at den maksimalt oppnåeligekraftover-føringskvotient yu mellom gummidelene og kjørebanen utnyttes lokalt forskjellig i anleggsflaten og i grenseområdet lokalt også overskrides. Dette betyr at den teoretisk maksimalt mulige kraftoverføringskvot<J>ent/u mellom gummidelene og kjøre-banen ikke kan oppnås med et virkelig dekk.

De spenninger med lokalt ulike størrelser som dannes i kontaktsonen avhenger av: de drifts-, bremse- og sideføringskrefter som skal over- føres,

dekkhodets geometriske forskyvninger og krumningsendringer

som oppstår ved det rullende dekks avflatning, samt krypingen i det viskoelastiske gummimateriale som står under trykk.

Slik det fremgår av teknikkens stand og de kjente tekniske løsningers karakteristika, er anordningen av tverr-gående og langsgående ribber eller bueformede strukturer kjent og vanlig for utforming av luftfylte dekks slitebane. Målsetningen er herved i regelen et godt feste på tørr og fuktig kjørebane, en stor slitemotstand, liten støyutvikling etc.

Helt utilstrekkelig er det her tatt hensyn til de

på grunnlag av avflatningen forårsakede skyvspenninger i an-leggsf laten .

En profil er kjent fra DE 2 710 825 hvor rillene

har en fuglevingeformet buestruktur hvor buene eventuelt kan være krummet ifølge en ellipseligning. Målsetningen for denne oppfinnelse er i det vesentlige å unngå den skrå trekk-effekt som oppstår ved et dekk med belteformet forsterkning

og å frembringe et dekk med liten kjørestøy, liten ømfindtlig-het mot slitasje og stor dreneringsevne mot vannplaning.

Med hensyn til de skyvspenninger i anleggsflaten som er betinget av avflatingen og ønskes unngått, er dette profil ikke optimalt.

Videre er en slitebane kjent fra DE 2 432 363 som er sammensatt av profilblokker med i det vesentlige sirkel-form og hverandre overensstemmende sentrale treghetsellipser.

Som fordel anføres større motstand mot slitasje og høyere overførbare krefter. En slik anordning av profilblokkene tar imidlertid overhodet ikke hensyn til påvirkningen fra de spenninger som oppstår ved avflatingen og kan derfor kun benyttes fordelaktig ved dekk med et meget lite forhold høyde til bredde.

Videre er en slitebane beskrevet i DD 124 109, som består av tre rekker med ensartede profilelementer hvor de mellom profilblokkene anordnede tverrsppr er forbundet par-vis med smale utsparinger. På disse steder skal profilblokkene avstøtte hverandre, hhv. gripe inn i hverandre ved de-formasjon grunnet ytre kraftpåvirkning, slik at det oppnås et ensartet anleggstrykk, godt feste, stor vannfortrengnings-evne, stor kurvestabilitet samt ensartet slitasje. Heller ikke her er det tatt hensyn til påvirkningen fra de spenninger som kommer av dekkets utflating.

Ved en ytterligere beskrevet profilering, i

DE 3 017 268, er det på tvers av baneretningen anordnet profilblokker som har en vinkel til omdreiningsretningen som endrer seg slik at den fra slitebanens kant fortrinnsvis er 70 til 80°, men i midten 35 til 45°. Denne oppfinnelse som uttrykkelig kun skal benyttes i radialdekk for lastebiler, fremstiller et forsøk på å løse de nevnte problemer, noe som imidlertid ikke er oppnådd tilfredsstillende.

Løsningen ifølge DE 2 107 570 beskrives en. asymme-trisk profil dannet av bueformede rillestrukturer, med god dreneringsvirkning mot vannplaning. Imidlertid er den ved den asymmetriske anordning fullstendig uegnet for nedsettelse av de spenninger som oppstår ved avflatingen.

Det er et mål for oppfinnelsen å frembringe et radialdekk med spesiell mønsterutforming som fører til en økning

av dekkets bruksverdi.

Især skal kjøresikkerheten ved de ulike årstids-betingede kjøreforhold forhøyes og slitasje og rullemotstand skal reduseres.

Det er oppfinnelsens mål å frembringe et radialdekk med spesiell mønsterutforming hvor de avflatingsbetingede skyvspenninger i anleggsflaten reduseres til et minimum og hvor derved en større andel av den mellom gummielementet og kjørebanen maksimalt mulige kraftoverføringskvotient står til rådighet for overføring av drifts-, bremse- og sideførings-krefter.

Ifølge oppfinnelsen løses denne oppgave ved et : radialdekk med spesiell mønsterutforming hvor profilrillene i slitebanens midte er anordnet mellom 0 og 10° og i slitebanens kantområde mellom 90 og 80° i forhold til dekkets om-løpsretning, idet retningsendringen av profilrillene fra kanten mot midten er utført i det vesentlige kontinuerlig i form av en sirkelformet buestruktur med en radius som tilsvarer halvparten av slitebanens bredde, hhv. ikke avviker mer enn 10% fra denne.

Herved er det også mulig at profilrillenes kontinuerlige retningsendring også oppstår ved at forholdet mellom rette profilriller anordnet på tvers og på langs av omfangs-retningen, endres slik at den resulterende retning alltid tilsvarer tangenten av sirkelbuen i vedkommende lengdesnitt, hhv. ikke avviker mer enn 10% fra denne.

Videre kan de profilblokker, hhv. blokkformer som oppstår ved denne anordning av profilrillene, være slik utformet at deres flate ikke er mindre enn ét minimum på 2% av kvadratet av slitebanebredden.

Det er gunstig at omkretsen for en gitt profilblokkflate ikke er mer enn 35% av omkretsen av den sirkel med samme flate som tilhører profilblokken.

Det er videre fordelaktig at middelverdien av de

to flankevinkler ved de i lengden orienterte profilriller, basert på det vertikale plan til dekkets omdreiningsakse, er større enn vinkelen mellom den linje som står vertikalt til den krummede slitebaneflate på den i lengderetningen orienterte profilrilles sted, og det vertikale plan til dekkets omdreiningsakse.

Oppfinnelsen beskrives på grunnlag av utførelser vist på tegningen hvor figur 1 viser de avflatingsbetingede spenninger i anleggsflaten, figur 2 viser de avflatingsbetingede utligningsspenninger (kryping) på den trykkbelastede profilblokk, figur 3a-e viser ulike anordninger ifølge oppfinnelsen av profilrillene i dekkets slitebane, figur 4 viser profilrillenes skråstilling i forhold til slitebanen, figur 5 viser en fordelaktig utforming av slitebaneprofiler.ingen og figur 6 viser en ytterligere fordelaktig utførelse av slite-baneprofileringen.

De i anleggsflaten foreliggende lokale kraftover-føringsbelastninger/u fremkommer av den lokalt virkende skyv-spenning på grunnlag av den på dette sted foreliggende normal-spenning (bunntrykk) . Herved fremkommer den lokale skyvspen-ning som en resultart av de allerede nevnte tre deler.

Ifølge oppfinnelsen er en økning av skyvspenningens andel for overføring av driv-, bremse- og sideføringskrefter mulig ved at de på figur 1 og 2 viste avflatingsbetingede skyvspenninger 5, 6, 7 og 8 nedsettes til et minimum ved en spesiell mønsterutforming. Da kraftoverføringen ved gummi er betinget av glidning og den glidning av profilelementene som forårsaker slitasje, oppstår allerede ved meget små kraft-overføringsbelastninger, med fører enhver nedsettelse av den avflatingsbetingede spenning samtidig en mindre slitasje av profilelementet.

I tillegg bevirker spenningsbetinge.de deformasjoner og slitasje et energitap og bidrar således til dekkets rullemotstand, idet løsningen ifølge oppfinnelsen av oppgaven således også er forbundet med en senkning av energitapet.

Av figur 1 fremgår at de skjematisk viste avflatingsbetingede skyvspenninger 5, 6 og 7 innenfor anleggsflaten A med hensyn til størrelse og retning, prinsipielt virker

slik at de er rettet fra anleggsflatens kant mot midten og har den største verdi ved kanten.

For bedre illustrasjon er skyvkraften i lengderetningen L langs et omkretssnitt 3 i dekkets midte og tverr-skyvkraften Q langs et tverrsnitt 4 i midten av anleggsflaten inntegnet. Således fremkommer for de langs en omkrets-linje på slitebanens kant virkende skyvspenninger, en frem herskende resulterende retning på omtrent 90° til midtlinjen 3 og for de skyvspenninger som virker langs midtlinjen 3, en fremherskende resulterende retning på 0° til midtlinjen.

Tilnærmet uavhengig av de spenninger som forårsakes ved slitebanens endring av krumningen og tilbakevirkningene av den deformerte sidevegg, på figur 1, virker utlignings-spenningene 8 i de trykkbelastede profilblokker, som vist på figur 2. Disse utligningsspenninger virker kun ved profil-blokkens kant og fører til en ytterst høy kraftoverføring-

og slitebelastning av det på figur 2 viste kantområde 9 av profilblokken da normalspenningen i dette område samtidig synker meget sterkt.

Denne erkjennelse utnyttes ved oppfinnelsen hvor retningen av de profilriller som skal innarbeides i slitebanen velges tilsvarende figur 3 slik at profilrillenes retning stemmer overens med det avflatingsbetingede skyvspennin-gers 5, 6 og 7 fremherskende resulterende retning og en profilblokks flate 10 fremdeles holdes størst mulig i forhold til omkretsen 11.

Ifølge oppfinnelsen er profilrillene 12, 15, 16 og 20 slik utformet, slik det fremgår av figur 3a, b, b, d og e, at de fra slitebanens kant utgår i en retning på 90° til midtlinjen 3, hhv. ikke avviker mer enn 10° fra denne. Videre endrer vinkelen seg eksempelvis ifølge figur 3 kontinuerlig langs en sirkelbue med en radius R tilsvarende halvdelen av slitebanens bredde, hhv. ikke avvikende mer enn 10% fra denne, slik at vinkelen mellom profilrillens retning og midtlinjen i slitebanens midtlinje, ligger i område mellom 0 og 10°.

Spesielt fordelaktig har det vist seg når profil-rillen ikke utelukkende følger sirkelbuen 12, men endrer sin retning alternerende langs sirkelbueavsnittene 12, 13, 14 da det herved fremkommer en bedre stabilitet for profilblokkfor-mas jonen i omkretslinjens 2 område.

Likeledes er det gunstig at de profilriller som forløper fra kantene mot midten ikke er forbundet med hverandre i slitebanens midte, slik at det oppstår en gjennomgå-ende midtribbe 21 for opptak av skyvkraftspenningene 7 i lengderetningen.

Profilrillenes kontinuerlig retningendring kan oppnås på hensiktsmessig måte tilsvarende figur 3b, ved at forholdet mellom på tvers anordnede rette profilriller 15, 16 og på langs anordnede profilriller 17, 18, 19 endres slik at den resulterende retning alltid tilsvarer retningen av tangenten på sirkelbuen i vedkommende lengdesnitt, hhv. ikke avviker mer enn 10°.

For å sikre ytterligere egenskaper som eksempelvis liten støyutvikling, kan de på tvers og på langs anordnede profilriller 20, 22, 23, 24 avvike inntil 10° fra aksial- hhv. omkretsretningen, jfr. figur 3c, d, e.

For nedsettelse av profilblokkenes 25, 26 og pro-filblokkformasjonens 27 utligningsspenninger er det fordelaktig når de profilblokker som fremkommer ved anordningen av profilrillene, slik det er vist på figur 2, har en omkrets 11 som ikke avviker mer enn 35% fra sirkelens omkrets, som har den samme flate 10 som den praktisk utførte profilblokk.

I tillegg bør det sikres at de enkelt stående profilblokker 25, 26 har en minsteflate 10 som ikke er mindre enn 2% av kvadratet av slitebaneflatens bredde B.

Da det ved profileringen av et luftfylt dekks slitebane må tas hensyn til flere andre krav som her ikke kan be-handles mer inngående., skal det påpekes at variantene ifølge figur 3c og 3d har vist seg spesielt fordelaktig for den prak-tiske fastleggelse av profileringen i tillegg til varianten ifølge figur 3a.

En ytterligere, som sådan kjent detalj, er vist på figur 4.

I kombinasjon med anordningen av profilrillene ifølge oppfinnelsen, oppnås en ytterligere nedsettelse av de avflatingsbetingede skyvspenninger når flankevinkelens 29, 30 middelverdi ved i lengderetningen orienterte profilriller 28, basert på det vertikale plan til dekkets 31 dreieakse, er større enn vinkelen mellom den linje 32 som står vertikalt på den krumme slitebane på den i lengderetningen orienterte profilrilles sted, og den rette vinkel til dekkets dreieakse.

Figur 5 viser en fordelaktig utførelse av den i forbindelse med figur 3a beskrevne variant av oppfinnelsen.

Avsnitta på figur 5 viser det grunnleggende prin-sipp for anordningen av profilrillene. Profilrillene oppstår ved mot hverandre satte sirkelbuedeler 12, 13 og 14 med radien R, hvor profilrillenes retning ifølge oppfinnelsen endrer seg kontinuerlig fra slitebanens kant mot dens midte.

De profilblokkformasjoner 27 som oppstår er forbundet med midtribben 21 i slitebanens midte, jfr. figur 3b. Dersom en rille 33 innarbeides i midten, foreligger langsgående ribber 36 i midten for opptak av de skyvspenninger som virker i omkretsretningen.

Profilrillenes bredde og de korte profilrillers 34 lengde velges slik at det foreligger et forhold mellom pro-filpositivflaten til totalflaten på 0,65 til 0,75, fortrinnsvis omkring 0,7. Ved den spenningsoptimerte utførelse av pro-filen kan en profilnegativandel på 30% oppnås og dermed en høy sikkerhet mot vannplaning med på samme tid liten slitasje-intensitet.

Ytterligere muligheter ved profilutformingen viser figur 5c og d. Når det benyttes enkeltstående profilblokker 25 vil imidlertid en slik profilblokks flate være minst 2% av kvadratet av slitebanens bredde.

En likeledes fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er vist på figur 6a og b. Beskrivelsen i forbindelse med figur 3 og 5 gjelder også her, idet det i dette tilfelle benyttes rette profilriller.

De brede tverriller 20 er forbundet med likeledes brede langsgående 17, 18, 19, 22, 23, 24 fra slitebanens skul-der til dens midte i tiltagende grad slik at det oppstår kom-pakte profilblokker, hhv. profilblokkformasjoner 25, 26, 27 som sikrer stor kjøresikkerhet ved dé ulike årstidsavhengige kjørebaneforhold, med samtidig liten slitasje.

Især oppnås meget korte bremseveier ved tørre og fuktige kjørebaner, stor sikkerhet mot vannplaning og store sideføringskrefter ved kjøring i svinger.

Ifølge figur 6a tiltar den i omkretsretningen orienterte profilrilles lengde fra 34 mot 17, 18 og 19 slik at den kontinuerlige retningsendring er gitt. Dette gjelder likeledes for figur 6b ved anordning av rillene 22, 23, 24.

For nedsettelse av de utligningsspenninger som oppstår ved trykkbelastningen, er det gunstig at profilblokkhjør-nene 35 er avrundet. De langsgående riller 18 og 19 på figur 6a er innarbeidet i hverandre trinnformet forsatt, for å opp-rettholde en ensartet stivhet i dekkhodet. Denne trinnfor-mede forskyvning øker profilets gode hefteegenskap (kort brem-sevei) ved fuktighet, ved veiforhold om vinteren samt på løst underlag, ved hjelp av anordningen av profilrillene ifølge oppf inne1sen.

Naturlivis er de hensiktsmessige fine lameller i pro-fileringene på figur 5 og 6 innsatt for forbedring av gripe-evnen ved fuktighet.

Claims (5)

1. Radialdekk, især for personbiler og lastebiler, med spesiell mønsterutforming og et tverrsnittsforhold på 0,65 til 0,82, KARAKTERISERT VED at dekkets profilriller i slitebanens midte er anordnet i området mellom 0° og 10° og ved slitebanens kant mellom 90° og 80° til dekkets om-kretsretning, idet profilrillenes retningsendring fra kanten til midten foregår i det vesentlige kontinuerlig i form av en sirkelformet buestruktur med en radius som tilsvarer halvparten av slitebanens bredde, hhv. avviker mer enn 10% fra denne.

2. Dekk ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at profilrillenes kontinuerlige retningsendring også oppnås ved at forholdet mellom rette profilriller anordnet på tvers og på langs av omkretsretningen endres slik at den resulterende retning alltid tilsvarer retningen for tangenten til sirkelbuen i vedkommende lengdesnitt, hhv. ikke avviker mer enn 10% derfra.

3. Dekk ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de profilblokker, hhv. blokkformasjoner som oppstår ved anordningen av profilrillene er slik utformet at deres flate ikke er mindre enn 2% av kvadratet av slitebanens bredde.

4. Dekk ifølge krav 1 og 3, KARAKTERISERT VED at størrelsen av en gitt profilblokkflate ikke er mer enn 35% av størrelsen av den til profilblokken hørende flatelike sirkel.

5. Dekk ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at middelverdien av de to flankevinkler ved i lengderetningen orienterte profilriller, basert på normalen til dekkets dreieakse, er større enn vinkelen mellom den linje som står vertikalt på den krumme slitebane på den langsorienterte profilrilles sted, og normalen til dekkets dreieakse.