Pneumatiky

Pneumatika je vzduchom plnená pružná súčasť dopravných prostriedkov. Má obvykle tvar toroidu ( teleso v priestore získané rotáciou uzavretej rovinnej krivky (napr. kružnice) okolo osi ležiacej v rovine krivky a nepretínajúce krivku. V prípade rotácie kružnice ide o torus. Tvar toroidu má napríklad duša bicykla.) a je nasadená na vonkajšom obvode kolesa. Zaisťuje prenos síl medzi kolesami a vozovkou a pôsobí hlavne ako prvotné odpruženie. Vo vnútri pneumatiky býva duša, ale používajú sa často aj bezdušové pneumatiky. Najbežnejším materiálom pre výrobu pneumatík je vulkanizovaná guma.

Časti pneumatiky

Pneumatika môže mať nasledovné časti:

1. plášť - povinná časť každej pneumatiky
2. duša - nie je prítomná pri bezdušových pneumatikách
3. ochranná vložka - je prítomná pri niektorých pneumatikách pre nákladné automobily s dušou

Plášť pneumatiky

Plášť pneumatiky má niekoľko častí. Základ tvorí kostra, ktorej textilné alebo oceľové vlákna sú upevnené k oceľovým drôtom uloženým v pätke pneumatiky. Kostra má hlavný podiel na nosnosti a tvare pneumatiky. Ďalšou časťou je pätka. Jej hlavnou úlohou je prenesenie všetkých síl medzi ráfikom a pneumatikou, vedenie a udržanie pneumatiky v ráfiku a utesnenie. V pätke je po obvode zakotvený jeden alebo viac oceľových drôtov. Nasleduje behúň, vrchná časť pneumatiky na povrchu opatrená vzorom - dezénom. Na behúň nadväzujú boky, ktoré chránia pneumatiku zo strany a zaisťujú potrebnú bočnú tuhosť. Niektoré, zvlášť nízkoprofilové pneumatiky majú ešte na boku akúsi zosilnenú časť, nadväzujúcu na pätku. Okrem zosilnenia boku má toto za úlohu chrániť okraj ráfiku pred poškodením. U radiálnych pneumatík je potom ešte medzi kostrou a behúňom tzv. nárazník, tvorený tiež textilnými alebo oceľovými vláknami, ktorý zlepšuje pevnosť kostry. Väčšina pneumatík, s ktorými sa môžeme stretnúť sú práve radiálnej konštrukcie. Radiálna znamená, že kostra je uložená kolmo ku stredovej osy pneumatiky. Nad kostrou je potom nárazník so šikmo uloženými vláknami. U starších osobných automobilov sa tiež používajú diagonálne plášte. Pri nich je kostra uložená šikmo. Nárazník nemajú.

Rez plášťom pneumatiky

1,2 - Behúň, 3 - Kostra, 4 - Bočnica, 5,6 - Nárazník, 7 - pätkové lano, 8 - pätka

Duša

Duša je duté teleso v tvare toroidu s ventilom. Vyrába sa z prírodného kaučuku, alebo butylkaučuku. Hrúbka steny duše pre osobné automobily je 1,5 mm až 2 mm, pre nákladné 3 - 4 mm. Jej úlohou je nepriepustne uzavrieť vzduch v nej stlačený.

Dezén

Dezén je sústava obrazcov na ploche plášťa pneumatiky.

Časti dezénu

Žliabky

Úlohou žliabkov je odvádzanie vody z miesta dotyku pneumatiky s vozovkou. Žliabky musia byť orientované tak, aby bola dráha odvodu vody čo najmenšia. Preto sú pri úzkych pneumatikách, kde je dotyková plocha ovál pretiahnutý v smere odvaľovania pneumatiky, žliabky prevažne v priečnom smere a pri širokých v pozdĺžnom. Minimálna hĺbka žliabkov (dezénu) je pre letné pneumatiky 1,6mm a pre zimné pneumatiky 3mm.

Usporiadanie a tvar drážok na pneumatike určuje typ dezénu:

1. plášť pre osobné automobily

• letný dezén pneumatík: pásový, blokový, kombinovaný
• zimný dezén pneumatík

2. plášť pre nákladné automobily

• cestný dezén pneumatík
• terénny dezén pneumatík, napr. šípový

Figúry

Figúra je vystúpená časť dezénu pneumatiky, ktorá zabezpečuje styk pneumatiky s vozovkou. Úlohou figúr na mokrej vozovke je rozrušiť vodný film a vytvoriť priamy kontakt pneumatiky s vozovkou. Čím je plocha figúr v styku s vozovkou menšia (nižšia plnosť dezénu) tým je vyšší dotykový tlak, čo napomáha v rozrušovaní vodného filmu.

Ochranná vložka

Pri pneumatikách pre nákladné automobily s dušou, ak hrozí riziko poškodenia duše povrchom ráfika sa vkladá na vonkajší obvod ráfika ochranná vložka. Vložka má tvar tvarovanej obruče, ktorá zabezpečí plynulý prechod medzi pätkou plášťa a ráfikom. Zároveň zabezpečí oddelenie povrchu duše od ráfika. Vyrába sa kaučukovej zmesi. 

Základné označenie pneumatík

Pneumatiky sa dajú určiť charakteristickými údajmi, vyznačenými na boku plášťa:

• Menovitá šírka profilu plášťa: 

1. novší spôsob v mm
2. starší spôsob v palcoch (napr. diagonálne pneumatiky pre nákladné automobily)

• Profilové číslo v %. Udáva pomer medzi výškou profilu a menovitou šírkou profilu pneumatiky
• Typ konštrukcie:

1. R - radiálna
2. - (pomlčka) - diagonálna
3. B - semiradiálna

• Priemer pneumatiky v mieste dosadiacej plochy pätky k ráfiku (v palcoch).
• Index únosnosti (LI). Udáva sa dvojmiestnym číselným kódom, napr. "79".
• Kategória rýchlosti (SI), alfanumerický kód, napr. "T".

Príklad označenia pneumatiky: 165 / 70 R13 79 T znamená:

• 165 - menovitá šírka v mm (v skutočnosti býva pneumatika o niečo širšia)
• 70 - profilové číslo, hovorí, že profil (výška boku) pneumatiky je 70% jej menovitej šírky
• R13 - priemer dosadacej plochy pätky pneumatiky v palcoch (písmeno „R“ označuje radiálnu konštrukciu).
• 79 - nosnosť pneumatiky (79 zodpovedá 437 kg)
• T - kategória rýchlosti (T= do 190 km/h)

Doplnkové označenie

• Obchodný názov výrobcu a typu.
• Slovné označenie konštrukcie (Radial, Radial Steel, Radial All Steel, Tubeless, atd...).
• Značka TWI. Označuje miesta po obvode pneumatiky, kde sú v dezéne umiestnené indikátory opotrebenia (výstupky s výškou 1,6 mm).
• Dátum výroby a homologizačné značky.

Používané skratky pri značení pneu a ich význam (spravidla sa uvádza ako špeciálna značenie)

OWL - biele obrysy písmen
XNW - biely pruh na bočnici pneumatiky
RFD - zosilnené prevedenie pneumatiky
RL - zadná ľavá pneumatika
RR - zadná pravá pneumatika
ROF, EMT, DSST - dojazdová technológia od Goodyear a Dunlop, pri strate tlaku v pneumatike umožňuje dojazd až na vzdialenosť 80 km s najvyššou prístupnou rýchlosťou, pneumatiky ROF, EMT a DSST je povolené montovať len na vozidlá vybavené plne funkčným zariadením moniturující tlak vzduchu v pneumatike

BSL - čierne písmená na bočnici
BSW - čierne bočné steny pneumatiky
RFD - zosilnené prevedenie
TT - Dušová typ pneumatiky
TL - bezdušový typ pneumatiky

Index nosnosti

Index únosnosti udáva maximálne dovolené zaťaženie pneumatiky (v kilogramoch). Najnižší index 0 označuje únosnosť 45 kg. Maximálna únosnosť sa z indexu únosnosti vypočíta nasledovne:

Qmax - maximálna únosnosť v kg
LI - index únosnosti (bez rozmeru)

Kategória rýchlosti

Kategória rýchlosti udáva maximálnu povolenú rýchlosť pri maximálnom zaťažení pneumatiky. Hodnoty sú uvedené v tabuľke:

Ventil (pneumatika)

Ventil pneumatiky je súčasť pneumatiky, ktorá umožňuje manipuláciu s jej náplňou. Je súčasť duše alebo samostatný pri bezdušových pneumatikách.

Plní nasledovné funkcie: 

1. nahustenie pneumatiky
2. nepriepustné uzatvorenie
3. kontrolu tlaku náplne
4. vypustenie náplne

Časti ventilu:

1. Teleso ventilu:

• jednodielne - pre osobné aj nákladné automobily. Je zavulkanizované do gumenej hlavice. Ak je súčasť duše, hlavica je vulkanizáciou spojená priamo s dušou. Pre bezdušové osobné pneumatiky je gumová hlavica tvarovaná a pri montáži zalisovaná do otvoru ráfika.
• delené - pre nákladné automobily. Základné teleso je podobne ako jednodielne vulkanizáciou spojené cez gumovú pätku s dušou. Na závit tohto telesa sa skrutkuje nástavec, ktorý môže byť tvarovaný.

2. Kuželík: funkčná časť ventilu s gumeným tesnením, pritláčaným pružinou a pretlakom náplne k dosadiacej ploche.

3. Čiapočka - chráni ventil pred vnikaním nečistôt.

História pneumatík

Pneumatiky vymyslel Angličan Thomas Hancock, ktorý mal továreň na spracovanie kaučuku, hlavnej zložky pneumatík. Železné obruče kolies vozov nahradilidva a polcentimetrové kaučukové, ktoré veľmi zvýšili pohodlie cestujúcich.

Onedlho iný Angličan Robert Wiliam Thomson dostal ešte lepší nápad - kolesá plnené vzduchom. Natrel niekoľko pruhov hrubého plátna kaučukom, zlepil ich na duté obruče a nafúkal do nich vzduch. Aby obruče chránil, obalil ich ešte kožou. Boli to vlastne prvé pneumatiky. Thomsonove pneumatiky vydržali až 2 500 km!

V roku 1888 desaťročný Johny Dunlop z írskeho Belfastu veľmi chcel vyhrať poreteky detí na trojkolkách, preto mu urobil otec na kolesá trojkolky nové "obutie". Z tenkej gumy urobil dušu a tú vložil do obalu z pogumovaného plátna. Johny vďaka týmto pneumatikám vyhral všetky preteky. Otec Dunlop ich začal vyrábať vo veľkom, a to na bicykle, ktoré sa rýchlo stali veľmi obľúbeným dopravným prostriedkom. Tak guma priniesla na cesty väčšie pohodlie.

Z čoho sa vyrábajú pneumatiky a kto priniesol gumu?

Francúz La Condamine po návrate z južnej Ameriky v roku 1736 priniesol parížskej akadémii vied balíček surového kaučuku a informáciu, že v provincii Esmeralda v povodí Amazonu rastú stromy, ktoré "plačú", totiž po narezaní z nich vyteká biela šťava, ktorá na vzduchu pomaly tuhne a tmavne. Táto hmota je pružná a zabraňuje premočeniu tkanín, ak sa ňou natrú. Ale výrobky zo surového kaučuku mali veľa nedostatkov. Pri vyššej tepote sa lepili, pri nízkej zasa lámali, lebo skrehli.

Američanovi Goodyearovi sa raz na kus surového kaučuku vysypala prášková síra. Nechal to tak a onedlho si všimol, že kaučuk sa akosi mení, a to k lepšiemu. Tak sa stalo, že na svetovej výstave v Paríži v roku 1855 už Goodyear predvádzal vulkanizovaný kaučuk, čiže gumu, ktorá mala výborné vlastnosti.

Ako sa získava kaučuk?

 Jediným dodávateľom bola vtedy iba Brazília. Na jej území v nedozerných pralesoch rástli divé kaučukovníky, stromy vysoké aj 30 - 40 m. Kaučuk sa z nich získaval tak, že sa kôra stromov vo výške 100 - 150 cm od zeme narezala šikmými rezmi v tvare písmena V, do dolnej časti rezu sa vložil plechový žliabok, podeň sa zavesila zberná nádobka a z rany sa nechala vytekať miazga - latex. Rezy do stromov sa museli robiť zavčas rána, kým nebolo veľmi teplo, lebo vytekajúci latex rýchlo zasychal. Aj tak tiekol asi len hodinu. Aby strom nezahynul, latex sa mohol z toho istého stromu čerpať len raz za dva dni.

Umelý kaučuk - Syntetický kaučuk sa dnes vo veľkom vyrába na celom svete z látok podobných izoprénu, ktoré sa získavajú z ropy, uhlia, alebo sa vyrábajú z alkoholu. Čím viac síry sa do kaučuku pridá, tým tvrdší je hotový výrobok.