Pneumatinės padangos išradimas ir evoliucija

Transporto priemonių ratų evoliucija nuo senovės iki šiuolaikinių technologijų rodo nuolatinį siekį užtikrinti didesnį komfortą, saugumą ir efektyvumą. Nors seniausios žinomos padangos buvo gamintos iš geležies ir naudotos ant medinių vežimų, o vėliau iš odos ir metalinių juostų, tik atsiradus gumai ir jos apdorojimo technologijoms, padangos įgijo naują pavidalą.

Padangų pradininkai ir vulkanizavimo svarba

Pirmosios padangos, apvyniotos aplink ratus, buvo odinės juostos, vėliau pakeistos ilgaamžiškesnėmis metalinėmis juostomis. Atsiradus traukiniams ir geležinkeliams, buvo išrastos plieninės padangos. Tačiau tik atradus gumos vulkanizavimo procesą, kurį išrado Charlesas Goodyearas (kaitinant gumą su siera), guma iš minkštai lipnios virto tvirta, elastinga medžiaga, puikiai tinkančia padangoms gaminti.

Ištobulinus šį būdą, padangos buvo pradėtos gaminti iš kietos gumos. Šios padangos buvo žymiai stipresnės, galėjo sugerti smūgius, atlaikyti įpjovimus ir įbrėžimus, tačiau joms trūko elastingumo ir komforto, kurį galėjo suteikti pripučiamos konstrukcijos.

Pirmasis pneumatinės padangos patentas ir jos pakartotinis atradimas

Pirmasis pneumatinės (pripučiamos) padangos patentas buvo įregistruotas 1846 m. škotų išradėjo Roberto Williamo Thomsono vardu. Nors R. Tompsonas dar 1844 m. išrado pneumatinę padangą, dėl gamybos proceso brangumo ir to meto technologinių galimybių stokos, šis išradimas nebuvo įdiegtas į gyvenimą ir ilgainiui buvo pamirštas.

Tačiau, kaip ir daugelis kitų reikšmingų išradimų, pneumatinė padanga buvo atrasta iš naujo. Būtent 1888 m. airių veterinaras Džonas Boidas Danlopas (John Boyd Dunlop) vėl išrado, išbandė ir liepos 23 d. užpatentavo „Dviračių, triračių vežėčių iš kitų kelio mašinų padangų pagerinimą”. Šis pagerinimas buvo ant rato uždedama pripūsta kamera iš kaučiuko.

Džono Danlopo įžvalga ir išradimas

Kyla klausimas, kas paskatino veterinarą Danlopą imtis padangų tobulinimo. Istorija pasakoja, kad 1887 m. vasarą Belfasto veterinarijos gydytojas Danlopas stebėjo, kaip jo paauglys sūnus sode važinėjasi triračiu. Siauri metaliniai triračio ratai šlapiuose sodo takeliuose įspaudė gilias provėžas, bjaurodami stropiai prižiūrimą sodą.

Gaila savo rankomis sukurto grožio, Danlopas ieškojo sprendimo. Uždrausti sūnui važinėtis jis nenorėjo. Mąstydamas apie platesnius ratlankius ar ištisinius medinius ratus, jis priėjo prie paprastos, bet genialios minties. Reikėjo padaryti naujus ištisinius medinius ratus su grioveliais, ant kurių būtų galima uždėti guminį vamzdelį (kamerą). Iš viršaus kiekvieną tokį guminį vamzdelį Danlopas padengė medžiagos juosta ir jos kraštus vinimis prikalė prie rato. Į kamerą įstatė ploną guminį vamzdelį ir per jo galiuką pripūtė oro. Taip Džonas Danlopas (1840-1921) antrą kartą išrado pneumatines padangas, kurias prieš keturiasdešimt metų jau buvo išradęs anglas R. Tompsonas. Tačiau jo pernelyg ankstyvas išradimas buvo užmirštas, o veterinarijos gydytojas Danlopas pataikė pačiu laiku, kai didėjant automobilių greičiui, tarp variklio ir rato „kilo konfliktas”, kurį sušvelnino ši pripučiama rato padanga.

Pneumatinių padangų plėtra ir iššūkiai

Nepaisant akivaizdaus poreikio ir naudos, pirmosios pneumatinės padangos automobilių vairuotojams pridarė daug rūpesčių, nes buvo labai nepatvarios ir greitai prakiurdavo, padažnindamos avarijas. Toks staigus greičio padidėjimas (viršytas 100 km/h greitis 1903 m.) vertė atsisakyti pneumatinių padangų, nes tik važinėjant 20 km/h greičiu tokios padangos atlaikydavo. Tačiau tai buvo laikinas atsitraukimas.

XIX a. pabaigoje - XX a. pradžioje buvo užpatentuota daugybė elastingų ratų konstrukcijų, tačiau jos neturėjo nieko bendro su pneumatine padanga. Buvo bandoma sukurti padangas, supintas iš guminių virvelių, sudarytas iš guminių blokų, arba bandažus iš spiralinių spyruoklių su odiniu apvalkalu. Taip pat pamėginta pripildyti padangas ne oro, bet skysčio, arba prikimšti jas mažų sviedinukų, visokiausių tamprių medžiagų. Per Antrąjį pasaulinį karą patrankoms ir priekaboms buvo naudojami akytos gumos pripildyti ratai, tačiau jie buvo sunkūs, kieti, kaisdavo ir suirdavo važiuojant didesniu greičiu.

Pagrindiniai padangų tobulinimo etapai

Pirmojo XX amžiaus ketvirčio pabaigoje susiformavo pagrindiniai šiuolaikinių padangų elementai. Išorinis padangų paprastumas apgaulingas - šiuolaikinė padanga yra gana sudėtingos konstrukcijos.

• 1889 m. škotas Johnas Boydas Dunlopas sukūrė ir pagamino dviračiui skirtas pneumatines padangas, kurios puikiai pasiteisino.
• 1895 m. prancūzai Andre ir Edouard’as Michelinai, dalyvaudami Paryžiaus-Bordo lenktynėse, pirmieji panaudojo pneumatines padangas savo automobiliui. Nuo to laiko šios padangos tapo didžiule jėga visame pasaulyje.
• 1901 m. - sukuriamas specialus kordo audinys. Kordas audžiamas iš tvirtų siūlų specialiu skersiniu audimu, kad būtų lengviau užlieti gumą iš abiejų pusių ir kad tarp siūlų susidarytų mažesnė trintis padangai deformuojantis.
• 1903 m. - buvo viršytas 100 km/h greitis.

Padangų spalvos istorija: nuo baltos iki juodos

Maždaug 1912 m. (kituose šaltiniuose nurodomi 1910 m.) nutiko labai reikšmingas baltasienių padangų atsiradimo istorijos įvykis. Iki tol automobilių ir kitokios technikos padangos buvo ne juodos spalvos. Baltos gumos padangos buvo natūralaus kaučiuko vulkanizavimo proceso padarinys, kurio metu pagaminta padanga įgaudavo kaučiukmedžio dervos - baltą - spalvą.

Maždaug nuo 1912 m. „B. F. Goodrich“ kompanijai padangų gamybos procese pradėjus naudoti cheminę medžiagą - techninę anglį, dar vadinamą suodžiais, padangos pakeitė savo spalvą. Nors tai nebuvo visiškai naujas išradimas (pirmųjų užuominų apie suodžių įmaišymą į vulkanizuotą gumą galima rasti dar XIX a. pabaigoje, o 1904 m. britas Sidney Charlesas Mote įrodė stiprinantį suodžių poveikį), tai tapo lūžio tašku.

Techninė anglis gumai suteikė daugiau elastingumo, tvirtumo, atsparumo šalutiniams fiziniams poveikiams ir trinčiai. Kadangi suodžiai buvo brangi dirbtinė medžiaga, taupumo sumetimais pradžioje jų dėdavo ne į visą gumos masę, bet tik į padangos protektorių. Šitaip pagamintos padangos apačia būdavo juoda, o šonai - balti. Ilgainiui atpigus suodžių gamybai, šio pigmento buvo dedama tolygiai į visą gumos masę ir visa padanga tapo juoda. Tai buvo daroma ne estetiniais sumetimais, bet dėl praktinio būtinumo.

Maždaug nuo 1920-ųjų metų, beveik visų JAV gaminamų automobilių padangos jau buvo juodos, o baltašonės padangos pasidarė daugiau kaip prabangos atributas. Nors jos ir buvo žymiai brangesnės už juodas, bet buvo mažiau atsparios smūgiams, temperatūros pokyčiams ir ilgainiui tapo nemadingos. Todėl baltoji padangų sienelė buvo tobulinama ir vėliau tapo baltos gumos juosta, kuri gamybos proceso metu buvo įlydoma į šoninę juodos padangos pusę.

Baltos juostos plotis, bėgant metams, tai didėjo, tai mažėjo. Jeigu 1925 metais padangos balto šono plotis svyravo maždaug 3,75 - 4,00 colio (9,52 - 10,16 cm), tai jau prieš pat II-ąjį pasaulinį karą - 1940 metais jo plotis buvo sumažėjęs iki 3 colių (7,62 cm). Iš dalies tai atsitiko dėl paties automobilio ratų mažėjimo.

Nors didžioji dauguma tarpukario automobilių pro gamyklos vartus išvažiuodavo su juodomis padangomis, prestižiniai ir prabangūs automobiliai buvo išimtis. Baltašones padangas buvo galima papildomai užsisakyti gamykloje arba pas padangų pardavėją. Tačiau, užėjus II-ajam pasauliniam karui, prabanga ir grožis užleido vietą taupumui, praktiškumui ir masinei gamybai.

Apie 1948-uosius, apvalėjant automobilių kėbulų formai, beveik kiekvienas JAV automobilis ir vėl puikavosi baltumu spindinčiais ratais. Iš juodomis, tradicinėmis padangomis „apautų“ automobilių liko tik specialiųjų tarnybų transportas ir pigiausiai kainuojantys modeliai. Tuometinės baltos juostos plotis turėjo tendenciją mažėti ir svyravo maždaug nuo 3 colių (7,62 cm) iki 2,25 colių (5,71 cm).

Kintant automobilių kėbulų dizainui, keitėsi ir baltašonės padangos. 1960 metais, išnykus ovaliniam ir pradėjus dominuoti kampuotam automobilių stiliui, buvo pristatytos naujo tipo padangos. Nuo 1962 metų tokio stiliaus padangos buvo pradėtos gaminti masiškai, o baltos šoninės juostos palaipsniui pavirto tik į vieno colio (2,5 cm) pločio juostelę. Juostelės plotis buvo mažinamas tiek, kad apie 1970-uosius susitraukė vos ne iki batų raištelio storio. Gali būti, kad dėl šios priežasties, buvo pradėtos dėti dvi, o paskui net ir trys juosteles primenančios linijos, kurių spalva mainėsi į mėlyną, raudoną ir geltoną. Tokio stiliaus baltašonės padangos dar buvo naudojamos maždaug iki XX amžiaus pabaigos, bet jau nebebuvo masiniu vartojimo produktu ar mada. Šiandien baltašonės padangos yra didžiulė retenybė, nors vis dar gaminamos.

Šiuolaikinės padangos ir jų klasifikacija

Pneumatinės padangos naudojamos daugeliui transporto priemonių: lengviesiems ir krovininiams automobiliams, jų priekaboms, autobusams, troleibusams, žemės ūkio ir statybos mašinoms, lėktuvams, motociklams, motoroleriams, dviračiams, įvairiems vežimėliams. Padanga - tai automobilio, dviračio, lėktuvo ar kitos transporto priemonės rato viršutinė storos gumos apdanga, tvirtinama prie ratlankio. Ji gerai sukimba su riedėjimo paviršiumi, silpnina smūgių ir kitų dinaminių apkrovų, atsirandančių transporto priemonei pradėjus judėti, stabdant, važiuojant nelygiu keliu, poveikį.

Šiuolaikinės automobilių padangos dažniausiai yra orinės, pneumatinės. Jos pagal savo konstrukciją gali būti:

• Kamerinės
• Bekamerės

Radialinės ir diagonalinės padangos

Beveik prieš penkiasdešimt metų pagamintos radialinės padangos tapo populiarios tik pastaraisiais metais. Nuo diagonalinių jos skiriasi tuo, kad kordo siūlai jose eina padangos skerspjūvio apskritimu. Tokių padangų brekeris yra iš 2-8 kordo sluoksnių. Kitais požymiais radialinės ir diagonalinės padangos beveik nesiskiria.

Radialinių padangų protektorius yra standesnis, mažiau deformuojasi, vadinasi, padanga mažiau slysčioja ir ilgiau nesusidėvi. Dėl to automobilis yra stabilesnis ir lengviau vairuojamas. Radialinių padangų rida didesnė už diagonalinių padangų ridą 40-50 proc., jas naudojant sutaupoma 3-5% degalų. Amerikiečių specialistai apskaičiavo, kad JAV kasmet sutaupytų 15-20 mln. t. naftos, jeigu visų automobilių padangos būtų radialinės.

Padangų tipai pagal paskirtį

Padangos pagal svarbiausius matmenis ir eksploatacinius rodiklius skirstomos į kategorijas, reglamentuojančias padangų paskirtį, leidžiamąją apkrovą, didžiausią leidžiamąjį važiavimo greitį, ridą, tinkamumą specialioms sąlygoms (šalčiui, karščiui) ir kitus rodiklius.

Lėktuvams skirtos padangos pripildomos azoto arba helio. Skrendant pasikeitęs oro slėgis pažeistų padangas, jei jos būtų pripildytos oro, todėl naudojamos dujos, kurios yra atsparesnės temperatūros ir slėgio pokyčiams.

Inovacijos ir ateities technologijos

Pastaruoju metu gamintojai pristato padangas, kurių nereikia pripūsti. Pavyzdžiui, „Bridgestone“ kompanija pristatė padangas, pavadintas „Air-Free Concept”, pagamintas iš termoplastinės gumos. Kol kas tokias padangas galima montuoti nedideliuose automobiliuose. Kompanija „Michelin“ pristatė beores pakrovėjams skirtas padangas „12N16.5 X-Tweel SSL”. Jas sudaro elastingi strypai ir metalinis dviejų sluoksnių išorinis ratlankis, suteikiantis galimybę padangai išlaikyti beveik dviejų tonų apkrovą.

Padangų perdirbimas ir ekologija

Gaminant padangas, sunaudojama daug vandens ir energijos, taip pat naftos produktų. Dalis padangų patenka į sąvartynus, kur tampa pavojingomis šiukšlėmis. Tačiau didžioji pasaulyje gaminamų padangų dalis yra perdirbama. Lietuvoje padangos perdirbamos dviejose įmonėse - „Akmenės cemente“ ir Šiaulių „Metaloide“. „Akmenės cemente“ padangos deginamos, jas maišant su anglimi. Šiauliuose padangos perdirbamos, o gautos gumos granulės naudojamos trinkelėms gaminti.

Svarbiausi pneumatinių padangų išradimų etapai

tags: #airiu #veterinaras #pirmasis #isrades #pniaumatine #padanga

Populiarūs įrašai:

• Europos Sąjungos reikalavimai automobilių išmetamoms dujoms
• Automobilio istorijos tikrinimas
• išsamus vadovas apie Renault Megane IV variklius
• Sužinokite, kaip veikia turbinos reguliatorius
• Detali sparno analizė