Všechno o velopláštích - vývoj a konstrukce

Vývoj a konstrukce veloplášťů

Každý z nás postupuje při výběru pláště naprosto stejně. Jde do obchodu, vybere si podle ceny, váhy, podle vzorku, značky, případně barvy a odchází. Mnozí se však zahloubají nad tím, kolik má vybraný plášť TPI, aniž v podstatě tuší, co to je vůbec za číslo a jak ovlivňuje kvalitu pláště. Problém také může nastat při nasazování pláště na ráfek. Určitě to znáte. Některý plášť nasadíte na ráfek pouze rukou a na některý ráfek plášť nenarvete pomalu ani za pomoci celého regimentu montpák. Šílíte, a vinu svalujete buď na plášť, nebo na špatný rozměr ráfku.

Požádali jsme člověka nadmíru povolaného, pana Michala Nováka, vývojáře firmy Rubena, aby vám na stránkách Cykloservisu osvětlil některé základní údaje při vývoji a výrobě plášťů, které zásadně ovlivňují jejich kvalitu. Vysvětlí, co to vůbec je to TPI, že ovlivňuje odvalování pláště, ale i jeho hmotnost a nebezpečí průrazu. A také například to, že na světě existují různé rozměrové normy pro výrobu plášťů a ráfků, které evidentně ovlivňují náročnost montáže pláště na ráfek.. Možná se vám bude jeho výklad zdát místy trochu složitý a příliš podrobný, ale aby byla jeho informace dokonalá, nelze vlastně nic z toho, co řekne, vynechat.

A po přečtení jeho výkladu nemusíte mít strach, že si koupíte plášť, který na svůj ráfek nenasadíte. Pouze při jeho montáži s ním budete usilovně bojovat. Ale třeba zjistíte, proč ten boj svádíte. Protože se u vás doma sešly dvě normy a nikoliv pro to, že někdo výrobu odfláknul a netrefil se do tolerance.

Článek jistě také bude výbornou pomůckou pro maoobchodníky, kteří tak budou jeho pomoci podávat svým zákazníkům přesnější informace.

Všeobecně

Veloplášť je pryžotextilní výrobek, sestávající z několika částí. Základ je tvořen textilní kostrou s nánosem pryže. Ta je kotvena dvěma výztuhami v místech, která se nazývají patky (část, která se montuje na ráfek). Vnější vrstvou velopláště je pryžová fólie a to buď v celé šíři od patky k patce (tzv. provedení gumwall) nebo pouze pásem po kterém se jezdí - běhounem (bočnice jsou tvořeny pouze pogumovanou kostrou – tzv. provedení skinwall). Běhoun je opatřen dezénem.

Kostra

Nejběžnějším materiálem používaným k výrobě kostry veloplášťů je v současné době polyamidový kord. Ten má určitou dostavu (hustotu), to znamená počet nití na jednotku délky. V metrické soustavě nití/m. Tentýž údaj lze vyjádřit v palcové soustavě v tzv. TPI (zkratka TPI z anglického Threads Per Inch – nití na palec. Jeden palec = 25,4mm).

Dalším důležitým údajem popisujícím vlastnosti kordu je síla použitých nití. Ta je vyjádřena tzv. číslem TEX - hmotností jedné nitě v gramech na 1000m její délky. Nit samotná může mít různé konstrukce. Jednoduchá, tvořená základními vlákny nebo složitější, ze dvou a více základních nití. Zjednodušený výpis technických údajů kordu tedy vypadá např. takto : PA6 94x1 D-1150 (PA-polyamid, 6-druh polyamidu, 94 – kord je tvořen nitěmi s hmotností 94g/1000m, x1 - nit je jednoduchá, tvořená základními vlákny, D-1150 - dostava je 1150 nití/1m šíře kordu). Z výše uvedeného vyplývá, že dostava v palcové soustavě by byla cca 29 TPI.

Při výrobě veloplášťů se používají kordy např. 94x1 D-850, 94x1 D-1150, 47x1 D-2200. Lze se však setkat i s hodnotou D-4960. Materiály s vyšší dostavou jsou obecně tvořeny lehčími nitěmi. Jsou tedy jemnější a tenčí, jejich zpracování je technologicky náročnější. Protože je lze pogumovat slabší vrstvou pryže, je srovnatelná výměra kordu s vyšší dostavou lehčí. Na veloplášti rozměru 50-559 činí rozdíl cca 40-50g. Další výhodou koster z jemnějších kordů je kromě menší hmotnosti nižší valivý odpor při jízdě. Nevýhodou pak vyšší nebezpečí defektu (průraz kostry o překážku). Je na uživateli, aby zvážil, zda je tato tendence dostatečně kompenzována ušetřením 100g na horském kole střední třídy, vážícím 12-14 kg.

Výztuhy

Výztuhy zajišťují celou konstrukci velopláště a umožňují montáž na ráfek. Jsou tvořeny buď svařeným ocelovým drátem, vinutým ocelovým lankem (několikanásobný ovin ocelového drátu) nebo aramidovým provazcem či provazcem ze skelných vláken. Použití konkrétního druhu závisí na požadovaných vlastnostech velopláště a na technologických možnostech výroby. Ke kladům aramidových výztuh patří nižší hmotnost (rozdíl cca 50g na jednom veloplášti rozměru 50-559 oproti vinutým lankům) a možnost veloplášť svinout, záporem je vyšší cena.

Dezény

Dezén je tvořen tvarovými výstupky zvanými figury, vylisovanými v běhounu. Zajišťuje co možná nejefektivnější přenos kroutícího momentu kola na vozovku. Požadavky na funkci dezénu jsou : dobrá adheze, nízký valivý odpor, stabilita, nízké opotřebení, co nejnižší hmotnost, popřípadě samočistící schopnost. Pro různé typy terénu se používají různé konstrukce figur. Na asfaltovou silnici je ideální jemný vzor - hladký běhoun, přerušovaný tenkými drážkami pro odvod vody za mokra (tzv. semislick). Na nezpevněné cesty je vhodné použít špalíkový dezén, do volného terénu speciální vzory dle konkrétního charakteru povrchu. Nároky na uvedené vlastnosti si částečně odporují - např. nízký valivý odpor kontra dobré záběrové vlastnosti u terénních (hrubších) vzorů. V praxi je v podstatě nemožné navrhnout univerzální řešení. Je nutno najít kompromis mezi výškou, velikostí půdorysu a tvarem figur a jejich roztečemi. Např. samočistící efekt je zajištěn právě kombinací těchto parametrů. Část nečistot se vytlačí působením deformačních sil vznikajících za jízdy, část se „vyhází“ odstředivou silou při rotaci pneumatiky. Obecně platí, že čím těžší terén (hlína, bláto) tím má být dezén řidší, na tvrdý členitý podklad (kameny, štěrk) je vhodný jemnější, hustší.

V současné době se problematika dezénů stala módní záležitostí. Tomu odpovídá dynamika uvádění novinek na trh. Vývoj nových tvarů je do značné míry usnadněn použitím speciálních počítačových grafických software. Ty umožňují navrhovat a optimalizovat podobu budoucího výrobku, ještě před jeho fyzickou existencí a minimalizovat možnost ztrát způsobených dodatečnými úpravami či výměnami již zhotoveného výrobního zařízení. Nejprve je vytvořen plošný obraz dezénu, jakási „stopa“. Poté je vymodelován ve 3D (prostorovém) modeláři elektronický model, který je následně obroben simulovaným procesem. Generované NC kódy slouží k popisu drah nástrojů na NC strojích, při výrobě forem.

Samotná podoba návrhu je souhrnem vlastních zkušeností konstruktéra, teorie funkce pneumatik a praktickými výsledky chování předchozích dezénů v terénu, zprostředkovanými odbornou veřejností. Zejména spolupráce se závodníky.

Značení veloplášťů – ráfky

Velopláště evropského typu

Tyto velopláště lze montovat jak na ráfky s rovnými boky, označené zkratkou SS (stright side), tak na ráfky typu „Crotchet“ se zahnutým okrajem, označené zkratkou C (viz obrázek č.1).

Označení jmenovitého rozměru velopláště

Charakteristika značení je tato :

jmenovitá šířka řezu - kód konstrukce pláště - jmenovitý průměr ráfku

Plášť se jmenovitou šířkou řezu 37 mm a jmenovitým průměrem ráfku 622 mm je označen takto : 37-622

jmenovitá šířka řezu - S_n

kód konstrukce pláště - kódem konstrukce velopláště je oddělovací pomlčka.

jmenovitý průměr ráfku - D_r

Prioritní (hlavní) značení jmenovitého rozměru je metrické, jako doplňkové je většinou uvedeno značení dle původních systémů norem jiných států (uvedeno v závorkách) a to buď palcové dle německé normy např. u 32-622 (28x1 ¼ x 1 ¾), britské normy např. u 32-540 (24x1 ³/₈ x 1 ¼), holandské normy např. u 37-489 (22x1 ³/₈ NL) nebo metrické dle francouzské normy např. u 37-622 (700x35C). U některých plášťů bylo ponecháno jako jediné označení původní z důvodu všeobecně zavedené praxe, např. 200x50 nebo 6x1 ¼.

Označení jmenovitého rozměru ráfku

Charakteristika značení je tato :

jmenovitý průměr ráfku x jmenovitá šířka ráfku

Ráfek s rovnými boky jmenovitého průměru 622 a jmenovité šířky 20 je označen takto : 622x20

jmenovitý průměr ráfku - D_r

symbol x - symbol „x“ je umístěn mezi jmenovitý průměr ráfku a jmenovitou šířku ráfku

jmenovitá šířka ráfku - R_m

ráfek typu Stright Side ráfek Crotchet

Velopláště se zesílenými patkami

Tyto velopláště lze montovat na americké ráfky se zahnutými okraji, označené zkratkou HB (hooked bead) (viz obrázek č. 2).

Označení jmenovitého rozměru velopláště

Charakteristika značení je tato :

kód celkového průměru x kód jmenovité šířky řezu

Veloplášť s kódem celkového průměru 20 a kódem jmenovité šířky řezu 1.375 je označen takto :

20 x 1.375

kód celkového průměru - kód celkového průměru je výsledkem násobku celkového konstrukčního průměru velopláště D₀ a konstanty 0.04 zaokrouhleným na nejbližší celé sudé číslo.

symbol x - symbol „x“ je umístěn mezi kód celkového konstrukčního průměru a kód jmenovité šířky řezu.

jmenovitá šířka řezu – S_n

Označení jmenovitého rozměru ráfku

Charakteristika značení je tato :

označení „HB“ pro americký ráfek se zahnutým okrajem kód jmenovitého průměr ráfku x jmenovitá šířka ráfku

Americký ráfek se zahnutým okrajem s kódem jmenovitého průměru 459 a jmenovitou šířkou 20 je označen takto :

HB 459x20

jmenovitý průměr ráfku - D₂

symbol x - symbol „x“ je umístěn mezi kód jmenovitého průměru ráfku a jmenovitou šířku ráfku

jmenovitá šířka ráfku - R_m

Velopláště speciální konstrukce

Jsou to speciální velopláště, které lze montovat jak na americké ráfky se zahnutými okraji (HB), tak na ráfky s rovnými boky (SS).

Označení jmenovitého rozměru velopláště

V tomto případě je veloplášť definován značeními pro obě kategorie oddělenými lomítkem.

20 x1.75 / 47 – 406

Z obrázků č.1 a 2 je zřejmý rozdíl v koncepci obu konstrukcí. Zatímco evropské pláště dosedají při montáži na patní plošku ráfku, americké se „zaháknou“ tvarem patky za zahnutý tvar ráfku. Někteří výrobci amerických patek upozorňují na nutnost volby odpovídajícího ráfku nápisem na bočnici pláště např. „to fit at HB 575 rim“ (montovat na ráfek HB 575). Realita vývoje značně předbíhá normy. Proto se lze setkat např. s ráfky typu Crotchet, které mají ráfkovou prohlubeň. Vyskytnou-li se problémy s montáží, je to velmi často způsobeno (v rozporu s častým míněním veřejností) nevhodnými rozměry ráfku. Patní průměry ve formách používaných k lisování plášťů jsou vyrobeny v tolerančním poli ±0.1mm k normou předepsané teoretické hodnotě.

(kany a Michal Novák)