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Physical
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165 kg
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100 percent
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280 kg
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70 percent
(2)
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30 percent
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50 percent
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100 kg
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Disease
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RUPTURE
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Tic
(1)
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Gene Or Protein
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Etre
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Est-a
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Cou
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Molecule
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DES
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512747A1
Family ID 1992849
Probable Assignee Bridgestone Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CEINTURE POUR PNEUMATIQUE RADIAL DE GRANDE CAPACITE
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION EST RELATIVE A UN PNEUMATIQUE RADIAL DE GRANDE CAPACITE.
LE BUT DE L'INVENTION EST DE PROCURER UNE RESISTANCE AMELIOREE A LA
FOIS A LA RUPTURE SUR BONNE ROUTE, DUE A UNE RIGIDITE INSUFFISANTE,
CAUSANT UN ECHAUFFEMENT ET UNE MAUVAISE RESISTANCE AUX CONTRAINTES
LATERALES, ET A LA RUPTURE SUR MAUVAISE ROUTE, DUE A UNE TROP GRANDE
RIGIDITE CAUSANT UNE MOINDRE TENUE SUR SOL IRREGULIER. IL EST PREVU, A
PARTIR DE LA CARCASSE 3, UNE PREMIERE COUCHE DE CEINTURE 1A DONT LES
FILS FONT UN ANGLE DE 25 A 50 AVEC L'AXE C-C, UNE DEUXIEME COUCHE 1B
DONT LES FILS FONT UN ANGLE PLUS PETIT, 10 A 30, SANS CROISEMENT AVEC
CEUX DE LA PREMIERE COUCHE ET ONT UNE RESISTANCE A LA TRACTION 1,5 A 2
FOIS PLUS GRANDE, ET UNE TROISIEME COUCHE 1C ANALOGUE A LA SECONDE,
MAIS AVEC INCLINAISON CROISEE DES FILS.
Description
_________________________________________________________________
12747
La presente invention concerne des pneumatiques radiaux de grande
capacite et elle a trait plus particuliere- ment a un perfectionnement
apporte a une structure de ceinture de ce type de pneumatiques en vue
d'une utilisation dans des camions, des autobus et des vehicules
semblables non seulement pour rouler de facon continue sur une bonne
route a grande vitesse, mais egalement pour etre utilisee sur une voie
rou- tiere, y compris une mauvaise route, telle qu'une route de
service sans revetement ou une voie de chantier de construc- tion.
D'une facon generale, il est bien connu que la ceinture d'un
pneumatique radial doit simultanement satisfaire a des imperatifs
dynamiques contraires lors de l'utilisation du pneumatique sur des
routes bonnes et mauvaises.
Ainsi, lorsque le pneumatique radial est utilise sur une bonne route,
il est souhaitable d'avoir une structure de ceinture telle que sa
rigidite soit grande et que sa deformation soit difficile de maniere
que, non seulement la tension provoquee par la pression interne soit
supportee, mais qu'en plus il ne se produise de separation entre les
couches sur la ceinture (qui sera appelee dans la suite "separation
sur bonne route", meme lors d'un roulement a grande vitesse, sous
l'effet d'une forte accumulation de chaleur et de sollicitations
mecaniques par une force laterale.
D'autre part, lorsque le pneumatique radial est utilise sur une
mauvaise route, il est souhaitable d'avoir une structure de ceinture
telle que sa rigidite soit faible et que sa deformation soit aisee de
maniere que non seulement la tension provoquee par la pression interne
soit supportee, mais qu'en plus il ne se produise pas de separation
entre la ceinture et le caoutchouc de la bande de roulement (qui sera
appelee dans la suite "separation sur mauvaise route"), lors d'un
roulement a des vitesses faibles a moyennes plutot qu'a une vitesse
rapide, du fait de sollicitations mecaniques provoquees lors d'un
passage sur des irregularites telles que des pierres, des saillies ou
analogues, reparties sur la surface de route.
12747
En consequence, quand le pneumatique radial est utilise sur une route
principalement en bon etat mais compor- tant des passages mauvais, la
ceinture de ce pneumatique doit simultanement satisfaire aux
imperatifs contraires definis ci-dessus. Par le passe, on a propose
differentes structures de ceinture pour un pneumatique radial devant
rouler a la fois sur une bonne route et sur une mauvaise route, mais
aucune de ces structures n'a permis de satisfaire encore a la fois a
ces imperatifs contraires.
Par exemple, on a propose une structure de cein- ture dans laquelle
des fils intervenant dans toutes les couches constituant la ceinture
sont disposes suivant un angle relativement petit par rapport a la
ligne circonferen- tielle centrale du pneumatique (l'expression "angle
de fil" intervenant'dans la suite de la description designe l'angle
d'inclinaison par rapport a la ligne circonferentielle centrale)
Cependant, puisque cette structure de ceinture ne comporte aucune
couche de fils comportant un angle de fil relativement grand, il ne se
forme pas, quand les fils de toutes les couches sont projetes sur un
plan, ce qu'on appelle "une structure en triangle" qui puisse assurer
la rigidite, de sorte que, lors de l'utilisation du pneumatique sur
une bonne route, la contrainte de cisaillement augmente entre les
couches de la ceinture en produisant une forte accumulation de
chaleur.
Pour une utilisation sur une bonne route, on emploie habituellement
une structure de ceinture telle que celle de la fig 1, o la ceinture 1
comprend quatre couches la-id et o l'angle de fil de la premiere
couche de ceinture la, disposee vers l'interieur dans la direction
radiale du pneumatique, ou la plus rapprochee de la carcasse, est
habituellement choisi a une valeur elevee pouvant atteindre environ
60, tandis que les angles de fils de la seconde a la quatriemecouche
de ceinture lb, le et ld ont des valeurs relativement petites Dans ce
cas, l'effet obtenu par la structure en triangle est suffisant et la
rigidite est grande, de sorte qu'il ne se pose aucun probleme se
rapportant a une separation sur bonne route, mais que la resistance a
une separation sur mauvaise route est extremement reduite.
Pour ameliorer la resistance a la "separation sur mauvaise route" du
pneumatique classique de la fig 1, on a egalement propose une
structure de ceinture telle que celle de la fig 2, o les angles de
fils des couches de ceinture sont les memes que sur la fig 1, mais ou
la partie centrale de la premiere couche de ceinture la est evidee
Dans ce cas, la rigidite de la zone centrale de la ceinture est
diminuee, mais la rigidite a proximite de la partie d'epaulement ne
peut pas etre reduite de sorte que la resistance a une separation sur
mauvaise route a l'extremite de ceinture n'est pas toujours
suffisamment amelioree.
L'invention a en consequence pour but de remedier aux inconvenients
precites des realisations connues et de fournir une structure de
ceinture appropriee pour un pneumatique de ce type pouvant etre
avantageusement utilise sur des routes bonnes et mauvaises.
Conformement a la presente invention, il est" prevu un pneumatique
radial de grande capacite comprenant une carcasse composee d'au moins
une couche caoutchoutee contenant des fils disposes essentiellement
dans un plan radial du pneumatique et une ceinture superposee sur la
partie de couronne de la carcasse juste en dessous de la bande de
roulement et composee d'au moins trois couches.
Selon l'invention, une premiere couche de ceinture, la plus rapprochee
de ladite carcasse parmi lesdites couches de la ceinture contient des
fils metalliques, lesdits fils etant disposes suivant un angle de 25 a
500, sans croiser, par rapport a la ligne circonferentielle centrale
du pneumatique, les fils metalliques de la seconde couche de ceinture
a partir de ladite carcasse, cette seconde couche etant adja- cente a
ladite premiere couche de ceinture, et ladite seconde couche de
ceinture, et=Ia troisieme couche de ceinture a partir de la carcasse,
adjacente a la seconde couche de ceinture, contiennent des fils
metalliques dont la resistance a la traction est comprise entre 1,5 et
2 fois celle du fil metallique de la premiere couche de ceinture,
lesdits fils metalliques de la seconde et de la troisieme couche de
ceinture etant disposes suivant un angle de 10 a 300, et plus petit
que l'angle de fil de la premiere couche de ceinture, avec croisement
des fils de ces deux dernieres couches de ceinture par rapport a la
ligne circonferentielle centrale du pneumatique.
D'autres avantages et caracteristiques de l'in- vention seront mis en
evidence dans la suite de la description, donnee a titre d'exemple non
limitatif, en reference aux dessins annexes dans lesquels: les figs 1
et 2 sont-des vues developpees schematiques de la structure de
ceinture d'un pneumatique classique. la fig 3 est une vue en coupe
equatoriale d'un mode de realisation du pneumatique conforme a
l'inven- tion, les figs 4 a et 4 b sont respectivement une vue
developpee partiellement schematique et une vue en coupe de la
structure de ceinture du pneumatique de la fig 3, et la fig 5 est une
vue developpee partiellement schematique d'un autre mode de
realisation de la structure de ceinture de pneumatique conforme a
l'invention.
Sur la fig 3,-on a represente en coupe equato- riale, un mode de
realisation d'un pneumatique radial de grande capacite conforme a
l'invention, dont la structure est la meme que celle d'un pneumatique
radial de grande capacite classique, sauf en ce qui concerne la
structure interne d'une ceinture 1 Sur la fig 3, on a designe par 2 la
bande de roulement et par 3 la carcasse composee d'au moins une couche
caoutchoutee contenant des fils metalliques disposes essentiellement
dans un plan radial du pneumatique Dans le mode de realisation
represente, une seule couche de fils metalliques est utilisee comme
carcasse, mais il va de soi qu'on pourrait utiliser en fonction des
applications envisa- gees, plusieurs couches ou tout au moins une
couche de fils en fibres organiques On a designe par 4 la tringle de
talon et par 5 la partie de talon habituellement pourvue d'une autre
couche de renforcement non representee sur la fig 3.
La ceinture 1 comprend au moins trois couches caoutchoutees contenant
chacune des fils metalliques, en particulier des fils d'acier Ces
couches sont appelees la premiere couche de ceinture la, la seconde
couche de ceinture lb, dans l'ordre de distance croissante de la
carcasse 3.
Les inventeurs ont effectue des etudes en vue de trouver une solution
optimale satisfaisant aux proprietes contraires necessaires a la fois
sur des bonnes et des mauvaises routes, comme precedemment mentionne,
et ils ont trouve que les inconvenients precites etaient reduits au
minimum avec un agencement de structure de ceinture tel que celui de
la fig 4 a, o les fils metalliques de la seconde et la troisieme
couche de ceinture lb et le sontjdisposes suivant un angle de 10 a 30,
de preference de 15 a 25, en se croisant mutuellement d'une couche a
l'autre, par rapport a la ligne circonferentielle centrale C-C du
pneumatique et o en meme temps des fils metalliques de la premiere
couche de ceinture places completement a l'interieur la sont disposes
suivant un angle de 25 a 500, de preference de 30 a 40, et superieur
aux angles de fils de la seconde et de la troisieme couche de ceinture
sans se croiser avec les fils metalliques de la seconde couche de
ceinture lb, inclinee par rapport a la ligne circonferentielle
centrale C-C.
Conformement a l'invention, l'angle des fils de la premiere couche de
ceinture est particulierement important.
Ainsi, quand cet angle de fil est inferieur a 25, on n'obtient pas une
rigidite suffisante par cooperation avec la seconde et la troisieme
couche de ceinture, et effet de la structure en triangle et il se pose
encore un probleme en ce qui concerne la resistance a la separation
sur bonne route du fait de l'accumulation de chaleuralors que, lorsque
l'angle de fil depasse 50 percent l'effet de structure en triangle
devient excessif et la rigidite est tres grande, de sorte que la
resistance a la separation sur mauvaises routes est redui- te Quand
l'angle de fil est compris entre 25 et 500, tous les inconvenients
mentionnes ci-dessus sont pratiquement supprimes et il en resulte que
l'utilisation sur des routes bonnes et mauvaises devient optimale. En
outre, lorsque des fils de la premiere couche de ceinture la croisent
ceux de la seconde couche de ceinture lb par rapport a la ligne
circonferentielle centrale C-C, c'est-a-dire lorsque, par exemple, les
fils de la premiere couche de ceinture la sont diriges vers le haut et
vers la droite par rapport a la ligne C-C representee sur la fig 4 a
alors que les fils de la seconde couche lb sont diriges vers le haut
et vers la gauche par rapport a la ligne C-C, a la difference de la
fig 4 a, le nombre des couches se croisant et pouvant donner lieu a
une separation, augmente,egalement la rigidite augmente de facon
superflue et en consequence, les resistances a la separation sur
bonnes routes et a la separation sur mauvaises routes diminuent toutes
les deux.
En outre, les fils de la seconde et de la troisieme couche de ceinture
doivent necessairement se croiser mutuellement par rapport a la ligne
circeinferentielle centrale C-C suivant l'angle defini ci-dessus, du
fait qu'ils doivent fondamentalement absorber la tension engendree par
la pression interne Quand l'angle de fil de la seconde couche et de la
troisieme couche de ceinture est inferieur a, la resistance a la
separation sur bonne route sous l'effet d'un echauffement et la
resistance a la separation sur mauvaise route sous l'effet de chocs
mecaniques sont toutes deux diminuees alors que, quand l'angle de fil
depasse 300, il est difficile d'absorber la tension d e a la pression
interne et le diametre du pneumatique augmente en provoquant
prematurement une rupture par separation.
L'effet obtenu par optimisation de l'angle de fil de 7 ceinture, en
particulier l'angle de fil de la troisieme couche de ceinture, peut
etre encore ameliore quand la resistance a la traction des fils de la
seconde et la troisieme couche de ceinture est compris entre 1,5 et 2
fois, de preference entre 1,6 et 1,8 fois celle de la premiere cou-
che de ceinture En consequence, on a realise pour la premiere fois une
structure de ceinture avantageusement utilisable a la fois sur des
routes bonnes et mauvaises. Quand la resistance a la traction des fils
de la seconde et de la troisieme couche de ceinture est inferieure a
1,5 fois celle des fils de la premiere couche de ceinture, la capacite
d'absorption de la tension due a la pression interne est augmentee
pour la premiere couche de ceinture et la rigidite devient plus grande
de sorte que la resistance a la separation sur mauvaise route est
diminuee alors que, quand la resistance a la traction depasse deux
fois celle de la premiere couche de ceinture, l'effet de cette
premiere couche de ceinture est inversement plus faible et la rigidite
diminue, ce qui cause une difficulte en ce qui concerne la resistance
a la separation sur bonnes routes.
Lorsque la resistance a la traction du fil de la seconde et de la
troisieme couche de ceinture est augmentee comme decrit ci-dessus, il
est avantageux que le rapport entre l'espacement de fils (d) et le
diametre des fils (M) de chacune desdites seconde et troisieme couches
de ceinture soit compris entre 0,4 et 0,7, de preference entre 0,5 et
0,6 Quand le rapport d/e est inferieur a 0,4, l'espacement de fils est
relativement petit et cela peut provoquer une rupture par separation
sur mauvaise route alors que, quand le rapport depasse 0,7, la tension
sous l'effet d'une pression interne n'est pas suffisamment absorbee et
risque de provoquer prematurement une rupture par separation.
L'espacement de fils d est defini comme la distance entre les fils
adjacents de la meme couche determinee sur une coupe passant par l'axe
de rotation du pneumatique comme indique sur la fig 4 b, et le
diametre de fil e est egalement mesure dans la coupe mentionnee
ci-dessus.
Dans la premiere couche de ceinture, le rapport entre l'espacement de
fils d et le diametre de fil e est de preference compris entre 0,8 et
1,3 plus particulierement entre 0,9 et 1,1, de facon a optimiser
encore la rigidite de la ceinture par cooperation avec la seconde et
la troisieme couche de ceinture Quand le rapport d/; est inferieur a
0,8, la resistance a la separation sur mauvaise route est diminuee du
fait de l'augmentation de rigidite alors que, quand le rappor d/e
depasse 1,3, l'effet de la structure en triangle pour la premiere
couche de ceinture est trop faible et-la rigidite diminue de sorte que
non seulement la resistance a la separation sur bonne route sur
l'effet d'une accumulation de chaleur est alteree, mais egalement la
resistance a la penetration par coupure sur mauvaise route est mise en
question du fait du grand espace- ment entre fils.
En adoptant la structure decrite ci-dessus, on obtient en premier lieu
pour resultats que la structure de ceinture convient suffisamment pour
etre utilisee a la fois sur des routes bonnes et mauvaises
Conformement a l'inven- tion, la ceinture est non seulement composee
de trois couches contenant chacun des fils metalliques comme indique
sur la fig 4, mais egalement elle peut comporter au moins une couche
supplementaire ld contenant des fils tels que des fils metaliques, des
fils en fibre organique ou analogues, cette couche etant placee a
l'exterieur des trois premieres couches, c'est-a-dire du cote de la
bande de roulement, comme indique sur la fig 5, afin d'amortir des
sollicitations mecaniques se produisant sur mauvaises routes Dans le
dernier cas, l'absorption de sollicitations mecaniques sur mauvaise
route est particulierement efficace quand l'allonge- ment a la rupture
du cable de la couche de ceinture supplementaire id n'est pas
inferieur a 1,5 fois celui des fils de la premiere, de la seconde et
de la troisieme couche de ceinture.
L'invention va faire l'objet d'une comparaison aux pneumatiques du
type connu.
On a soumis a des essais un pneumatique A conforme a l'invention,
d'une dimension de 10 00 R 20, ce pneumatique comportant une ceinture
composee de quatre couches, comme indique sur la fig 5, les details
concernant
12747 les angles de fils et les parametres semblables etant indiques
dans le tableau 1, en meme temps que ceux concernant un pneumatique
temoin de type connu En outre, la structure interne du pneumatique A
proprement dit, a l'exception de la ceinture, est la meme que celle du
pneumatique radial classique represente sur la fig 3.
La structure de ceinture des pneumatiques temoins B et C de type
connu, est composee de quatre couches comme indique sur les figs 1 et
2 Les caracteristiques de detail du pneumatique temoin B sont
indiquees sur le tableau 1 Le pneumatique temoin C comporte la meme
structure de ceinture que le pneumatique temoin B, excepte que la
partie centrale de la premiere couche de ceinture la du pneumatique
temoin C est evidee dans une zone correspondant a environ 35 percent
de la largeur de la premiere couche de ceinture La structure de ces
pneumatiques temoins, excepteela ceinture, est identique a celle du
pneumatique A selon l'invention.
En outre, les fils intervenant dans toutes les couches de ceinture
sont formes d'acier.
TABLEAU 1
Premiere Seconde Troisieme Quatrieme couche de couche de couche de
couche de ceinture ceinture ceinture ceinture la lb le i Pneuma Angle
de fil 350 a droite 200 a 200 a 20 a tic droite gauche gauche A selon
d/e 0,9 0, 5 0,5 0,8 l'inven Resistance a tion la traction du fil 165
kg 280 kg 280 kg 100 kg index (100) (170) (170) (61) Pneu Angle de fil
600 a 200 a 200 a 200 a matique droite droite gauche gauche temoin Bto
d/u 0,5 0,3 0, 3 0,3 Resistance a la traction du fil 165 kg 165 kg 165
kg 165 kg index (100) (100) (100) (100) Chacun de ces trois
pneumatiques a ete soumis a des essais pratiques sur route et on a
obtenu les resultats indiques dans le tableau 2 suivant.
Les essais ont ete effectues sur trois types de routes, a savoir une
route bonne a 100 percent, une route mauvaise a 100 percent et une
route se composant d'une bonne route pour 70 percent et d'une mauvaise
route pour 30 percent Au bout d'un parcours sur une distance de 20 000
km, on a mesure la longueur de fissuration produite entre la seconde
et la troisieme couche de ceinture a leurs extremites, ce qui permet
de comparer les resistarrces a la rupture par separation a l'aide d'un
index etabli en prenant la valeur de base 100 pour le pneumatique-
temoin B.
TABLEAU 2
Route bonne Route mauvaise route bonne a 70 percent -
A 100 percent A 100 percent route mauvaise a 30 percent Pneumatique A
selon l'invention 100 35 50 Pneumatique temoin B 100 100 100
Pneumatique temoin C (enlevement de la partie centrale de la premiere
couche de ceinture) 110 50 75 Comme le montre le tableau 2, la
resistance a la rupture par separation, notamment sur mauvaise route,
du pneumatique conforme a l'invention est considerablement amelioree
par comparaison a celle des pneumatiques classiques.
Comme mentionne ci-dessus, l'invention permet d'obtenir une structure
de ceinture qui est appropriee pour etre utilisee dans des
pneumatiques radiaux de grande capacite qu'on doit utiliser a la fois
sur des routes bonnes et mauvaises, l'invention eliminant les
inconvenients de l'art anterieur et faisant er Ort" qu'une rupture par
separation ou un autre incident semblable puisse se produire
difficilement dans des conditions d'utilisation sur des routes a la
fois bonnes et mauvaises.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Pneumatique radial de grande capacite compre- nant une carcasse (3)
composee d'au moins une couche caout- choutee contenant des fils
disposes essentiellement dans un plan radial du pneumatique et une
ceinture superposee sur la partie de couronne de la carcasse juste
en-dessous de la bande de roulement (2) et composee d'au moins trois
couches (la, lb, le), caracterisee en ce que la premiere couche de
ceinture (la) la plus rapprochee de ladite carcasse parmi lesdites
couches de la ceinture, contient des fils metalliques, lesdits fils
etant disposes suivant un angle de 25 a 500, sans croiser, par rapport
a la ligne circonferentielle centrale (C-C) du pneumatique, les fils
metalliques de la seconde couche de ceinture (lb) a partir de la
carcasse, cette seconde couche etant adjacente a ladite premiere
couche de ceinture (la), et en ce que ladite seconde couche de
ceinture (lb) et une troisieme couche de ceinture (1 c) a partir de la
carcasse, adjacente a la seconde couche de ceinture, contiennent des
fils metalliques dont la resistance a la traction est comprise entre
1,5 et 2 fois celle du fil metallique de la premiere couche de
ceinture, lesdits fils metalliques de la seconde et de la troisieme
couche de ceinture etant disposes suivant un angle de 10 a 300, et
plus petit que l'angle de fil de la premiere couche de ceinture, avec
croisementdes fils de ces deux couches de ceinture (lb, le) par
rapport a la ligne circon- ferentielle centrale du pneumatique.
2 Pneumatique selon la revendication 1, carac- terise en ce que
chacune desdites seconde et troisieme couches de ceinture presente un
rapport de l'espacement entre fils au diametre de fil, qui est compris
entre 0,4 et 0,7.
3 Pneumatique selon la revendication 1, caracterise en ce que ladite
premiere couche de ceinture presente un rapport de l'espacement entre
fils au diametre de fil qui est compris entre 0,8 et 1,3.
4 Pneumatique selon la revendication 1, carac- terise en ce que ladite
ceinture est composee d'au moins quatre couches (la, lb, lc, ld),
contenant chacune des fils et en ce que chacun des fils d'au moins une
couche de ceinture (ld) autre que les trois premieres (la a le)
presente un allongement a la rupture qui n'est pas inferieur a 1,5
fois celui de-chacun des fils des trois premieres couches.
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