ES2254289T3 - Banda de rodadura para neumatico para el transporte de cargas pesadas. - Google Patents
Banda de rodadura para neumatico para el transporte de cargas pesadas.Info
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Abstract
Una banda de rodadura (1) para neumático que transporta cargas pesadas, estando realizada esta banda de mezcla de caucho y comprendiendo al menos una incisión (2), estando delimitada esta incisión por paredes (3, 4) enfrentadas, estando definida cada pared geométricamente por una superficie media que lleva elementos de relieve huecos y/o en saliente, estando destinados los elementos de relieve de una pared a cooperar con los elementos de relieve de la pared enfrentada en el contacto de la banda de rodadura con la calzada, estando caracterizada esta banda de rodadura porque: la anchura de la incisión (2) -es decir la distancia que separa las paredes (3, 4) medida paralelamente a la superficie de rodadura (11) en estado nuevo- es variable y es máxima en la región central de la incisión, es decir en la región que está sensiblemente a igual distancia de la superficie de rodadura y del fondo de la incisión y a igual distancia de las extremidades laterales de dicha incisión, sufriendo esta regiónlas deformaciones máximas debidas al efecto de Poisson resultante del aplastamiento de dicha banda en el contacto con la calzada, a fin de obtener, sobre toda la superficie de las paredes que delimitan dicha incisión, una cooperación de todos los motivos de relieve de dichas paredes (3, 4).
Description
Banda de rodadura para neumático para el
transporte de cargas pesadas.
El invento se refiere a los neumáticos y a las
bandas de rodadura para neumáticos de vehículos destinados a
transportar fuertes cargas y en particular y en particular a las
esculturas de tales bandas provistas de incisiones.
Para mejorar el comportamiento de un vehículo en
rodadura particularmente sobre calzada mojada o helada, es
necesario tener una adherencia suficiente de las bandas de rodadura
de los neumáticos que equipan este vehículo. Con este propósito, es
conocido proveer a la banda de rodadura de cada neumático de motivos
de relieve delimitados por cortes (ranuras y o incisiones),
teniendo estos cortes, entre otras, la función de servir de canales
de evacuación. Cada motivo puede además comprender al menos una
incisión con el fin de crear un mayor número de aristas destinadas
a cortar la capa de agua que recubre la calzada. Por corte, hay que
entender una hendidura que puede presentar un trazado rectilíneo u
otro, por ejemplo curvilíneo, ondulado, cualquiera que sea el plano
de corte (longitudinal, transversal u oblicuo) considerado.
Bien entendido, es preciso establecer un
compromiso necesario entre el número de cortes y las rigideces de
la banda de rodadura; en efecto, un número demasiado grande de
cortes (ranuras y/o incisiones) conduce a una disminución sensible
de las rigideces de los motivos de relieves. En particular, bajo la
acción de esfuerzos tangenciales a la superficie de contacto del
neumático con la calzada particularmente en curva, los motivos
pueden deformarse de una manera demasiado importante, lo que se
traduce entonces por una pérdida de estabilidad en la carretera (o
de rumbo).
Para resolver este problema, se ha propuesto
realizar incisiones cuyas paredes enfrentadas están provistas de
medios dispuestos para limitar los movimientos relativos de una
pared con relación a la pared de enfrente.
Por ejemplo, en el documento FR 2.025.124 se ha
propuesto realizar incisiones cuyas superficies de paredes
principales enfrentadas que delimitan dichas incisiones presenten un
relieve quedando siempre sensiblemente paralelas entre ellas,
cualquiera que sea el trazado obtenido sobre cualquier plano de
corte.
Por otra parte, el documento US 5.783.002
describe una banda de rodadura según el preámbulo de la
reivindicación 1ª, que permite obtener propiedades óptimas de los
elementos de relieve de esta banda a lo largo de la duración de
utilización del neumático equipado con la banda de rodadura. Esta
banda de rodadura comprende al menos una incisión delimitada por
dos paredes enfrentadas y que presentan cada una, una superficie en
relieve formada de salientes y de cavidades dispuestas de una
manera particular a una y otra parte una superficie media de pared,
estando previstos dichos salientes de una pared para cooperar, por
imbricación, con las cavidades de la pared de enfrente y
recíprocamente.
Las soluciones descritas en estos documentos
revelan tener muchas prestaciones para los neumáticos destinados a
vehículos de turismo o más generalmente en vehículos que soportan
cargas relativamente débiles. Sin embargo, se ha podido constatar
que cuando estas mismas soluciones aran aplicadas al caso de
neumáticos para vehículos que transportan cargas pesadas
-particularmente de los camiones- las cargas soportadas por los
diferentes neumáticos creaban presiones elevadas de contacto y por
tanto presiones elevadas de aplastamiento de los motivos de relieve
de las bandas de rodadura. Bajo estas presiones de contacto, la
mezcla de caucho que compone cada uno de los motivos de relieve de
la banda de rodadura es aplastada y tiende, por efecto llamado de
Poisson, a deformarse en todas las direcciones libres transversales
con relación a la dirección de las presiones de contacto, es decir
en las direcciones según las cuales dicha mezcla no está limitada
materialmente. Bajo este efecto resultante de la compresión, se
observa que los salientes y cavidades de los que están provista una
primera pared principal que delimita una incisión con una segunda
pared principal enfrentada no pueden cooperar con el conjunto de
salientes y cavidades de dicha segunda pared, deformándose cada una
de dichas paredes principales en el curso del aplastamiento de la
banda de rodadura de una manera no homogénea (no regular). De hecho,
se observa que sólo ciertas partes de las paredes de la incisión
hacen contacto y aseguran la función de bloqueo de dichas paredes
entre sí (estas partes en contacto corresponden a las partes en las
que la deformación por efecto de Poisson es máxima). Se constata,
además, que la deformación por efecto de Poisson es modificada en
la proximidad de los puntos de contacto con la calzada según las
condiciones de contacto (deslizamiento posible o no entre la
superficie de contacto de la banda de rodadura y la calzada).
Un objetivo del presente invento es formar una
banda de rodadura para neumático destinada a soportar cargas
elevadas y que comprende incisiones que no presentan los
inconvenientes que acaban de ser recordados.
En este propósito, la banda de rodadura según el
invento realizada en un material de naturaleza similar al caucho
comprende al menos una incisión delimitada por paredes enfrentadas
(es decir que se miran), estando definida cada pared
geométricamente por una superficie media que lleva elementos de
relieve, estando destinados los elementos de relieve (salientes,
cavidades) de una parece a cooperar con los elementos de relieve de
la pared de enfrente en el contacto de la banda rodadura con la
calzada.
Para alcanzar una cooperación más eficaz de las
paredes de una incisión delimitada por dos paredes provistas de
elementos de relieve (huecos y salientes), la amplitud de la
incisión -es decir la distancia que separa las paredes (3,4) medida
paralelamente a la superficie de rodadura (11) en estado nuevo- no
es constante en toda las direcciones y es variable al menos en la
dirección de la profundidad de la incisión. Más específicamente, la
anchura de la incisión según el invento es máxima: (en la región
central de la incisión, es decir en la región que está
sensiblemente a igual distancia de la superficie de rodadura y del
fondo de la incisión y a igual distancia de las extremidades
laterales de dicha incisión), sufriendo esta región las
deformaciones máximas debidas al efecto de Poisson resultante del
aplastamiento de la banda rodadura en el contacto con la
calzada.
De esta manera, la cooperación de las paredes
enfrentadas de una incisión es más eficaz ya que el conjunto de los
motivos de relieve sobre una pared coopera con el conjunto de los
motivos de relieve de la pared de enfrente, siendo compensada la
diferencia de anchura de incisión por la deformación transversal de
la mezcla de caucho durante el aplastamiento de la banda de
rodadura.
En una primera variante simple de realización,
las variaciones de la anchura de la incisión según el invento son
sensiblemente idénticas cualquiera que sea el plano de corte
perpendicular a la superficie de rodadura de la banda de rodadura y
sensiblemente perpendicular a la superficie media de dicha incisión
(definida como la superficie que pasa a media distancia de las
paredes enfrentadas que delimitan la
incisión).
incisión).
De preferencia, la anchura máxima de la incisión
es localizada sensiblemente a una profundidad superior o igual a la
mitad de la profundidad de dicha incisión.
En otra variante de realización, las curvas de
iso-anchura de la incisión son curvilíneas y
concéntricas alrededor de una región central del motivo de la
incisión, estando situada dicha región central sensiblemente a media
profundidad de la incisión y a igual distancia de las aristas
laterales formadas por dicha incisión. Por región central del
motivo de la incisión, se entiende la región que está sensiblemente
a igual distancia de la superficie de rodadura y del fondo de la
incisión y a igual distancia de las extremidades laterales de dicha
incisión.
En la práctica, si se desplaza una superficie de
pared de un elemento de mezcla de caucho que delimita una incisión
según el invento para aplicarla contra la superficie de pared
enfrentada que delimita la misma incisión, se obtiene:
fuera de la zona de contacto de la banda con la
calzada, un contacto parcial, es decir un contacto únicamente sobre
las partes que limitan dichas superficies (estas partes comprenden
las aristas formadas por las incisiones sobre dichas paredes);
en la zona de contacto de la banda por la
calzada, un contacto total o casi total de las superficies de
paredes deformadas en las direcciones transversales por efecto de
Poisson, compensando estas deformaciones localmente las diferencias
de anchura inicial de la incisión.
Es así posible mejorar sensiblemente el bloqueo
de las paredes enfrentadas de una misma incisión durante el
aplastamiento. Esto es particularmente interesante cuando la banda
rodadura está nueva ya que después de un desgaste parcial de dicha
banda, las incisiones tienen profundidades que disminuyen y que en
consecuencia la necesidad de bloqueo de las paredes que delimitan
dichas incisiones disminuye igualmente.
La escultura según el invento puede ser aplicada
en el caso de neumáticos de cualquier tipo entendiéndose que la
distribución de las anchuras de una incisión es función de las
deformaciones transversales debidas al efecto de Poisson en el
curso del aplastamiento de los bloques de goma de la banda de
rodadura en el contacto con la calzada.
Una incisión según el invento es fácilmente
realizable por medios usuales como por ejemplo el empleo de una
laminilla que presenta geometrías de superficie y distribuciones de
espesores apropiados.
Las características del invento resaltan de la
descripción siguiente, hecha con relación al dibujo adjunto y que
muestra, a título de ejemplos no limitativos, formas de realización
del objeto del invento.
En este dibujo,
La fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una
incisión según el invento en una banda de rodadura,
La fig. 2 muestra una vista en corte en un plano
de corte II-II perpendicular a la superficie de
rodadura de la banda de rodadura mostrada en la fig. 1;
La fig. 3 muestra una vista en corte en un plano
de corte III-III perpendicular a la superficie de
rodadura de la banda de rodadura mostrada en la fig. 1;
La fig. 4 muestra una distribución de las curvas
de iso-anchura de otra variante de incisión según
el invento;
La fig. 5 muestra otra distribución de las curvas
de iso-anchura de otra variante de incisión según
el invento.
La fig. 1 muestra una parte de una banda de
rodadura 1 para un neumático que equipa un vehículo pesado o camión
y provista de una incisión 2 según el invento (la configuración
presentada corresponde a la banda fuera de la zona de contacto con
la calzada es decir no aplastada). La incisión 2 representada está
delimitada por paredes 3, 4 enfrentadas de dos bloques de goma 5, 6
y tiene una forma general rectilínea sobre dicha superficie de
rodadura 11 y una forma general en zigzag en el espesor de la banda.
Las paredes 3, 4 que delimitan la incisión 2 están provistas de
partes en saliente y de partes huecas destinadas a cooperar cuando
los bloques de goma 5, 6 pasan en el contacto con la calzada y
cuando la incisión se vuelve a cerrar (es decir cuando las paredes
3, 4 se aproximan entre sí).
La incisión 2 presenta sobre la superficie de
rodadura 11 de la banda de rodadura en estado nuevo una anchura
variable en el sentido de su longitud y máxima en su parte
media.
Para compensar el efecto, llamado de Poisson, que
ocasiona una deformación de los bloques de goma 5, 6 que delimitan
la incisión 2, dicha incisión corta la superficie de rodadura 11
para formar dos aristas 31 y 41 cuyos trazados son sensiblemente
simétricos con relación a una línea media rectilínea Lm representada
en trazos discontinuos y que presenta una separación máxima en la
parte media de la longitud de la incisión (medida según Lm).
La fig. 2 muestra un corte según un plano
II-II de la banda no aplastada visible en la fig. 1.
Sobre este plano de corte realizado sensiblemente en la parte media
de la incisión 2 y perpendicularmente a la superficie de rodadura
11, se ve que esta incisión 2 está delimitada por dos superficies 3,
4 cuyas trazas 311, 411 en el plano de corte no son superponibles,
es decir que la aproximación de la superficie 4 hacia la superficie
3 no permite superponerlas en su totalidad (la traza 411* en líneas
discontinuas muestra tal aproximación) y queda entre la traza 311 y
la traza 411* un espacio previsto para ser compensado por la
deformación de los bloques de goma 5, 6 que resultan del efecto de
Poisson en el contacto con la
calzada.
calzada.
En la pared 4 se distingue la presencia de dos
salientes 412, 413 espaciados en el sentido de la profundidad de la
incisión por una parte 414 sensiblemente perpendicular a la
superficie de rodadura 11, estando prolongados dichos dos salientes
412, 413 respectivamente hacia el exterior de la banda de rodadura
y hacia el fondo de la incisión igualmente por partes 415, 416
perpendiculares a la superficie de rodadura 11. La pared 3
comprende dos cavidades 312, 313 destinadas a cooperar con los
salientes 412, 413 de la pared 4 cuando la banda es aplastada.
La anchura de la incisión 2 tomada en el plano de
corte II-II y medida paralelamente a la superficie
de rodadura 11 es máxima a media profundidad entre la superficie de
rodadura 11 en estado nuevo y el fondo de incisión 21.
En la fig. 3, que muestra un corte según un plano
III-III realizado sobre la banda de rodadura 1 de
la fig. 1 en la proximidad de una de las extremidades laterales de
la incisión, se ve que los perfiles medios de las trazas 311' y
411' de las superficies de paredes 3 y 4 que delimitan la incisión
son de una manera general semejantes a los perfiles medios de las
trazas 311 y 411 de las mismas superficies de paredes 3 y 4 en el
plano de corte II-II mostrado en la fig. 2. Sin
embargo, la anchura de la incisión 2, medida entre las líneas de
las paredes 3 y 4 en el plano III-III es
sensiblemente constante sobre toda la profundidad de la incisión 2
y es inferior a la menor de las anchuras de la misma incisión
medidas en el plano de corte II-II.
De manera preferente, se realiza una incisión
delimitada por paredes de mezcla de caucho cuyos espaciamientos
(distancias entre cualquier punto que separa dichas paredes) siguen
una distribución esquematizada en la fig. 4. En esta fig. 4, se han
llevado las líneas de igual anchura (o iso anchura) de una incisión
sobre la superficie media de dicha incisión: a fin de obtener un
efecto óptimo de cooperación de una pared con la pared de enfrente
que delimita una incisión durante el paso en el contacto con la
calzada, es justo que las líneas de iso-anchura
estén sensiblemente centradas y que las mayores anchuras estén
situadas cerca de la parte central C de la incisión. Por parte
central C de una incisión, hay que entender aquí la parte de la
incisión que se encuentra aproximadamente a media profundidad de
dicha incisión y a igual distancia de las extremidades laterales de
esta incisión (es decir allá donde las deformaciones transversales
-en una dirección perpendicular a las paredes que delimitan la
incisión- que resultan del efecto de Poisson por compresión son
máximas).
En un ejemplo de aplicación de la distribución
visible sobre esta fig. 4 en el caso de una banda de rodadura para
neumático destinado a equipar un vehículo pesado, las líneas L1
representan una anchura de 3,5 mm, L2 de 1,5 mm y L3 de 1 mm; en
los bordes de la incisión la anchura de la incisión es inferior o
igual a 0,5 mm.
En otra variante, las curvas de
iso-anchura L1, L2, L3 de la fig. 4 son todas
trasladadas en una misma cantidad hacia el fondo de la incisión
como se ha representado en la fig. 5.
Como se ha descrito, el efecto de Poisson es una
función de la fuerza de compresión soportada por los elementos de
goma que forman la banda de rodadura y en consecuencia, es del
dominio del experto en la técnica ajustar las anchuras de la
incisión según el invento en función del tipo de neumático, de la
presión de hinchado utilizada, del número de incisiones y de la
profundidad de dichas incisiones y de las características mecánicas
de las mezclas de caucho.
Bien entendido el invento no está limitado a los
ejemplos descritos y representados y pueden introducirse diversas
modificaciones sin salir de su marco, tal como se ha definido por
las reivindicaciones.
Claims (4)
1. Una banda de rodadura (1) para neumático que
transporta cargas pesadas, estando realizada esta banda de mezcla
de caucho y comprendiendo al menos una incisión (2), estando
delimitada esta incisión por paredes (3, 4) enfrentadas, estando
definida cada pared geométricamente por una superficie media que
lleva elementos de relieve huecos y/o en saliente, estando
destinados los elementos de relieve de una pared a cooperar con los
elementos de relieve de la pared enfrentada en el contacto de la
banda de rodadura con la calzada, estando caracterizada esta
banda de rodadura porque: la anchura de la incisión (2) -es decir la
distancia que separa las paredes (3, 4) medida paralelamente a la
superficie de rodadura (11) en estado nuevo- es variable y es
máxima en la región central de la incisión, es decir en la región
que está sensiblemente a igual distancia de la superficie de
rodadura y del fondo de la incisión y a igual distancia de las
extremidades laterales de dicha incisión, sufriendo esta región las
deformaciones máximas debidas al efecto de
Poisson resultante del aplastamiento de dicha banda en el contacto con la calzada, a fin de obtener, sobre toda la superficie de las paredes que delimitan dicha incisión, una cooperación de todos los motivos de relieve de dichas paredes (3, 4).
Poisson resultante del aplastamiento de dicha banda en el contacto con la calzada, a fin de obtener, sobre toda la superficie de las paredes que delimitan dicha incisión, una cooperación de todos los motivos de relieve de dichas paredes (3, 4).
2. Una banda de rodadura (1) según la
reivindicación 1ª, caracterizada porque las variaciones de
la anchura de la incisión (2) son sensiblemente idénticas cualquiera
que sea el plano de corte perpendicular a la superficie de rodadura
(11) de la banda de rodadura.
3. Una banda de rodadura (1) según la
reivindicación 1ª, caracterizada porque las curvas de iso
anchura (L1, L2, L3) de la incisión (2) son sensiblemente
curvilíneas y concéntricas.
4. Una banda de rodadura (1) según la
reivindicación 3ª, caracterizada porque las curvas de iso
anchura (L1, L2, L3) de la incisión (2) son sensiblemente
concéntricas alrededor de una región central de la incisión,
estando situada dicha región central sensiblemente a media
profundidad de la incisión y a igual distancia de dichas aristas
laterales formadas por
dicha incisión.
dicha incisión.
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