ES2270568T3 - Cubierta neumatica radial para automoviles de turismo. - Google Patents
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Abstract
Cubierta neumática radial para automóviles de turismo que comprende una carcasa (2) de estructura radial que se extiende toroidalmente entre las de un par de almas (1) de los talones y consta de al menos una tela cauchutada de la carcasa que contiene hilos de fibra orgánica en la misma, y un cinturón (3) que refuerza a una parte que constituye la corona de la carcasa, constando dicho cinturón de una pluralidad de capas del cinturón, teniendo al menos una tela de la carcasa una zona suprimida (5) en su parte que constituye la corona, estando una capa (6) de respaldo de la carcasa dispuesta junto a la zona suprimida en el exterior de la carcasa (2) en la dirección radial y siendo dicha capa de respaldo de la carcasa un cuerpo cauchutado que contiene una pluralidad de hilos de fibra orgánica; estando dicha cubierta neumática radial caracterizada por el hecho de que el módulo de elasticidad de la capa (6) de respaldo de la carcasa es más bajo que el de la carcasa (2).
Description
Cubierta neumática radial para automóviles de
turismo.
Esta invención se refiere a una cubierta
neumática radial para automóviles de turismo que es capaz de
establecer simultáneamente estabilidad direccional y confort de
marcha.
En las cubiertas neumáticas radiales para
automóviles de turismo es práctica común la de asegurar juntamente
el confort de marcha y la estabilidad direccional constituyendo la
carcasa con una a tres telas de la carcasa que contienen hilos de
fibra orgánica en las mismas.
Últimamente se ha registrado la demanda de que
se haga que sea más elevado el nivel de calidad de los automóviles
de turismo, y por consiguiente se demanda que sea más mejorado el
confort de marcha de las cubiertas de los automóviles de
turismo.
Sin embargo, el confort de marcha y la
estabilidad direccional están en conflicto entre sí. En general, si
se intenta mejorar el confort de marcha, puede que empeore la
estabilidad direccional. Por consiguiente, se demanda que sea
desarrollada una nueva manera de satisfacer simultáneamente las
exigencias relativas al confort de marcha y a la estabilidad
direccional.
Se llama asimismo la atención acerca de las
descripciones de los documentos
US-A-4185675 y
US-A-2958359, que corresponden al
preámbulo de la reivindicación 1.
Es por consiguiente un objeto de la invención el
de aportar una cubierta neumática radial para automóviles de
turismo que realice un mejoramiento del confort de marcha sin
sacrificar la estabilidad direccional.
A fin de establecer simultáneamente el confort
de marcha y la estabilidad direccional, el inventor ha examinado la
estructura básica de la cubierta y ha descubierto que es ventajoso
retirar una parte de la carcasa situada debajo del cinturón para
reducir la rigidez en la parte que constituye la corona de la
cubierta para mejorar el confort de marcha, y que puede mantenerse
una excelente estabilidad direccional suplementando con medios
adecuados la rigidez del cinturón que corresponde a la parte
retirada de la carcasa a lo ancho. Como resultado de ello, ha sido
llevada a cabo la presente invención.
Según la invención, se aporta una cubierta
neumática radial para automóviles de turismo que comprende una
carcasa de estructura radial que se extiende toroidalmente entre las
de un par de almas de los talones y consta de al menos una tela
cauchutada de la carcasa que contiene hilos de fibra orgánica en la
misma, y un cinturón que refuerza a una parte que constituye la
corona de la carcasa, constando dicho cinturón de una pluralidad de
capas del cinturón, teniendo al menos una tela de la carcasa una
zona suprimida en su parte que constituye la corona, y estando una
capa de respaldo de la carcasa dispuesta junto a la zona suprimida
en el exterior de la carcasa en la dirección radial y siendo dicha
capa de respaldo de la carcasa un cuerpo cauchutado que contiene
una pluralidad de hilos de fibra orgánica, y siendo el módulo de
elasticidad de la capa de respaldo de la carcasa más bajo que el de
la car-
casa.
casa.
En una realización preferible de la invención,
la longitud de la zona suprimida a lo ancho de la cubierta es de un
20-70% de la anchura máxima del cinturón.
En otra realización preferible de la invención,
el hilo de fibra orgánica que está previsto en la capa de respaldo
de la carcasa tiene un diámetro de 0,1-0,5 mm.
Es asimismo preferible que el hilo de fibra
orgánica tenga un punto de fusión de no más de 150ºC.
En una realización más preferible de la
invención, está dispuesta en el exterior del cinturón en la
dirección radial de la cubierta una capa de refuerzo del cinturón
que cubre al menos un extremo lateral del cinturón.
Se describe más ampliamente a continuación la
invención haciendo referencia a los dibujos acompañantes, en los
cuales:
La Fig. 1 es una vista esquemática en sección de
una primera realización de la cubierta neumática radial según la
invención;
la Fig. 2 es una vista esquemática en sección de
una segunda realización de la cubierta neumática radial según la
invención; y
la Fig. 3 es una vista esquemática en sección de
una tercera realización de la cubierta neumática radial según la
invención.
\newpage
En la Fig. 1 se muestra en sección una primera
realización de la cubierta neumática radial para automóviles de
turismo según la invención, siendo el número de referencia 1 un alma
del talón, el número de referencia 2 una carcasa, el número de
referencia 3 un cinturón y el número de referencia 4 una banda de
rodadura.
La carcasa 2 consta de una o varias telas
cauchutadas de la carcasa que tienen una estructura radial y se
extienden toroidalmente entre las del par de almas 1 de los talones
y contienen hilos de fibra orgánica en las mismas. En la invención
es importante que al menos una tela de la carcasa tenga una zona
suprimida 5 en su parte que constituye la corona. Esto quiere decir
que la parte que constituye la corona de la carcasa 2 es suprimida
para dar flexibilidad a la parte que constituye la corona de la
cubierta, con lo cual las vibraciones que son transmitidas desde la
superficie de la carretera son absorbidas dentro de la parte que
constituye la corona para así lograr un mejoramiento del confort de
marcha y una reducción del ruido. Asimismo, la formación de la zona
suprimida 5 redunda en una reducción del material que es usado para
la carcasa, con lo cual se logra también una reducción del peso.
Es preferible que la longitud D de la zona
suprimida 5 a lo ancho de la cubierta sea de un
20-70% de la anchura máxima L del cinturón 3 con el
que está centrado el plano ecuatorial O de la cubierta. Cuando la
longitud D de la zona suprimida 5 es de menos de un 20%, no se
obtiene suficientemente el efecto de mejorar el confort de marcha,
mientras que cuando dicha longitud es de más de un 70%, no es
desarrollada la función de la carcasa para mantener la presión de
aire de la cubierta, y por consiguiente empeora la durabilidad de la
cubierta.
Por otro lado, la presencia de la zona suprimida
5 en la parte que constituye la corona de la carcasa 2 hace que
disminuya la rigidez de la cubierta para así dar lugar a un
empeoramiento de la estabilidad direccional. En la invención, por
consiguiente, se dispone junto a la zona suprimida 5 una capa 6 de
respaldo de la carcasa. En la realización ilustrada, la capa 6 de
respaldo de la carcasa está dispuesta en el exterior de la zona
suprimida 5 en la dirección radial y presenta una anchura con la
cual al menos cubre la zona suprimida 5. La capa 6 de respaldo de
la carcasa suplementa la rigidez del cinturón a lo ancho en la parte
que constituye la corona de la cubierta para así suprimir el
empeoramiento de la estabilidad direccional.
Cuando la rigidez del cinturón 3 a lo ancho es
suplementada mediante la capa 6 de respaldo de la carcasa, si la
rigidez se da en exceso hay peligro de que disminuya el efecto de
mejorar el confort de marcha por medio de la zona suprimida 5. Por
consiguiente, la capa 6 de respaldo de la carcasa tiene un módulo de
elasticidad que es más bajo que el de la carcasa 2.
Específicamente, la capa 6 de respaldo de la carcasa tiene un módulo
de elasticidad de aproximadamente 1-30 kp por mm de
anchura.
En particular, es ventajoso que la capa 6 de
respaldo de la carcasa actúe principalmente suplementando la
rigidez a la tracción del cinturón 3 a lo ancho para asegurar la
estabilidad direccional y mantener el mejoramiento del confort de
marcha por medio de la zona suprimida 5 sin influenciar a la rigidez
a la flexión. Con esta finalidad, es preferible hacer que sea
pequeño el espesor de la capa 6 de respaldo de la carcasa.
Específicamente, el espesor de la capa 6 de respaldo de la carcasa
es preferiblemente de no más de 1,0 mm. Sin embargo, cuando el
espesor de la capa 6 de respaldo de la carcasa es de menos de 0,1
mm, el diámetro del hilo de fibra orgánica que se usa en la capa de
respaldo de la carcasa es tan pequeño que resulta difícil lograr la
rigidez a la tracción que se requiere para mantener la estabilidad
direccional, por lo cual el espesor de la capa de respaldo de la
carcasa es preferiblemente de no menos de 0,1 mm.
En calidad de la capa 6 de respaldo de la
carcasa, se recomienda usar un material compuesto formado a base de
disponer paralelamente entre sí a los de una pluralidad de hilos de
fibra orgánica que tengan un diámetro de 0,1-0,5 mm
y recubrirlos con caucho. Esto quiere decir que la capa 6 de
respaldo de la carcasa es convenientemente un material compuesto de
caucho en el que están dispuestos a razón de una cuenta de hilos de
50 hilos/50 mm y discurriendo en la dirección radial hilos de fibra
orgánica tales como los de nilón, poliéster, rayón, vinilón y
materiales similares.
Además, basta con que la capa 6 de respaldo de
la carcasa tenga una anchura que al menos cubra la zona suprimida
5, pero ambos extremos laterales de la capa 6 de respaldo de la
carcasa pueden prolongarse hasta llegar a las respectivas partes
que constituyen los talones, como se muestra en la Fig. 2.
Al encontrarse la zona suprimida 5 en la parte
que constituye la corona de la carcasa 2, resulta difícil
estabilizar la fabricación de la cubierta y hay el peligro de que
se vea negativamente afectada la uniformidad de la cubierta que se
fabrica. Esto quiere decir que cuando una cubierta no vulcanizada es
dilatada en molde durante la vulcanización, puesto que la tela de
la carcasa es discontinua, resulta difícil dilatar uniformemente la
cubierta no vulcanizada, y en particular hay una posibilidad de que
sea ocasionado un desparramamiento de la forma en ambas partes
laterales de la cubierta a lo ancho, lo cual puede redundar en un
empeoramiento de la uniformidad de la cubierta. Por consiguiente,
es deseable que la rigidez que es necesaria para la vulcanización se
mantenga incluso en la zona suprimida 5 hasta que haya concluido la
vulcanización de la cubierta, y que el módulo de elasticidad en la
zona suprimida 5 disminuya después de la vulcanización. Con esta
finalidad, la capa 6 de respaldo de la carcasa, que como tal capa
de respaldo cubre la zona suprimida 5, se hace convenientemente a
base de hilos de fibra orgánica que se funden a una temperatura de
vulcanización de aproximadamente 150-200ºC, para así
reducir el módulo de elasticidad en el límite del paso de
vulcanización.
El cinturón 3 consta de al menos dos capas
laminadas de cinturón, y preferiblemente de 2-3
capas del cinturón que contienen cada una pluralidad de hilos de
acero cauchutados, estando los hilos de acero de estas capas
entrecruzados entre sí y dispuestos a un ángulo de oblicuidad de los
hilos de 15-30º con respecto al plano ecuatorial de
la cubierta. Además, a fin de suprimir la avería por desunión en el
extremo del cinturón 3 puede disponerse como se muestra en la
realización ilustrada una capa 7 de refuerzo del cinturón que es
formada arrollando un hilo textil en la dirección
circunferencial.
En las Figs. 1 y 2 se ilustra un caso en el que
la carcasa 2 consta de una única tela de la carcasa, pero la
carcasa puede constar de una pluralidad de telas, por ejemplo como
se muestra en la Fig. 3.
En calidad del hilo para la carcasa 2, pueden
usarse hilos de fibra orgánica tal como fibra de rayón, de poli 2,6
naftalato de etileno (PEN), de tereftalato de polietileno (PET), de
poliolefina-cetona (POK), de nilón o de un material
similar, y es preferible disponer tales hilos de fibra orgánica a
razón de una cuenta de hilos de 40-70 hilos/
50 mm.
50 mm.
Los ejemplos siguientes se dan para ilustrar la
invención y no pretenden constituir limitaciones de la misma.
Ejemplos
1-4
Se prevén cubiertas radiales para automóviles de
turismo que tienen unas dimensiones de la cubierta de 205/60R15
aplicando las distintas estructuras que se indican en la Tabla 1 a
una carcasa como la ilustrada en la Fig. 1 o 2. Además, el cinturón
3 consta de dos capas del cinturón que contienen cada una hilos de
acero de una estructura de 1x5 dispuestos a razón de una cuenta de
hilos de 40 hilos/50 mm, estando los hilos de acero de estas capas
entrecruzados entre sí y dispuestos a un ángulo de oblicuidad de los
hilos de 20º con respecto al plano ecuatorial de la cubierta.
Además, una capa 7 de refuerzo del cinturón es formada arrollando
paralelamente al plano ecuatorial de la cubierta un hilo de nilón
de 1260 d/2 a razón de una cuenta de hilos de 40 hilos/50 mm.
Se prevé asimismo una cubierta convencional que
tiene la misma estructura de la cubierta como la que se muestra en
la Fig. 1, exceptuando el hecho de que la carcasa es continua sin
formar la zona suprimida.
Con respecto a estas cubiertas se mide la
uniformidad y se efectúan ensayos para determinar la estabilidad
direccional y el confort de marcha, para así obtener los resultados
que se indican en la Tabla 1.
La uniformidad de la cubierta es evaluada
montando la cubierta en una llanta recomendada, inflándola a una
presión interna de 2,0 kp/cm^{2}, sometiendo la cubierta a empuje
contra un tambor metálico de 3 m de diámetro bajo una carga que
corresponde a dicha presión interna como se define en las normas de
la JATMA (JATMA = Asociación de los Fabricantes Japoneses de
Cubiertas para Automóviles), y poniendo entonces el tambor en
rotación a una velocidad ligeramente baja para medir la variación
de la fuerza lateral (LFV). En este caso se fabrican varias decenas
de cubiertas de la misma clase y se mide la variación de la fuerza
lateral de cada cubierta. Cuando una cubierta en la que se registra
una variación de la fuerza lateral de no menos de 50 N está fuera de
norma, la uniformidad es representada mediante el porcentaje (%)
del número de cubiertas fuera de norma referido al número total de
cubiertas de la misma
clase.
clase.
El ensayo para la determinación de la
estabilidad direccional es efectuado montando la cubierta en la
llanta recomendada, inflándola a una presión de aire
correspondiente a la máxima capacidad de carga y montándola en un
automóvil de turismo que tiene un desplazamiento de 2500 cm^{3}, y
marchando entonces a una velocidad de 60-200 km/h,
siendo evaluadas mediante las sensaciones percibidas durante dicha
rodadura la estabilidad de marcha en línea recta, la estabilidad en
el viraje, la manejabilidad y propiedades similares. Además, los
resultados de las evaluaciones son representados mediante un índice
sobre la base de que la cubierta convencional es el patrón de
evaluación (0), y cuanto mayor es el índice, tanto mejor es la
propiedad.
El confort de marcha es evaluado mediante el
mismo ensayo en el que se evalúan las sensaciones que son percibidas
como en el ensayo para la determinación de la estabilidad
direccional tras haber sido la cubierta montada en el automóvil de
turismo.
Ejemplos
5-8
Se prevén cubiertas radiales para automóviles de
turismo que tienen unas dimensiones de la cubierta de 205/60R15
aplicando las distintas estructuras que se indican en la Tabla 2 a
una carcasa 2 como la que se muestra en la Fig. 1 o 2. Además, el
cinturón 3 y la capa 7 de refuerzo del cinturón son los mismos como
en el Ejemplo 1.
Asimismo, se prevén una cubierta convencional
que tiene la misma estructura de la cubierta como la que se muestra
en la Fig. 1, exceptuando el hecho de que la carcasa es continua sin
formar la zona suprimida, y una cubierta comparativa que tiene la
misma estructura de la cubierta como la que se muestra en la Fig. 1,
exceptuando el hecho de que se omite la capa de respaldo de la
carcasa.
Con respecto a estas cubiertas se mide la
uniformidad y se efectúan ensayos para determinar la estabilidad
direccional y el confort de marcha de la misma manera como en el
Ejemplo 1, siendo así obtenidos los resultados que se indican en la
Tabla 2.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se ha mencionado anteriormente, según la
invención se mejora el confort de marcha formando la zona suprimida
en la carcasa y logrando al mismo tiempo la reducción de peso, y se
impide una adicional disminución de la estabilidad direccional
debido a la presencia de la zona suprimida disponiendo la capa de
respaldo de la carcasa. Por consiguiente, la invención puede
permitir que se haga que sea más alto el nivel de calidad del
automóvil de turismo sin que empeoren las prestaciones básicas del
coche.
Claims (5)
1. Cubierta neumática radial para automóviles
de turismo que comprende una carcasa (2) de estructura radial que
se extiende toroidalmente entre las de un par de almas (1) de los
talones y consta de al menos una tela cauchutada de la carcasa que
contiene hilos de fibra orgánica en la misma, y un cinturón (3) que
refuerza a una parte que constituye la corona de la carcasa,
constando dicho cinturón de una pluralidad de capas del cinturón,
teniendo al menos una tela de la carcasa una zona suprimida (5) en
su parte que constituye la corona, estando una capa (6) de respaldo
de la carcasa dispuesta junto a la zona suprimida en el exterior de
la carcasa (2) en la dirección radial y siendo dicha capa de
respaldo de la carcasa un cuerpo cauchutado que contiene una
pluralidad de hilos de fibra orgánica; estando dicha cubierta
neumática radial caracterizada por el hecho de que el módulo
de elasticidad de la capa (6) de respaldo de la carcasa es más bajo
que el de la carcasa (2).
2. Cubierta neumática radial como la
reivindicada en la reivindicación 1, caracterizada por el
hecho de que la longitud (D) de la zona suprimida (5) a lo ancho de
la cubierta es de un 20-70% de la anchura máxima (L)
del cinturón (3).
3. Cubierta neumática radial como la
reivindicada en la reivindicación 1 o 2, caracterizada por el
hecho de que el hilo de fibra orgánica de la capa (6) de respaldo
de la carcasa tiene un diámetro de 0,1-0,5 mm.
4. Cubierta neumática radial como la
reivindicada en la reivindicación 3, caracterizada por el
hecho de que el hilo de fibra orgánica tiene un punto de fusión de
no más de 150ºC.
5. Cubierta neumática radial como la
reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada por el hecho de que en el exterior del
cinturón en la dirección radial de la cubierta está dispuesta una
capa (7) de refuerzo del cinturón que cubre al menos un extremo
lateral del cinturón (3).
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