ES2341759T3 - Neumatico. - Google Patents

Abstract

Un neumático que incluye una pareja de porciones (1) de talón, incluyendo cada una de las mismas un relleno (2) de talón que tiene una forma hexagonal en sección, y una capa (3) de carcasa que se extiende entre los rellenos de talón y que enrolla su porción lateral alrededor del relleno de talón respectivo, y una capa de restricción contra el arranque (6) para la capa de carcasa se dispone entre el relleno de talón y una porción de enrollado (4) de la capa de carcasa, en el que la porción de enrollado (4) de la capa (3) de carcasa tiene una o más partes de flexión (B) en una dirección de enrollado alrededor del relleno de talón (2), que se caracteriza porque una parte (4c) de extremo libre de la porción (4)de enrollado, que se extiende desde un extremo delantero de la porción de flexión (B) hacia un extremo de enrollado (4b), se aproxima directamente a la superficie superior del relleno (2) de talón.

Description

Neumático.

La presente invención se refiere a un neumático, en particular se refiere a un neumático radial de alta resistencia, y más en particular, propone una técnica tal que se mejora la resistencia al arranque de una capa de carcasa en una estructura de una porción de talón, en la que porciones laterales de la capa de carcasa están enrolladas alrededor de rellenos de talón incrustados en las porciones de talón respectivas y substancialmente a lo largo de una línea de perfil del relleno de talón en una sección transversal del mismo.

En el neumático radial de alta resistencia, por lo menos una capa de carcasa se extiende toroidalmente desde una porción de la banda de rodadura a través de una porción de la pared lateral a una porción de talón, y una porción lateral de la capa de carcasa se fija enrollándola alrededor de un relleno de talón incrustado en la porción de talón respectiva desde el interior hacia el exterior, en la dirección radial del neumático. En este caso, es común hacer que la altura de giro de la porción lateral de la capa de carcasa sea lo suficientemente alta para prevenir el arranque de los cables de la capa durante la circulación del neumático bajo carga.

Sin embargo, en una estructura de porción de talón de este tipo, se produce una diferencia acusada en la rigidez entre el lado interior y el lado exterior que bordea una posición extrema radialmente exterior de la porción de giro de la capa de carcasa en la dirección radial del neumático, de manera que la tensión se concentra en el extremo radialmente exterior y en las proximidades del mismo por medio de una deformación flexible repetitiva y una deformación por cizalla circunferencial desde la porción de talón a la porción lateral durante la circulación del neumático bajo carga, y por lo tanto es fácil que se produzca un fallo de separación del extremo exterior respecto a la porción de caucho. Como resultado, se produce un problema debido a que el fallo de separación progresa, por ejemplo, hacia ambas superficies interior y exterior de la porción de talón, produciendo un agrietamiento de la porción de talón.

Además, un problema similar se produce debido a que se produjeron grietas finas por la recogida del extremo del cable de la capa con la porción de caucho orientada hacia el extremo de talón durante la circulación del neumático bajo carga.

Con el fin de solucionar tales problemas, se ha propuesto recientemente que, como se muestra por una sección transversal de la porción de talón en la figura 1, se elimina una protuberancia grande de una porción lateral 102 de una capa 101 de carcasa que sobresale hacia fuera desde un relleno 103 de talón en la dirección radial del neumático, enrollando la porción lateral 102 a lo largo de una cara circunferencial de un relleno 103 de talón que tiene, por ejemplo, una forma hexagonal en sección transversal y alrededor del mismo, en lugar de enrollarlo en una posición más alta con respecto al relleno 103 de talón hacia el exterior en la dirección radial del neumático, con lo cual el cual el fallo de separación del extremo de giro de la capa de carcasa desde una porción de caucho se pueden prevenir para mejorar la durabilidad de la porción 104 de talón.

Sin embargo, en esta técnica propuesta, la porción lateral 102 de la capa 101 de carcasa se enrolla alrededor del relleno 103 de talón por medio de capas de caucho de recubrimiento relativamente suaves, y cuando se aplica en particular una gran fuerza de tensión a una porción de cuerpo principal de la capa de carcasa que se extiende entre los rellenos de talón, por ejemplo bajo la acción de una carga sobre el neumático, estas capas de caucho de recubrimiento no pueden ejercer una resistencia suficiente para arrancar la capa de carcasa y de la misma manera los cables de carcasa de la misma, de manera que existe el problema de que todavía es posible que se produzca el arranque de la capa 101 de carcasa.

Por lo tanto, un objeto de la invención es solucionar los problemas que se han mencionado con anterioridad y proporcionar un neumático en el que el riesgo de arrancar la capa de carcasa es eliminado suficientemente, mientras que se previene suficientemente la aparición de grietas en la porción de talón producidas al enrollar hacia arriba la porción lateral de la capa de carcasa hacia fuera en la dirección radial del neumático.

También se llama la atención a la divulgación del documento EP-1024033A, que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1.

La presente invención proporciona un neumático que comprende una pareja de porciones de talón, incluyendo cada una de ellas un relleno de talón que tiene una forma hexagonal en sección, y una capa de carcasa que se extiende entre los rellenos de talón y que enrolla su porción lateral alrededor del relleno de talón respectivo, y una capa de restricción contra el arranque de la capa de carcasa está dispuesta entre el relleno de talón y una porción de enrollado de la capa de carcasa, en la que la porción de enrollado de la capa de carcasa tiene una o más partes de flexión en una dirección de enrollado alrededor del relleno de talón; y

en el que una parte de extremo libre de la porción de enrollado, que se extiende desde una parte de flexión de extremo delantero hacia un extremo de enrollado, se aproxima directamente a la superficie superior del relleno de talón.

En este neumático, la ocurrencia de agrietamiento en la porción de talón se puede prevenir lo suficiente enrollando la porción lateral de la capa de carcasa alrededor del relleno de talón, por ejemplo a lo largo de una línea de perfil de la sección transversal del mismo, en lugar de enrollarlo en una posición más alta hacia afuera en la dirección radial del neumático, mientras que el arranque de la capa de carcasa se pueden prevenir de manera efectiva disponiendo la capa de restricción contra el arranque de la capa de carcasa entre el relleno de talón y la porción de enrollado de la capa de carcasa, que es diferente de las gomas de recubrimiento para el relleno de talón y de la capa de carcasa, para soportar suficientemente la fuerza de tensión que actúa sobre la porción de cuerpo principal de la capa de carcasa con la capa de restricción contra el arranque para reducir de esta manera la tensión generada entre el relleno de talón y la porción de giro.

Es preferible que la capa de restricción contra el arranque esté constituida por una composición de caucho que tenga una dureza JIS A de 20 - 90, más preferiblemente de 40 - 60.

La expresión "dureza JIS A" que se utiliza en la presente memoria descriptiva tiene el significado de un valor numérico medido a una temperatura de ensayo de 20ºC utilizando una máquina de prueba de dureza de durómetro del tipo A definida por JIS K 6253 - 1993.

De acuerdo con el caso anterior de utilizar la composición de caucho como capa de restricción contra el arranque, la función de reducir la tensión con respecto a la entrada repetida puede ser desarrollada durante un largo período de tiempo, mientras que de acuerdo con el último caso, la composición de caucho puede desarrollar una fuerza de restricción contra el arranque adecuada. Es decir, cuando la dureza Shore A sea inferior a 20, es difícil que la composición de caucho desarrolle una función para soportar una fuerza de tensión suficiente o una función para reducir la tensión, mientras que cuando sobrepasa el valor de 90, existe el peligro de que la capa de restricción contra el arranque se rompa relativamente prematuramente.

Además, es preferible que la distancia de un extremo de enrollado de la capa de carcasa a una superficie del relleno de talón opuesta al mismo no sea inferior a 0,3 mm y no sea superior a 7 mm, en particular, que no sea inferior a 0,3 mm pero que no sea superior a 4 mm.

Esto se debe al hecho de que cuando la capa de restricción contra el arranque entre el extremo de enrollado y el relleno de talón es demasiado fina, es difícil desarrollar una función de reducción de tensión suficiente debido al fallo de separación o similar de la capa de restricción contra el arranque, mientras que cuando es demasiado gruesa, es difícil ejercer una fuerza de restricción suficiente sobre la capa de carcasa con el relleno de talón.

Por lo tanto, cuando la distancia desde el conjunto de la porción de enrollado de la capa de carcasa a la superficie del relleno de talón se encuentra dentro de un rango de 0,3 - 7 mm, el arranque de la capa de carcasa puede ser prevenido más efectivamente.

Además, la porción de enrollado de la capa de carcasa está provista de una o más partes de flexión en una dirección de enrollado alrededor del relleno de talón.

En este caso, la capa de carcasa puede ser enrollada de manera que permita acercarse más a la cara periférica del relleno de talón, y por lo tanto la forma de enrollado del mismo se puede aproximar a una forma esperada.

En todos los casos, es preferible que la distancia radial de un centro del neumático hasta el extremo de enrollado de la capa de carcasa no sea superior a la distancia radial en una posición situada en el lado más exterior en la totalidad de la porción de enrollado de la capa de carcasa en la dirección radial del neumático.

Es preferible que la distancia desde el extremo de enrollado de la capa de carcasa a una porción de cuerpo principal de la capa de carcasa que se extiende entre los rellenos de talón no sea inferior a 0,1 mm pero que no sea superior a 5 mm.

Es decir, cuando la distancia es inferior a 0,1 mm, la tensión se concentra en el extremo de enrollado cuando se produce la deformación de caída de la porción de la pared lateral del neumático bajo la aplicación de una carga pesada sobre el neumático, y existe el peligro de que se produzca un fallo de separación y agrietamiento, mientras que cuando es superior a 5 mm, existe el peligro de que la capa de restricción contra el arranque no pueda desarrollar suficientemente la función de la misma capa.

En la invención, cuando la porción de enrollado de la capa de carcasa está provista de una o varias partes de flexión situadas aproximadamente en correspondencia a las partes de esquina del relleno de talón que tiene partes de esquina en su sección transversal, la fuerza de restricción de la capa de carcasa producida por el relleno de talón puede ser mejorada adicionalmente.

La invención se describirá adicionalmente con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales

La figura 1 es una vista en sección transversal de una porción de talón en la técnica convencional propuesta con respecto a una estructura de enrollado de una capa de carcasa.

La figura 2 es una vista en sección transversal que muestra una realización que sin embargo no es de acuerdo a la invención, lo mismo que en la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección agrandada de una porción principal de la figura 1.

La figura 4 es una vista en sección agrandada de una porción principal, que muestra otra realización de la invención (en la que, sin embargo, la figura 4c no es de acuerdo con la invención).

En la figura 2 se muestra una realización en una postura de aplicación de una presión de aire a un neumático montado en una llanta, el número 1 es una porción de talón y el número 2 es un relleno de talón incrustado en la porción 1 de talón.

En esta figura, una forma de la sección transversal de un relleno 2 de talón, que tiene una forma de anillo en su conjunto es hexagonal. Con respecto al relleno 2 de talón, una porción lateral de la capa 3 de carcasa, que actúa como una capa de refuerzo esquelética, se enrolla sustancialmente a lo largo de una línea de perfil de la sección transversal del relleno 2 de talón desde el interior de la porción 1 de talón. Una capa de restricción contra el arranque que es una composición de caucho 6 que constituyen una porción de un rigidizador 5 en la figura, se dispone entre una porción 4a vecina a un extremo de enrollado de una porción de enrollado 4, es decir una porción que se extiende hacia fuera de una cara periférica interna del relleno de talón hexagonal 2 en la dirección radial en la figura y una superficie del relleno de talón.

La porción de enrollado 4 está provista de una o varias partes de flexión en una dirección de enrollado alrededor del relleno 2 de talón, tres partes de flexión B en la figura con el propósito de ejecutar el enrollado para aproximar la porción de enrollado 4 a la superficie del relleno de talón. Por otra parte, cuando el relleno 2 de talón tiene partes de esquina como se muestra en la figura, es preferible disponer las partes de flexión B en correspondencia con las partes de esquina. Además, la porción de enrollado 4 se extiende recta entre las partes de flexión y en la parte de extremo libre situada desde la parte de flexión de extremo delantero extremo hacia un lado superior, respectivamente.

Es preferible que al menos la porción 4a vecina del extremo de enrollado se extienda sustancialmente a una distancia constante con respecto a la superficie del relleno de talón opuesta al mismo, por ejemplo sustancialmente en paralelo al mismo, para hacer que el espesor de la composición de caucho 6, interpuesta entre la porción vecina y el relleno de talón, sea sustancialmente uniforme con el propósito de mejorar la fuerza total de restricción de la composición de caucho 6 contra el arranque de la capa 3 de carcasa.

Además, es preferible que la dureza de la composición de caucho 6 sea de 20 - 90 como dureza JIS A con el propósito de desarrollar una fuerza de restricción adecuada contra el arranque.

Como se muestra en una vista en sección ampliada de una porción principal en la figura 3, es más preferible que la distancia h desde un extremo de enrollado 4b de la capa 3 de carcasa a una superficie del mismo relleno de talón opuesto a la misma no sea inferior a 0,3 mm pero que no sea superior a 7 mm.

Además, es preferible que la distancia d desde el extremo de enrollado 4b a una porción del cuerpo principal 7 de la capa de carcasa que se extiende entre los rellenos de talón no sea inferior a 0,1 mm pero que no sea superior a 5 mm, en particular, que no sea inferior a 0,3 mm pero que no sea superior a 4 mm.

Además, con respecto a una porción 4c de extremo libre situada desde la parte de flexión B de extremo delantero hacia un lado superior en la realización ilustrada, considerando coordenadas rectangulares en las cuales una línea normal que pasa por el extremo de enrollado 4b a la superficie del relleno de talón es una ordenada y un segmento de línea recta perpendicular a la ordenada a través del extremo 4b de enrollado es una abscisa, un ángulo de la porción extremo libre 4c con respecto a la abscisa es 0º.

En tales coordenadas rectangulares, cuando la abscisa es estándar y se encuentra en un estado de extender la porción 4c de extremo libre en un lado superior de la abscisa, es decir en un primer cuadrante o en un segundo cuadrante, es positiva y cuando se encuentra en un estado de extender en un lado inferior de la abscisas que está en un tercer cuadrante o en un cuarto cuadrante, es negativo, el ángulo de inclinación de la parte 4c de extremo libre con respecto a la abscisa se encuentra preferentemente dentro de un rango de -15º a +60º.

En este caso, la parte 4c de extremo libre con frecuencia se aproxima a la superficie del relleno de talón hacia el extremo de enrollado, de manera que la fuerza de restricción de la capa de carcasa través del relleno de talón puede ser aumentada gradualmente hacia el extremo superior y por lo tanto, la resistencia a la extensión se puede mejorar.

Cuando el ángulo de inclinación de la parte de extremo libre es superior a 60º, el extremo superior de la parte 4c de extremo libre se aproxima de manera abrupta a la superficie del relleno de talón, y también el espesor de la capa de restricción contra el arranque 6, interpuesta entre la parte de extremo libre y la superficie 2a del relleno de talón cambia de manera abrupta, y por lo tanto la cantidad de tensión de la misma capa de restricción contra el arranque producida por la fuerza de tensión en la dirección de arranque aplicada a la capa 3 de carcasa cambia en gran medida en la dirección de extensión de la parte 4c de extremo libre, de manera que existe el peligro de una separación prematura de al menos una de entre la superficie del relleno 2 de talón y la parte 4c de extremo libre, rotura por cizalla de la misma capa de restricción contra el arranque y otros similares están causados particularmente en una porción más delgada de la capa de restricción contra el arranque 6 por las fuerzas de tensión repetida aplicadas a la capa 3 de carcasa. Mientras que cuando es menor de -15º, la misma parte de extremo libre está demasiado alejada del relleno de talón y por lo tanto es difícil restringir suficientemente la porción de enrollado de la capa de carcasa través del relleno de
talón.

De acuerdo con el neumático que tenga la construcción anterior, la composición de caucho 6 puede soportar suficientemente la fuerza de tensión aplicada al cuerpo principal 7 de la capa de carcasa como se ha mencionado anteriormente, de manera que el arranque de la capa de carcasa pueda ser prevenido de forma eficiente.

La figura 4 es una vista en sección ampliada de una porción principal, que muestra otras dos realizaciones (sólo la figura 4b es de acuerdo con la invención), en la que un caso representado por una línea continua es que la porción 4a vecina al extremo de enrollado de la porción de enrollado 4, especialmente la parte 4c de extremo libre situada desde la parte de flexión de extremo libre B hacia el lado extremo superior, se extiende particularmente para que se aproxime directamente hacia el extremo de enrollado 4b con respecto a la superficie del relleno 2 de talón opuesta a la misma, como se muestra en la figura 4b.

Por otra parte, en un caso que se muestra por una línea de trazos en la figura, la parte 4c de extremo libre similar se extenderá de manera que se separe directamente hacia el extremo de enrollado 4b con respecto a la superficie del relleno de talón opuesta a la misma, como se muestra en la figura 4c (que sin embargo no es de acuerdo con la invención).

Además, en estas realizaciones de enrollado, una distancia h desde el extremo de enrollado 4b de la superficie del relleno de talón opuesta al mismo se encuentra preferiblemente en un rango de 0, 3 - 7 mm, y una distancia d desde el extremo de enrollado 4b a la porción de cuerpo principal 7 de la capa de carcasa se encuentra preferiblemente en un rango de 0,1 - 5 mm.

Además, es preferible en ambos casos que el ángulo de inclinación de la parte 4c de extremo libre con respecto a la superficie del relleno de talón opuesta al mismo, es decir, el ángulo de inclinación \theta, medido sobre la base de una abscisa en coordenadas rectangulares en la cual una línea normal que pasa por el extremo de enrollado 4b a la superficie de relleno 2 de talón es una ordenada y un segmento de línea recta perpendicular a la ordenada a través del extremo de enrollado 4c es una abscisa, como se muestra en las figuras 4b y 4c, se encuentra dentro de un rango de -15º a +60º.

Por lo tanto, incluso en estas realizaciones, la acción y los efectos similares a los de la figura 2 se pueden obtener mediante la interposición de la composición de caucho 6 que constituye una parte del rigidizador entre el relleno 2 de talón y la porción de enrollado 4 de la capa 3 de carcasa, en particular en la porción 4a vecina al extremo de enrollado.

Además, aunque la composición de caucho que constituye una parte del rigidizador se encuentra dispuesta entre el relleno de talón y la capa de carcasa en la realización ilustrada, se puede hacer de un caucho completamente diferente del rigidizador.

La invención se describirá con más detalle con referencia a los ejemplos que siguen, en los que, sin embargo, los neumáticos ejemplares 1, 2 y 3 no son de acuerdo con la invención.

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Ejemplo 1

Los neumáticos ejemplares 1 y 2 tienen un tamaño de neumático de 315/60 R22.5 y comprenden una porción de talón que tiene una estructura de enrollado que se muestra en la figura 2, en la que la porción 4a vecina al extremo de enrollado se extiende sustancialmente a una distancia constante de la superficie del relleno de talón, y el extremo de enrollado 4b se coloca en una porción central en el sentido de la anchura de la superficie del relleno 2 de talón y la distancia desde misma a la porción de cuerpo principal de la capa de carcasa es de 4 mm y el espesor de la composición de caucho situada entre la porción 4a vecina y la superficie de relleno 2 de talón que tiene una dureza JIS A de 60, es de 5 mm y 6,3 mm, respectivamente, y los neumáticos ejemplares 3 y 4 comprenden una porción de talón en la cual una realización de enrollado de la porción de enrollado se cambia como se muestra en las figuras 4c y 4b, respectivamente. Cada uno de estos neumáticos circula a 60 km/h en un tambor para realizar un ensayo de durabilidad a una presión de aire máxima de 850 kPa y una carga de 117,6 kN para medir la distancia de recorrido hasta que se produzcan los problemas.

Además, la tensión en la dirección de extracción en la sección del extremo de enrollado de la capa de carcasa es medida por una exploración de CT cuando se para el neumático y la tensión adicional en la dirección circunferencial se mide a partir de la tensión en el exterior de la porción lateral.

Estos resultados se muestran en la Tabla 1.

Además, el neumático convencional que se muestra en la tabla tiene la estructura de porción de talón que se muestra en la figura 1.

Además, los valores numéricos en la tabla están representados por un índice en base a que el neumático convencional es un control en el que cuanto mayor sea el valor medido, mayor será el valor del índice.

TABLA 1

1

De acuerdo con la tabla anterior, se ha podido confirmar en los neumáticos ejemplares que, puesto que el extremo de enrollado de la capa de carcasa está situado cercano al relleno de talón, la tensión en la dirección circunferencial tiende a incrementarse, pero la tensión en la dirección de arranque en la sección disminuye ventajosamente y la fuerza de restricción contra el arranque bajo la acción de la composición de caucho que constituyen una porción del rigidizador.

Como resultado de estos hechos, la distancia de recorrido y, por tanto, la durabilidad, se pueden garantizar suficientemente.

Tal como se desprende de lo anterior, en el neumático de acuerdo con la invención, cuando la porción lateral de la capa de carcasa es enrollada particularmente alrededor del relleno de talón, una capa de restricción contra el arranque de la capa de carcasa está dispuesta entre la porción de enrollado y el relleno de talón, con lo que se puede prevenir la ocurrencia de agrietamiento de la porción de talón producida por el enrollado de la porción lateral de la capa de carcasa a una posición más elevada hacia fuera en la dirección radial del neumático, y también la fuerza de tensión aplicada al cuerpo principal de la porción de la capa de carcasa puede ser soportada suficientemente por la capa de restricción contra el arranque, y por lo tanto el arranque de la capa de carcasa puede ser prevenido efectivamente.

Claims (6)

1. Un neumático que incluye una pareja de porciones (1) de talón, incluyendo cada una de las mismas un relleno (2) de talón que tiene una forma hexagonal en sección, y una capa (3) de carcasa que se extiende entre los rellenos de talón y que enrolla su porción lateral alrededor del relleno de talón respectivo, y una capa de restricción contra el arranque (6) para la capa de carcasa se dispone entre el relleno de talón y una porción de enrollado (4) de la capa de carcasa, en el que la porción de enrollado (4) de la capa (3) de carcasa tiene una o más partes de flexión (B) en una dirección de enrollado alrededor del relleno de talón (2),

que se caracteriza porque

una parte (4c) de extremo libre de la porción (4)de enrollado, que se extiende desde un extremo delantero de la porción de flexión (B) hacia un extremo de enrollado (4b), se aproxima directamente a la superficie superior del relleno (2) de talón.

2. Un neumático como se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que la composición de dicha capa de restricción contra el arranque (6) tiene una dureza JIS A de 20 - 90.

3. Un neumático como se ha reivindicado en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que una distancia (h) de un extremo de enrollado (4b) de la capa (3) de carcasa a una superficie del relleno (2) de talón opuesta al mismo no es inferior a 0,3 mm pero no es superior a 7 mm.

4. Un neumático como se ha reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una distancia radial desde un centro del neumático al extremo de enrollado (4b) de la capa (3) de carcasa no es superior a una distancia radial en una posición situada en un lado extremo exterior en toda la porción de enrollado de la capa de carcasa en la dirección radial del neumático.

5. Un neumático como se ha reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que una distancia (d) desde el extremo de enrollado (4b) de la capa (3) de carcasa a una porción (7) del cuerpo principal de la capa de carcasa que se extiende entre los rellenos de talón no es inferior a 0,1 mm pero no es superior a 5 mm.

6. Un neumático como se ha reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las partes de flexión (B) se encuentran situadas aproximadamente en correspondencia con las partes de esquina del relleno (2) de talón que tiene partes de esquina en su sección transversal.