MX2008015527A - Llanta con caracteristicas laterales para resistir el desgaste irregular de hombro. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una llanta que tiene características en el lado de la llanta que proporcionan protección mejorada contra el desgaste irregular. Más específicamente, la aperturas proporcionadas a ciertas profundidades, densidades, y ubicaciones a lo largo del lado de la llanta pueden proporcionar configuraciones de desgaste mejoradas, incluyendo una disminución en el desgaste irregular de hombro, particularmente en aplicaciones regionales. Las aperturas se pueden construir como agujeros o incisiones en varias formas y combinaciones.

Description

LLANTA CON CARACTERISTICAS LATERALES PARA RESISTIR EL DESGASTE IRREGULAR DE HOMBRO Campo de la Invención La presente invención se refiere a una llanta que tiene características en el lado de la llanta que proporcionan protección mejorada contra el desgaste irregular. Más específicamente, las aperturas proporcionadas a ciertas profundidades, densidades, y ubicaciones a lo largo del lado de la llanta proporcionan configuraciones de desgaste mejoradas, incluyendo una disminución en el desgaste irregular de hombro, particularmente en aplicaciones regionales. Las aperturas se pueden construir como agujeros o incisiones en varias formas y combinaciones.

Antecedentes de la Invención Las llantas, particularmente llantas de vehículo comerciales como se usan en camiones, se deben remover periódicamente del servicio y reemplazar cuando las llantas a la larga se desgastan por el uso. Dependiendo de la aplicación y mantenimiento de cada llanta, también pueden desarrollarse anomalías en la región de superficie de rodadura durante el uso que conducen a que la llanta sea removida del servicio antes de alcanzar la vida útil normal de la superficie de rodadura. Típicamente, tales anomalías Ref. 198563 son descubiertas cuando el conductor detecta un cambio en el camino del vehículo o un cambio en el ruido de llanta durante el uso de vehículo, y la remoción de una llanta que tiene anomalías es frecuentemente una determinación subjetiva. Tales anomalías pueden incluir, por ejemplo, depresiones o desgaste desigual en la región de superficie de rodadura, el cual es generalmente causado por distribución de tensión desigual lateralmente a través de la región de superficie de rodadura. Estas tensiones son frecuentemente más altas en la región de hombro de la llanta, la cual a su vez conduce a anomalías tal como desgaste irregular a lo largo del hombro. La remoción de una llanta debido al desgaste irregular de hombro es generalmente prematura cuando se compara con aquellas porciones de la llanta que no tienen algunas anomalías. Más específicamente, otras porciones de la llanta son frecuentemente capaces de servicio adicional sustancial. Por esta razón, la extensión del tiempo hasta el comienzo del desgaste irregular de hombro o la disminución de la severidad de tal desgaste una vez que aparece puede resultar en un incremento sustancial en la vida de la llanta. Para vehículos comerciales tales como camiones, la extensión de vida de llanta puede resultar en ahorros significativos reduciendo los costos de compra e instalación de llantas nuevas o recauchutadas . Se han desarrollado soluciones eficientes para mejorar la resistencia de la llanta a desgaste irregular de hombro. Por vía de ejemplo, las llantas se han proporcionado con una nervadura protectora a lo largo del hombro como se muestra, por ejemplo, en la Patente U.S. No. 6,488,064. Las llantas también se han proporcionado con microsurcos a lo largo de los bordes de las nervaduras como se muestra, por ejemplo, en la Patente U.S. No. 6,196,288. Las soluciones previas para el desgaste irregular de hombro han sido más efectivas cuando se aplican a llantas usadas para aplicaciones de recorrido largo.

Desafortunadamente, en aplicaciones de caminos regionales y de entrada y salida, las llantas frecuentemente encuentran fuerzas laterales más severas o más grandes, las cuales pueden rasgar las características previamente mencionadas. Para estas aplicaciones, una solución aún más robusta se desea para resistir el desgaste irregular de hombro. Más específicamente, se desea una llanta capaz de exhibir desgaste más uniforme en estas aplicaciones más extremas.

Breve Descripción de la Invención Los objetos y ventajas de la invención serán descritos en parte en la siguiente descripción, o pueden ser obvios a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la práctica de la invención. Una breve descripción de ciertas modalidades ejemplares de la presente invención ahora será discutida. En una modalidad ejemplar, se proporciona una llanta que define direcciones axiales, radiales, y circunferenciales. La llanta incluye un par de hombros con un hombro ubicado en cada lado de la llanta. Una región de superficie de rodadura incluye esculturas de superficie de rodadura y define una profundidad de superficie de rodadura desgastable. Una pluralidad de aberturas se posicionan circunferencialmente a lo largo de al menos un par de los hombros y se ubican en posiciones radiales generalmente cerca o por debajo de la profundidad de superficie de rodadura desgastable. La pluralidad de aberturas tiene una longitud que está en el intervalo de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 15 mm. Las aberturas definen un área de vacio total. El área de vacio total A en unidades de milímetros cuadrados es una función de un parámetro variable A0, que tiene unidades de milímetros, y un radio r el cual es la posición radial promedio de las aberturas cuando se mide en milímetros desde el eje de rotación de la llanta. Es decir A = A0(n) (r) , donde A0 está en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) a aproximadamente 10 (mm) . Preferiblemente, la pluralidad de aberturas se ubica en posiciones radiales en un intervalo entre generalmente a aproximadamente 2/3 de la profundidad de superficie de rodadura desgastable a aproximadamente 5/3 de la profundidad de superficie de rodadura desgastable. Además, es preferible que las aberturas sean ubicadas a una distancia de 2 mm entre si con tal distancia siendo medida desde el borde externo de las aberturas adyacentes. Las aberturas pueden tomar una variedad de formar incluyendo, pero no limitado a, circular, ovalada, elíptica, y rectilínea. En una modalidad preferida, la pluralidad de aberturas tiene una longitud en el intervalo de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 12 mm. En aún otra modalidad preferida, la pluralidad de agujeros axialmente orientados definen un área de vacío total donde el parámetro variable A0 está en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) a aproximadamente 5 (mm) . En aún otra modalidad ejemplar de la presente invención, se proporciona una llanta con direcciones axiales, radiales, y circunferenciales definidas. La llanta incluye un par de hombros donde un hombro se ubica en cada lado de la llanta. Una región de superficie de rodadura se define e incluye las características de superficie de rodadura que tienen una profundidad de superficie de rodadura desgastable. Una pluralidad de agujeros axialmente orientados se posicionan circunferencialmente a lo largo de al menos uno del par de hombros y se ubican en posiciones radiales generalmente cerca o por debajo de la profundidad de superficie de rodadura desgastable. La pluralidad de agujeros axialmente orientados tiene una longitud que está en el intervalo de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 15 mm. Los agujeros definen un área de vacio total A = A0(n) (r) , donde el parámetro variable A0 está en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) a aproximadamente 5 (mm) , y donde r es la posición radial promedio de los agujeros cuando se mide en milímetros desde el eje de la llanta. Las modificaciones adicionales de esta modalidad ejemplar como se describe en la presente caen dentro del alcance de las reivindicaciones posteriores . Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención llegarán a entenderse mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones anexas. Las figuras acompañantes, las cuales se incorporan y constituyen una parte de esta especificación, ilustran las modalidades de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención .

Breve Descripción de las Figuras Una descripción completa y habilitada del presente tema, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a alguien de experiencia ordinaria en la técnica, se describe en la especificación, la cual hace referencia a las figuras anexas, en las cuales: La figura 1 es una vista lateral de una sección de llanta construida de acuerdo con una modalidad ejemplar de la invención . La figura 2 ilustra una sección transversal de un hombro de la modalidad ejemplar de la figura 1. La figura 3 es una ilustración de ciertos datos experimentales como se discutirá en la presente. Las figuras 4 y 5 proporcionan secciones de llanta construidas de acuerdo con las modalidades ejemplares adicionales de la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Ahora se hará referencia con detalle a las modalidades de la invención, uno o más ejemplos de las cuales se ilustran en las figuras. Cada ejemplo se proporciona por vía de explicación de la invención, y no se propone como una limitación de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una modalidad se pueden usar con otra modalidad para producir aún una tercera modalidad. Se propone que la presente invención incluya estas y otras modificaciones y variaciones. Como se usa en la presente, los siguientes términos tienen estas definiciones: El término "radial" se refiere a la dirección perpendicular al eje de rotación de la llanta. El término "axial" se refiere a la dirección paralela al eje de rotación de la llanta. El término "circunferencial" se refiere a la dirección circular definida por un radio de longitud fija cuando se gira alrededor del eje de rotación de la llanta. El término "tira de superficie de rodadura" se refiere a aquella porción de una llanta propuesta para contacto con una superficie de soporte. Los términos "escultura de superficie de rodadura" o "característica de superficie de rodadura" se refieren a estructuras que se proyectan desde la "tira de superficie de rodadura" y pueden incluir, por ejemplo, nervaduras las cuales se forman continuamente alrededor de la circunferencia de la llanta, una pluralidad de bloques los cuales se arreglan alrededor de la circunferencia de la llanta, y tanto nervaduras como bloques. Una modalidad ejemplar de una llanta 10 de acuerdo con la presente invención se ilustra en la figura 1. La llanta 10 incluye costados 12, región de superficie de rodadura 14, y hombro de llanta 16. A lo largo del hombro 16, la llanta 10 se ha proporcionado con numerosos agujeros redondos 18 que son igualmente espaciados sobre el hombro 16 a lo largo de la dirección circunferencial. Mientras el solicitante ha probado la configuración alternada de agujeros 18 creados por hileras 20 y 22 como se muestra en la figura 1, se deberá entender que una variedad de diferentes configuraciones se pueden usar y esta configuración particular es por vía de ejemplo solamente. Además, mientras que solamente un lado de la llanta 10 se ilustra, los agujeros 18 se proporcionan en ambos lados - es decir, ambos hombros - de la llanta 10. Sin embargo, se deberá entender que mientras los agujeros 18 se describen como estando en ambos hombros de la llanta 10 para esta modalidad ejemplar particular, la presente invención incluye modalidades donde los agujeros o aperturas se colocan solamente a lo largo de un hombro de una llanta. Tal arreglo puede ser preferible en algunas aplicaciones. La figura 2 proporciona una sección transversal y vista amplificada de la región de superficie de rodadura 14 y hombro de llanta 16 en la figura 1. Como se muestra, los agujeros 18 se forman en el hombro 16 y se abren al exterior a lo largo del hombro 16. Sin agujeros 18, bajo fuerzas laterales grandes, la superficie exterior 26 de la nervadura de hombro 28 se desgastará más que otras partes de la región de superficie de rodadura 14 de la llanta 10. Con tal desgaste, puede ocurrir que un perfil de llanta más redondo gradualmente llegará a ser aún más frenado. A la larga, las depresiones completas que se localizan en la nervadura de hombro 28 - es decir, desgaste irregular de hombro - tomarán lugar. El solicitante ha determinado que la adición de agujeros 18 disminuye la rigidez de la llanta 10 a lo largo de la nervadura de hombro 28, lo cual causa que el desgaste a través de la región de superficie de rodadura 14 sea más uniforme. Mientras que la llanta 10 puede desgastarse más rápidamente completa, tal desgaste ocurrirá más uniformemente dependiendo de la densidad, longitud, y posición de los agujeros 18 como se discutirá. Ciertas ventajas de la presente invención aparecen en las mediciones del desgaste conducidas durante la prueba de una modalidad ejemplar de la presente invención que se construyó en una manera similar a la figura 1. Más específicamente, el solicitante compara el funcionamiento de las llantas 10 que tienen agujeros 18 con las llantas de prueba que carecen de agujeros 18. Las llantas de camión de un tamaño 275/80 R 22.5, con y sin agujeros 18, se sometieron a condiciones de grandes fuerzas laterales tales como se pueden encontrar en aplicaciones regionales. Las llantas se probaron tanto en el lado izquierdo como derecho del vehículo . Con referencia ahora a la figura 3, el desgaste del diseño de prueba se muestra a la izquierda mientras que el desgaste para una llanta construida con agujeros 18 se muestra a la derecha. Como se representa en la figura 3, las llantas usadas para prueba tienen cinco hileras de características de superficie de rodadura movidas desde el exterior (izquierda en la figura 3) al interior (derecha en la figura 3) . Originalmente, todas las llantas tuvieron una profundidad de superficie de rodadura relativamente uniforme antes de que se condujera la prueba. Después de la prueba, el diseño de prueba (a la izquierda en la figura 3) muestra desgaste desigual a través de la región de superficie de rodadura de la llanta. Por ejemplo, la llanta izquierda usada en el diseño de prueba muestra desgaste incrementado a través de la llanta desde el lado exterior al interior - resultando en una configuración de desgaste no uniforme. La llanta derecha usada en el diseño de prueba también muestra desgaste de superficie de rodadura no uniforme con desgaste incrementado a través de la superficie de rodadura desde el lado interior al lado exterior. Ambas llantas de prueba tienen una cantidad sustancial de desgaste que ocurre a lo largo de un hombro. En comparación, las llantas construidas con agujeros 18 tienen una configuración de desgaste más uniforme para las llantas tanto izquierda como derecha. Más específicamente, el desgaste no necesariamente incrementa en cualquier dirección a través de la superficie de rodadura de la llanta y en general se obtiene una configuración de desgaste más uniforme. Mientras que el desgaste completo ha incrementado a algún grado, es un resultado más preferible que el desgaste no uniforme que ocurre con la llanta de prueba. Como un resultado, las llantas con agujeros 18 durarán más tiempo en servicio y usarán más la superficie de rodadura completa que las llantas de prueba, las cuales podrían probablemente ser reemplazadas mucho más pronto debido a diferencias en el camino y/o sonido asociado con el desgaste irregular de hombro. El solicitante también ha determinado que los agujeros 18 deberán cumplir ciertos requerimientos para incrementar la efectividad. Con referencia a la figura 2, la flecha A designa la profundidad total de la escultura de superficie de rodadura 30 mientras que la flecha B designa la "profundidad de superficie de rodadura desgastable" de la escultura de superficie de rodadura 30. Más específicamente, la "profundidad de superficie de rodadura desgastable" representa la profundidad de la escultura de superficie de rodadura 30 que se puede usar antes que el desgaste comience a ocurrir en las barras de desgaste de superficie de rodadura 32 y 34, las cuales indican cuando la llanta 10 se deberán reemplazar. Los agujeros 18 se deberán colocar en una posición radial que es ya sea generalmente a aproximadamente 2/3 de la profundidad de superficie de rodadura desgastable o por debajo de la profundidad de superficie de rodadura desgastable B. Sin embargo, los agujeros 18 no se deberán colocar a una distancia mayor que aproximadamente 5/3 de la profundidad de superficie de rodadura total A desde la superficie 26. Colocados fuera de estos límites generales, el solicitante cree que los agujeros 18 pueden ya sea llegar a ser no efectivos o pueden generar de manera indeseable desgaste irregular. Mientras que la longitud o eje de agujeros 18 se puede orientar en una manera que generalmente es paralela a la superficie exterior 26, por razones de manufactura los agujeros 18 son preferiblemente orientados en una manera que es generalmente paralela al eje de rotación de la llanta 10. Se deberá entender que el eje de los agujeros 18 no necesita ser perfectamente paralelo al eje de la llanta. Más bien, el eje de los agujeros 18 deberá ser "generalmente paralelo" al eje de rotación o "axialmente orientado", y estos términos como se usan en la presente y en las reivindicaciones que siguen cada uno se deberá entender que incluye un intervalo desde perfectamente paralelo a un ángulo de aproximadamente más o menos 10 grados con relación al eje de rotación de la llanta 10. Además, para maximizar la efectividad de los tamaños de llanta comerciales actualmente usados, los agujeros 18 deberán tener una profundidad C que está entre aproximadamente 3 irati y aproximadamente 15 mm. Fuera de este intervalo general, el efecto de los agujeros 18 en la disminución de desgaste irregular ya sea llega a ser no efectivo o logra configuraciones de desgaste adversas. La profundidad óptima para una aplicación particular se puede determinar experimentalmente usando las enseñanzas descritas en la presente. Preferiblemente, para tamaños de llanta comerciales conocidos, se usa una profundidad (es decir, longitud) de aproximadamente 10 mm a 12 mm. El solicitante también ha determinado que el vacio acumulativo en el área de superficie creada por todos los agujeros 18 a lo largo de un hombro 16, referida en la presente como "área de vacio total", se puede definir como A = A0(n) (r) , donde el parámetro variable A0 deberá estar en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) a aproximadamente 10 (mm) , y donde r es la posición radial promedio de los agujeros como se mide en milímetros desde el eje de la llanta. De nuevo, fuera de este intervalo general, el efecto de los agujeros 18 llega a ser mínimo o comienza a afectar el desgaste adversamente. Preferiblemente, el área de vacío total tiene un parámetro variable Ao en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) a aproximadamente 5 (mm) . El área de vacío para agujeros individuales 18 idealmente deberá estar en el intervalo de aproximadamente 3 mm2 a aproximadamente 30 mm2. De nuevo, en una modalidad preferida, el área de vacío para agujeros individuales 18 deberá estar en el intervalo de aproximadamente 5 mm2 a aproximadamente 15 mm2. La colocación de los agujeros con relación entre si también puede impactar la capacidad de resistir el desgaste irregular de hombro. El solicitante ha determinado que una distancia mínima de aproximadamente 2 mm se deberá usar - como se mide a lo largo del hombro 16 entre los bordes externos de los agujeros 18. Preferiblemente, se deberá usar una distancia de entre aproximadamente 3 mm a aproximadamente 6 mm. Aunque una distribución perfecta no es requerida, preferiblemente los agujeros 18 se distribuyen uniformemente sobre el hombro 16 con la distancia entre los centros de los agujeros sucesivos 18 (cuando se proyectan sobre un circulo con radio promedio r) no excediendo 20 mm. La figura 4 ilustra otra modalidad ejemplar de la presente invención con números de referencia que representan las mismas o similares características a aquellas descritas anteriormente. Como se muestra, los agujeros 118 son de forma elíptica pero de otra forma son configurados como se describió anteriormente con respecto a los agujeros 18. Como se estableció previamente, los agujeros 118 no necesitan ser arreglados en la configuración alternada de hileras 120 y 122; otras configuraciones se pueden usar. Se deberá entender que la presente incluye varias otras modificaciones que se pueden hacer a las modalidades ejemplares descritas en la presente que llegan a estar dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes. Por vía de ejemplo solamente, la figura 5 ilustra otra modalidad ejemplar de la presente invención en la cual las aberturas son creadas por numerosas ranuras o incisiones delgadas 218 que mejoran la resistencia de la llanta 210 al desgaste irregular de hombro. Usando las enseñanzas descritas en la presente, se entenderá que una variedad de diferentes formas se podrán usar para crear aberturas a lo largo de los hombros de una llanta que disminuye la rigidez para proporcionar un desgaste más uniforme a través de la superficie de rodadura. Estas y otras modalidades de la presente invención son con el espíritu y alcance de las reivindicaciones que ahora siguen. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Llanta que define direcciones axiales, radiales, y circunferenciales, caracterizada porque comprende: un par de hombros donde un hombro se localiza en cada lado de la llanta; una región de superficie de rodadura que incluye características de superficie de rodadura que definen una profundidad de superficie de rodadura desgastable; una pluralidad de agujeros axialmente orientados posicionados circunferencialmente a lo largo de al menos uno de los hombros y localizados en posiciones radiales generalmente cercanos o por debajo de la profundidad de superficie de rodadura desgastable; la pluralidad de agujeros axialmente orientados tiene una longitud que está en el intervalo de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 15 mm, los agujeros definen un área de vacío total que está en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) (n) (r) a aproximadamente 10 (mm) (n) (r) , donde r es la posición radial promedio de los agujeros como se mide en milímetros desde el eje de la llanta.

2. Llanta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de agujeros axialmente orientados se localiza en posiciones radiales en un intervalo entre generalmente aproximadamente 2/3 de la profundidad de superficie de rodadura desgastable a aproximadamente 5/3 de la profundidad de superficie de rodadura desgastable.

3. Llanta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de agujeros axialmente orientados tiene un borde externo, y en donde el borde externo de cada agujero es al menos aproximadamente 2 mm desde el borde externo de cualquiera adyacente al agujero.

4. Llanta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de agujeros axialmente orientados son de forma elíptica.

5. Llanta de conformidad con las reivindicaciones 1, 2, 3, ó 4, caracterizada porque la pluralidad de agujeros axialmente orientados tienen una longitud en el intervalo de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 12 mm.

6. Llanta de conformidad con las reivindicaciones 1, 2, 3, ó 4, caracterizada porque la pluralidad de agujeros axialmente orientados definen un área de vacío total que está en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) (n) (r) a aproximadamente 5 (mm) (n) (r) .

7. Llanta que tiene direcciones axiales, radiales, y circunferenciales, caracterizada porque comprende: un par de hombros con un hombro localizado en cada lado de la llanta; una región de superficie de rodadura que incluye esculturas de superficie de rodadura que definen una profundidad de superficie de rodadura desgastable; una pluralidad de aberturas posicionadas circunferencialmente a lo largo de al menos uno de los hombros y localizadas en posiciones radiales generalmente cerca o por debajo de la profundidad de superficie de rodadura desgastable, la pluralidad de aberturas tienen una longitud que está en el intervalo de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 15 mm, las aberturas definen un área de vacio total que está en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) (n) (r) a aproximadamente 10 (mm) (n) (r), donde r es la posición radial promedio de las aberturas como se mide en milímetros desde el eje de la llanta.

8. Llanta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la pluralidad de aberturas se localizan en posiciones radiales en un intervalo entre generalmente aproximadamente 2/3 de la profundidad de superficie de rodadura desgastable a aproximadamente 5/3 de la profundidad de superficie de rodadura desgastable.

9. Llanta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque cada una de la pluralidad de aberturas tiene un borde externo, y en donde el borde externo de cada abertura es al menos aproximadamente 2 mm desde el borde externo de cualquiera adyacente a la abertura.

10. Llanta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la pluralidad de aberturas son de forma rectilínea.

11. Llanta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el área de vacío individual para cada una de la pluralidad de aberturas está en el intervalo de aproximadamente 3 mm2 a aproximadamente 30 mm2.

12. Llanta de conformidad con las reivindicaciones 7, 8, 9, 10 u 11, caracterizada porque la pluralidad de aberturas tiene una longitud en el intervalo de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 12 mm.

13. Llanta de conformidad con las reivindicaciones 7, 8, 9, 10 u 11, caracterizada porque la pluralidad de aberturas definen un área de vacío total que está en el intervalo de aproximadamente 2 (mm) (n) (r) a aproximadamente 5 (mm) (n) (r) .