MX2011004747A - Llanta no neumatica de multiple dureza. - Google Patents

Abstract

Se describe una llanta no neumática que comprende dos o más regiones radiales (452, 454) que tiene una dureza diferente Shore A/Shore D. La llanta no neumática comprende cavidades laterales (412) que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente (412), y surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente (406) que están en alineación radial sustancial o inclinados sustancialmente con relación a las cavidades (412). Una región radial puede comprender cavidades laterales (412), mientras que otra región radial con una diferente dureza comprende surcos de banda de rodadura (406). También se proporcionan los procesos para hacer tales llantas y los vehículos todo terreno (OTR) que utilizan tales llantas.

Description

LLANTA NO NEUMATICA DE MULTIPLE DUREZA Referencia Cruzada a la Solicitud Relacionada La presente solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Norteamericana 12/266,181, titulada "MULTIPLE HARDNESS NON-NEUMATIC TIRE" presentada el 6 de noviembre de 2008, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad.

Campo de la Invención Esta invención se refiere a llantas y más particularmente a llantas no neumáticas que son preferiblemente convenientes para vehículos todo terreno. Las llantas no neumáticas tienen múltiples regiones radiales de diferente dureza y preferiblemente una región radial externa que es más dura que una región radial interna.

Antecedentes de la Invención Los vehículos todo terreno (OTR, por su abreviatura en inglés), también conocidos como vehículos de transito rural no pavimentado, son usados comúnmente en terreno accidentado para la minería, excavación, construcción, aplicaciones militares, y otras aplicaciones industriales intensas. Los vehículos OTR incluyen tractores, camiones, cargadores, topadora, ralladores, excavadores, etc. y pueden tener pesos operacionales de hasta 380 a 460 toneladas. Tales vehículos OTR comúnmente tienen varias llantas inflables hechas de caucho. Estas aplicaciones requieren que cada llanta tenga características tal como ser resistente a perforación, soportar cargas relativamente pesadas, y buena resistencia al desgaste y desgarre. Las llantas inflables convencionales tienen generalmente vidas operacionales cortas de aproximadamente seis meses. Además, las condiciones de operación accidentadas comunes para los vehículos OTR exponen a las llantas a fallas posibles, tal como perforaciones, rupturas, desgarres, y separación de la llanta del rin. Así, el tiempo y costo para mantener tales vehículos OTR aumenta debido a que las llantas inflables necesitan ser sustituidas debido al desgaste normal y falla de llanta. Para los vehículos de minería, por ejemplo, la falta del reemplazo de llantas conveniente puede hacer que un operador de mina detenga la producción mientras espera el reemplazo por nuevas llantas. Esto puede causar dificultades particulares para las minas ubicadas remotamente que reciben envíos esporádicos o irregulares de nuevos suministros.

Aunque se han hecho mejoras continuas de la durabilidad de tales llantas inflables, tales llantas aún están expuestas al desgaste y falla normales. Así, existe la necesidad de neumáticos convenientes para vehículos OTR que superen los defectos de las llantas inflables convencionales.

Una solución es utilizar una llanta no neumática sólida. Los elastómeros de uretano se han utilizado en la fabricación de llantas sólidas para los aplicaciones tal como llantas industriales, llantas todo terreno, llantas para bicicletas, etc. Las llantas sólidas de uretano, sin embargo, no han sido completamente satisfactorias en tales aplicaciones debido a que no tienen las características deseables de amortiguamiento y manejo. También, tales llantas sólidas sufren de acumulación de calor interno y degradación subsecuente del material elastomérico en condiciones prolongadas de servicio a alta velocidad o bajo situaciones de terreno accidentado donde el neumático es deformado. Varios diseños de llantas no neumáticas se han propuesto para superar estas limitaciones de llantas neumáticas y llantas no neumáticas sólidas.

Algunos diseños de llantas no neumáticas tienen cavidades formadas en el costado, tal como los descritos en las Publicaciones Internacionales WO2008/009042 y W097/18959. Publicación Norteamericana No. 2007/0215259. Patentes Norteamericanas Nos. 7,174,936, 5,676,900, 5,343,916, 5,223,599, 5,139,066, 5,023,040, 4,921,029, 4,784,201 y la Publicación EP 0399383, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad. Las bandas de metal son de uso frecuente como un medio de refuerzo para proporcionar soporte en estos diseños de llantas no neumáticas. También, algunas de las llantas no neumáticas incorporan una banda de rodadura de caucho separada.

Algunos diseños de llantas no neumáticas tienen miembros elásticos que crean aberturas lateralmente a través del costado, tal como los descritos en la Publicación Norteamericana No. 2007/0089820 y las Patentes Norteamericanas Nos. 7,201,194, 7,013,939, 6,681,822, 6,170,544, 4,945,962, 4,226,273, y 3,219,090, y Publicación EP 0353006, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad.

También se han propuesto varios diseños ornamentales de llanta para las llantas neumáticas y no neumáticas, incluyendo las llantas industriales, por ejemplo los mostrados en las Patentes de Diseño Norteamericanas Nos. D201.238, D329.413, D401.896, D410.603, D455.996, D498.203, D499.065, D536.298 y D548.681, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad.

Sin embargo, todavía existe una necesidad de llantas no neumáticas mejoradas, particularmente para uso en vehículos grandes todo terreno.

Breve Descripción de la Invención En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un llanta no neumática que comprende: una primera región radial formada de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o preferiblemente de 85A a 89A; y una segunda región radial que comprende una superficie de banda de rodadura, en donde la segunda región radial se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A, y en donde la segunda región radial es más dura que la primera región radial.

En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una llanta no neumática que comprende: una primera región radial que comprende cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente; y una segunda región radial que comprende surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con las cavidades, en donde la primera región radial se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 10A, o más preferiblemente de 85A a 89A. y la segunda región radial se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o más preferiblemente de 92A a 95A.

En un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona una llanta no neumática que comprende: una primera región radial que comprende cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente; y una segunda región radial que comprende surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con las cavidades, en donde la segunda región radial se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A que es por lo menos de 2A, por ejemplo, por lo menos una diferencia de 3A, por lo menos una diferencia de 4A o por lo menos una diferencia de 5A, mayor que un primer poliuretano usado para formar la primera región radial.

En un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un llanta no neumática que comprende: una malla central que conecta los miembros circunferenciales internos y externos; una primera región radial que comprende rebordes que se extienden desde los costados opuestos a la malla central y que definen las cavidades laterales, en donde los rebordes en un lado de la malla central se escalonan con relación a los rebordes en un lado opuesto de la malla central; y una segunda región radial que comprende surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente incorporados en una superficie externa del miembro circunferencial externo y que se extienden internamente desde los lados respectivos de la llanta, en donde los surcos de banda de rodadura se inclinan con relación a los rebordes; y en donde la primera región radial se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o preferiblemente de 85A a 89A, y la segunda región radial se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A.

En un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona una llanta no neumática que comprende: una primera región radial que comprende cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente; y una segunda región radial que comprende surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se inclinan sustancialmente con relación a las cavidades, en donde la primera región radial se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o preferiblemente de 85A a 89A, y la segunda región radial se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A.

En una modalidad de acuerdo con cualquiera de los aspectos de la presente invención se puede proporcionar una tercera región radial formada de un tercer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 60A a 60D, por ejemplo, de 85A a 50D, o preferiblemente de 90A a 95A.

En una modalidad, la primera región radial es una región radial central que puede tener una altura que es de aproximadamente 5-45%, por ejemplo, 5-35% ó 10-25%, de la altura de costado de la llanta. La región central incluye preferiblemente las cavidades, rebordes y malla y opcionalmente cuando no se proporciona ninguna región interna, se ubica cerca del rin de llanta. En una modalidad, la segunda región radial es una región radial externa que puede tener una altura que es de aproximadamente 40-95%, por ejemplo, 65-95% ó 75-90%, de la altura de costado de la llanta. Preferiblemente la región externa incluye la banda de rodadura de la llanta. En otra modalidad, la tercera región radial es una región radial interna que puede tener una altura que es de aproximadamente 5-55%, por ejemplo, 5-45% ó 10-25%, de la altura de costado de la llanta. Preferiblemente, cuando está presente, la región radial interna se ubica entre el rin y la región radial central.

En las modalidades de la presente invención, el poliuretano puede ser un producto de reacción de diisocianato, poliol y un curativo seleccionado del grupo que consiste de curativos de poliol o curativos de diamina. Los diisocianatos convenientes se seleccionan del grupo que consiste de diisocianato de difenilmetano (MDI), diisocianato de tolueno, diisocianato de para-fenileno (PDI), diisocianato de 1,6-hexano (HDI), diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de 3 ,3-bitolueno (TODI), diisocianato de 1 ,4-ciclohexilo (CHDI), naftalen-1 ,5-diisocianato (NDI), y bis(isocianato de p-ciclohexilo) de metileno (H12MDI). Los polioles convenientes se seleccionan del grupo que consiste de policaprolactona, poliéster, poli(adipato)glicol, poli(adipato de hexametileno)glicol , poli(adipato de etileno)g licol , poli(adipato de dietileno), poli(adipato de etileno/propileno)glicol, poli(oxipropileno)-poli(oxietileno)glicol , poli(adipato de trimetilolpropano/hexametileno)glicol, poli(adipato de etileno/butileno)glicol, poli(adipato de butileno)glicol, poli(adipato de hexametileno/neopentilo)glicol, poli(adipato de butileno/hexametileno)glicol (PBHAG), poli(adipato de neopentilo)glicol, poli(éter de tetrametileno)glicol (PTMEG), poliéter, y polioles de polialquilenéter. Los curativos convenientes son seleccionados del grupo que consiste de 4,4'-metilen-bis(2-cloroanilina) (MBCA); 4,4'-metilen-bis(3-cloro-2,6-dietilanilina) (MCDEA): diamina de dietil-tolueno (DETDA; Ethacure™ 100 de Albemarie Corporation); diamina terciaria de butil-tolueno (TBTDA): diamina de dimetiltio-tolueno; di-p-amino-benzoato de trimetilenglicol; bis-ortocloroanilina de metileno (MOCA), bis-dietilanalina de metileno (MDEA); metilendianilina (MDA); complejo de MDA-cloruro de sodio; 3,5-diamino-4-clorobenzoato de isobutilo, etilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, neopentilglicol, 1 ,3-butanediol. 1 ,4-butanediol, hidroquinona-bis-hidroxietiléter (HQEE), y ciclohexildimetanol (CHDM).

En una modalidad se proporciona un vehículo, por ejemplo, un vehículo OTR, que comprende una o más llantas no neumáticas de cualquiera de las modalidades o aspectos de la presente invención.

En un sexto aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para formar un llanta no neumática que comprende: formar un primer poliuretano en una primera región radial a una dureza Shore A de 70A a 95A; y formar un segundo poliuretano en una segunda región radial a una dureza Shore A/D de 85A-60D, en donde la segunda región radial está cerca de la banda de rodadura de la llanta. En una modalidad, el proceso es un método de fundición centrífuga.

Breve Descripción de los Dibujos Los objetos y ventajas anteriores y adicionales de nuestra invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción, hecha con respecto a los dibujos anexados de las modalidades preferidas no limitantes de la presente invención, en donde caracteres similares se refieren a partes iguales o similares a través de las vistas, y en donde: La figura 1A es una vista en sección transversal de una llanta que tiene dos regiones radiales de diferentes durezas de acuerdo con una modalidad de la presente invención; Las figuras 1B y 1C son vistas en sección transversal de una llanta que tiene tres regiones radiales de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 2A es una vista en sección transversal de una región radial externa formada en un molde de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y La figura 2B es una vista en sección transversal de una región radial interna formada adyacente a la región radial externa de la figura 2A.

La figura 3A es una vista lateral detallada de una llanta construida de acuerdo con una modalidad de la presente invención en donde los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente están en alineación radial sustancial con las cavidades; La figura 3B es una vista en sección transversal de la llanta en la figura 3A; La figura 3C es una vista en perspectiva de la llanta en la figura 3A; La figura 4A es una vista lateral de una llanta que tiene rebordes y cavidades que son angulares con relación a la dirección radial de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 4B es una vista en sección transversal de la llanta en la figura 4A; La figura 5A es una vista lateral de una llanta que tiene surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con los rebordes de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 5B es una vista en sección transversal de la llanta en la figura 5A; La figura 6A es una vista lateral de una llanta que tiene surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente con paredes angulares que están en alineación radial sustancial con las cavidades de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 6B es una vista en sección transversal de la llanta en la figura 6A; La figura 7 es una vista delantera de un patrón de banda de rodadura que cruza el plano radial de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 8 es una vista delantera de un patrón de banda de rodadura que tiene un dibujo continuo a lo largo del plano radial de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 9A es una vista en despiece de un molde de llanta de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y Las figuras 9B y 9C son vistas en despiece de la mitad de molde mostrada en la figura 9A.

Descripción Detallada de la Invención Las modalidades de la invención se dirigen a las llantas y, más específicamente, a las llantas no neumáticas que tienen una pluralidad de regiones de diferente dureza, y que preferiblemente son capaces de soportar cargas extremas. Las llantas de acuerdo con las modalidades idealmente están bien adaptadas para los vehículos y aplicaciones todo terreno (ORT) y preferiblemente son capaces de soportar individualmente enormes cargas de, por ejemplo, más de 5 toneladas, más de 30 toneladas o más de 65 toneladas. En algunas modalidades ejemplares, las llantas no neumáticas tienen regiones radiales de diferente dureza según lo mostrado en las figuras 1A-1C. La llanta 100, según lo mostrado en la figura 1A, comprende una región radial externa 102 que es más dura que una región radial central 104. La región radial externa 102 está cercana a y puede incluir la banda de rodadura de llanta 106, mientras que la región radial central 104 está cerca de la circunferencia interna 108 de la llanta 100, y cuando se monta a un vehículo, cerca del rin. Según lo mostrado en la figura 1A, la región radial central 104 está cerca de la circunferencia interna 108 y también puede referirse como región radial interna. La región radial externa 102 tiene preferiblemente una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A. La región radial central 104 tiene preferiblemente una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, 80A a 90A, o preferiblemente 85A a 89A.

Así, en una modalidad, la región radial externa 102 tiene una dureza que es mayor que la dureza de la región radial central 104. En una modalidad la diferencia entre la región radial externa 102 y la región radial central 104 es por lo menos una dureza Shore A de 2A, por ejemplo, por lo menos una diferencia de 3A, por lo menos una diferencia de 4A o al menos una diferencia de 5A, tales que la región radial externa 102 es más dura que la región radial central 104. Por ejemplo, cuando la región radial central 104 tiene una dureza de 90A, la región radial externa tiene una dureza de por lo menos 92A o mayor.

Aunque una región radial central se muestra en la figura 1A también se muestra una región radial interna, en otras modalidades de la presente invención puede haber regiones radiales internas adicionales 110, 110' según lo mostrado en las figuras 1B-1C. La región radial interna 110, 110' puede tener una dureza Shore A/D de 60A a 60D, por ejemplo, 80A a 50D, o preferiblemente de 90A a 95A. En la figura 1B, la región radial interna 110 se hace del mismo material que la región radial externa 102 y tiene la misma dureza, preferiblemente una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 93A a 95A.

En la figura 1C, la región radial interna 110' tiene una dureza que es mayor o menor que la dureza de la región radial central 104. Por ejemplo, la región radial interna 110' cuando tiene una dureza menor que la dureza de la región radial central 104 tiene preferiblemente una dureza Shore A de 60A a 90A, por ejemplo, de 65A a 85A, o preferiblemente de 70A a 80A. Preferiblemente, la región radial interna 110' también tiene una dureza que es diferente de la región radial externa 102, por ejemplo, la región radial interna 1 10 tiene una dureza que es menor que la dureza de la región radial externa 102. En una modalidad la diferencia entre la región radial central 104 y la región radial interna 110' es por lo menos una dureza de 2A, por ejemplo, por lo menos una diferencia de 3A, o por lo menos una diferencia Shore A de 5A. También, puesto que la región radial externa 102 es más dura que la región radial central, la diferencia entre la región radial interna 110' y la región radial externa 102 es por lo menos una dureza Shore A de 4A, por ejemplo, por lo menos una diferencia de 5A, o por lo menos una diferencia de 6A.

En otra modalidad, la región radial interna 110' mostrada en la figura 1C tiene una dureza que es mayor que la dureza de la región radial central 104. La región radial interna 110' tiene una dureza Shore A/D de 60A a 60D, por ejemplo, de 85A a 50D, o preferiblemente de 90A a 95A. Preferiblemente, la región radial interna 110' también tiene una dureza que es diferente de la región radial externa 102. Así, puesto que la región radial interna 110' es más dura que la región radial central 104, y la región radial central es diferente debido a que tiene por lo menos una dureza Shore A de 2 A con respecto a la región radial externa 102, entonces la región radial interna 110' puede ser ligeramente más suave que la región radial externa 102, por ejemplo, por una dureza Shore A de menos de 2A, menos de 1A, o puede ser más dura que la región radial externa 102. Cuando la región radial interna 110' es más dura que la región radial externa 102 y la región radial central 104, la diferencia entre la región radial interna 110' y la región radial externa 102 es una dureza Shore A de por lo menos 2A, por ejemplo, por lo menos 3A o por lo menos 4A. Además se contempla por las modalidades que las regiones radiales externas, centrales e internas adicionales se puedan incluir en la llanta sin la variación del alcance de la presente invención.

Preferiblemente, cualquiera de las regiones radiales internas, centrales y externas tiene una dureza sustancialmente uniforme que no varía más de 2.0%, por ejemplo, más de 1.5%, o más de 1.0% a través de la región radial respectiva.

Generalmente, tales llantas con regiones de dureza según lo mostrado en las figuras 1A-1C se pueden formar usando varios y diferentes métodos. Particularmente, los procesos de fundición centrífuga son preferidos. La figura 2A muestra una sección transversal de un molde 200 que tiene una cavidad de molde 202. Otro molde de una modalidad de la presente invención se describe más detalladamente en las figuras 9A y 9B. Durante el proceso de moldeo, el molde 200 se gira en un plano horizontal o vertical. Una primera mezcla de poliuretano que se utiliza para formar la región externa 202 es inyectada a través del orificio de inserción 208 según lo mostrado por la flecha 207. La cantidad de la primera mezcla es menor que el volumen de la cavidad de molde 206 y es preferiblemente menor de 45% del volumen de la cavidad, por ejemplo, menor de 35%, menor de 25% o menor de 15%. La primera mezcla viaja desde el orificio de inserción 208 a la circunferencia externa 210 de la cavidad de molde 206. En el método de función centrífuga, la mezcla viaja a la circunferencia externa 210 como resultado de la fuerza centrífuga causada por el giro del molde 200. Después de que la región externa 202 se cure, una segunda mezcla de poliuretano se introduce para llenar el volumen restante de la cavidad de molde 206. Esta segunda mezcla se inyecta a través del mismo orificio 208, o alternativamente, se inyecta a través de un orificio separado. La cantidad de la otra segunda mezcla iguala el volumen restante de la cavidad de molde 206 y es preferiblemente de 55-85%, por ejemplo, 60-80% ó 65-75%, del volumen de la cavidad. La velocidad centrífuga del molde 200 cuando la segunda mezcla para la región radial central/interna es introducida necesita ser controlada tal que el material para la región radial central/interna no penetre la región radial externa. Una vez esta segunda mezcla forma la región central/interna 204 según lo mostrado en la figura 2B. Aunque las modalidades se pueden formar usando la función centrífuga, otros métodos tal como función abierta, moldeo por inyección, y función giratoria, también se pueden utilizar para formar una llanta que tiene regiones de dureza.

En una modalidad, no son necesarios los adhesivos para unir juntas las regiones de dureza. En su lugar la unión molecular entre las regiones forma una región de límite que adhiere las regiones juntas. En otras modalidades, un adhesivo se puede utilizar para reforzar la región de límite entre las regiones de dureza.

Utilizando una región externa que es más dura que la región central, las llantas en una modalidad de la invención son generalmente más resistente a rasgaduras. Comúnmente los vehículos OTR operan a condiciones accidentadas y encuentran varios tipos de desechos que están en la tierra, tal como, pero sin limitarse a, rocas, árboles, tablas, desechos de metal, derrames de carga, bloques de concreto, etc. Así, el periodo operacional de una llanta que tiene una región externa más dura de acuerdo con las modalidades de la invención puede ser aumentado cuando se mejoran las características de desgarre y desgaste abrasivo de la llanta.

En otras modalidades, la región central que es menos dura que la región externa puede ser ventajosa para mejorar las características de viaje. Además, una región central relativamente más suave puede reducir las vibraciones causadas por la llanta comparada a una llanta no neumática más dura. La región central relativamente más suave puede reducir adicionalmente la presión de suelo de la llanta.

En otras modalidades que tienen una región radial interna además de la región central pueden también ser ventajosas. Por ejemplo una región radial interna que tiene un material relativamente más duro proporciona una transición al rin de metal, y puede, si es suficiente duro, también reducir el tamaño del rin. También, por ejemplo, una región radial interna relativamente más suave puede reducir adicionalmente las vibraciones causadas por la llanta así como la presión de llanta.

Las llantas no neumáticas de las modalidades que tienen regiones de diferente dureza pueden utilizar configuraciones de llanta tal como las descritas en la Solicitud Norteamericana No. 12/036,939, titulada "Non-Pneumatic Tire", presentada el 25 de febrero de 2008, la Solicitud Norteamericana No. 12/036,951, titulada "Modular Tire Assembly", presentada el 25 de febrero de 2008, y la Solicitud Norteamericana No. 12/257,740, titulada "Non-Pneumatic Tire Having Angled Tread Groove Wall", presentada el 24 de octubre de 2008, cuyo contenido y descripción se incorporan en la presente por referencia en su totalidad. En una modalidad, la invención se refiere a una llanta no neumática que tiene: (a) una región radial central que comprende las cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente; y (b) una región radial externa que comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con las cavidades, en donde la región radial central se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o preferiblemente de 85A a 89A, y la región radial externa se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A. En otra modalidad, la invención se relaciona con una llanta no neumática que tiene: (a) una región radial central que comprende rebordes laterales (que preferiblemente definen las cavidades descritas anteriormente) que se escalonan con respecto a rebordes laterales opuestos lateralmente; y (b) una región radial externa que comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se inclinan sustancialmente con relación a los rebordes, en donde la región radial central se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o preferiblemente de 85A a 89A, y la región radial externa se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A.

En otra modalidad, la invención se relaciona con una llanta no neumática que tiene: (a) una región interna que comprende las cavidades laterales que están escalonadas con respecto cavidades laterales opuestas lateralmente; y (b) una región externa que comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con las cavidades y surcos de banda de rodadura que tienen por lo menos una pared que es angular con respecto a la dirección radial, es decir la dirección relacionada al eje de giro de la llanta, y en donde la región radial central se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o preferiblemente de 85A a 89A, y la región radial externa se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A. En una modalidad preferida, el material de poliuretano no es un material de espuma.

Según lo utilizado en la presente, el término "lateral" y variaciones del mismo se refieren a la dirección sustancialmente paralela al eje de giro de la llanta o rin de llanta. Las regiones externas e internas que comprenden los rebordes, cavidades laterales y/o surcos de banda de rodadura, respectivamente, se pueden formar juntas en el mismo molde para integrar estructuralmente los rebordes, cavidades laterales y/o surcos de banda de rodadura.

De acuerdo con una modalidad de la invención, las cavidades circunferencialmente adyacentes en la llanta están separadas entre sí por los rebordes, que se extienden desde un lado de la llanta a una malla central. Similarmente a las cavidades que son definidas por los rebordes, los rebordes por sí mismos se escalonan preferiblemente con respecto a los rebordes lateralmente opuestos. Los rebordes se pueden orientar radialmente, lo cual significa que los rebordes se extienden en la dirección radial con relación al eje de giro de la llanta, o se pueden orientar a uno o más ángulos con relación a la dirección radial. En la última modalidad, el ángulo es preferiblemente de menos de 60 grados, por ejemplo, menos de 30 grados, menos de 20 grados, menos de 15 grados, o menos de 10 grados, con relación a la dirección radial. En términos de intervalos, el ángulo de reborde es opcionalmente de 0 a 60 grados, por ejemplo, de 1 a 30 grados, o de 5 a 25 grados, con relación a la dirección radial. Generalmente, cuanto más pequeño sea el ángulo, mayor será la carga que la llanta podrá soportar y más larga será la vida útil de la llanta. Para cargas particularmente pesadas, los rebordes preferiblemente se orientan radialmente, es decir, se orientan a 0 grados con relación a la dirección radial. Inversamente, las llantas tienden a exhibir una mayor compresibilidad, que se puede desear, por ejemplo, para los terrenos particularmente rugosos, puesto que el ángulo de reborde aumenta con relación a la dirección radial.

En esas modalidades donde los rebordes se orientan radialmente, las cavidades preferiblemente se orientan radialmente según lo mostrado en la figura 3A, lo cual significa que las cavidades están alineadas sustancialmente en una dirección radial. La porción de una cavidad que es adyacente ai miembro o aro circunferencial interno puede ser más pequeña que la porción de cavidad que es adyacente al miembro o aro circunferencial externo. En este aspecto, los costados de la cavidad preferiblemente se alinean sustancialmente en la dirección radial aunque otras configuraciones también son posibles. En esas modalidades donde los rebordes se orientan en ángulo con relación a la dirección radial, las cavidades se pueden orientar similarmente en ángulo con relación a la dirección radial. En varias modalidades opcionales, las cavidades pueden tener una forma sustancialmente triangular, sustancialmente trapezoidal, o sustancialmente como paralelogramo, según lo mostrado en la figura 4A.

Según lo indicado anteriormente, la llanta incluye preferiblemente una malla central. La malla central preferiblemente se orienta en un plano imaginario ("plano radial"), que es perpendicular al eje de giro ("eje central") y se ubica centralmente con relación a los costados de la llanta. En un aspecto, la llanta tiene un miembro o aro circunferencial interno y un miembro o aro circunferencial externo, y la malla central conecta los miembros circunferenciales interno y externo, asi como proporciona una superficie sobre de la cual se asegura los rebordes en los lados adyacentes de la malla central. Así, la malla central separa conceptualmente los rebordes y las cavidades en un lado lateral de la llanta de aquellos en el otro lado lateral de la llanta. Es decir, la malla central preferiblemente separa las cavidades laterales opuestas lateralmente y los rebordes opuestos lateralmente. La presencia de una malla central ha mostrado que aumenta significativamente la resistencia de llanta y la vida útil de la llanta.

La forma o diseño específico de la banda de rodadura puede variar ampliamente. Según lo indicado anteriormente, sin embargo, la banda de rodadura comprende preferiblemente los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se inclinan sustancialmente con relación a los rebordes. Por "inclinados sustancialmente" con relación a los rebordes se entiende que los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente no traslapan sustancialmente de manera radial los rebordes subyacentes en la porción, por ejemplo, la pared, donde el reborde se junta con el miembro o aro circunferencial externo. Así, en esas modalidades donde los rebordes, y por lo tanto las cavidades, son angulares con relación a la dirección radial, un surco de banda de rodadura se considera "inclinado" con un reborde radialmente subyacente cuando el surco no traslapa sustancialmente la reborde radialmente subyacente en la pared donde el reborde se junta con el miembro o aro circunferencial externo, sin importar la ubicación en donde el reborde se conecta con el miembro o aro circunferencial interno.

Adicional o alternativamente, la banda de rodadura puede comprender los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se alinean sustancialmente con las cavidades. Por "alineado sustancialmente" con los rebordes se entiende que un surco de banda de rodadura extendido lateralmente está en alineación radial sustancial con una cavidad subyacente en una región donde la cavidad se conecta con el miembro o aro circunferencial externo. Así, en esas modalidades donde los rebordes son angulares con relación a la dirección radial, un surco de banda de rodadura se considera como "alineado sustancialmente" con una cavidad si el surco traslapa sustancialmente una cavidad radialmente subyacente en una región donde la cavidad se conecta con el miembro o aro circunferencial externo sin importar la ubicación en donde esa cavidad se conecta con el miembro o aro circunferencial interno. Por supuesto, la banda de rodadura utilizada puede incluir otras características de banda de rodadura además de los surcos de banda de rodadura mencionados anteriormente.

Puesto que, en una modalidad, las cavidades laterales se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente y los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente están inclinados sustancialmente con relación a los rebordes (o en alineación radial sustancial con las cavidades), el número de surcos banda de rodadura extendidos lateralmente corresponde generalmente al número de cavidades (así como al número de rebordes) en la llanta. En algunas modalidades, puede haber uno o más surcos de banda de rodadura que se alinean con relación a las cavidades. La relación del número de cavidades al número de surcos de banda de rodadura preferiblemente oscila de 1:1 a 4:1 ó 1:1 a 2:1. Similarmente, la relación del número de rebordes a los surcos de banda de rodadura preferiblemente oscila de 1:1 a 4:1 o 1:1 a 2:1.

En esta primera configuración, donde los surcos de banda de rodadura en alineación radial sustancial con las cavidades e inclinados con relación a los rebordes, la tensión de corte se puede reducir. La reducción puede ser de aproximadamente 5% a 50%, por ejemplo, 10% a 30%, con respecto a una llanta donde los surcos se alinean con los rebordes en el mismo costado. El FEA muestra una reducción de la distribución de tensión de aproximadamente 25% con respecto a una llanta que tiene surcos que se alineen con los rebordes y se inclinan con relación a las cavidades.

En una segunda modalidad de la presente invención, hay una llanta no neumática que tiene: (a) una región radial central que comprende las cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente; y (b) una región radial externa que comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se inclinan sustancialmente con relación a las cavidades. Definido de otra manera, en la segunda modalidad, se proporciona una llanta no neumática que tiene: (a) una región radial central que comprende los rebordes laterales (que preferiblemente definen las cavidades descritas anteriormente) que se escalonan con respecto a los rebordes laterales opuestos lateralmente; y (b) una región radial externa que comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con los rebordes, en donde la región radial central se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o más preferiblemente de 85A a 89A, y la región radial externa se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o preferiblemente de 92A a 95A. Según lo descrito anteriormente con respecto a la primera modalidad, los rebordes y/o cavidades de esta modalidad se pueden orientar o angular radialmente con relación a la dirección radial. Definido de otra manera, en la segunda modalidad, se proporciona una llanta no neumática que tiene: (a) una región radial central que comprende los rebordes laterales (que preferiblemente definen las cavidades descritas anteriormente) que están escalonados con respecto a los rebordes laterales opuestos lateralmente; y (b) una región radial externa que comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con los rebordes y los surcos de banda de rodadura tienen por lo menos una pared que es angular con respecto a la dirección radial, en donde la región radial central se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, de 80A a 90A, o más preferiblemente de 85A a 89A, y la región radial externa se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, de 90A a 50D, o más preferiblemente de 92A a 95A.

En otra modalidad de la presente invención, se proporciona una llanta no neumática que tiene: (a) una región radial central que comprende las cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente; y (b) una región radial externa que comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se inclinan sustancialmente con relación a las cavidades y los surcos de banda de rodadura que tienen por lo menos una pared que es angular con respecto a la dirección radial, y en donde la región radial central se forma de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95 A, por ejemplo, de 80A a 90A, o preferiblemente de 85A a 89A, y la región radial externa se forma de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, por ejemplo, 90A a 50D, o más preferiblemente de 92A a 95A. Una ventaja de la segunda modalidad es que la llanta no neumática puede proporcionar un viaje sin movimiento y más amortiguado.

Opcionalmente, la anchura de cada surco de banda de rodadura extendido lateralmente disminuye de la porción del surco de banda de rodadura adyacente al costado de la llanta hacia el plano axial, es decir, la línea central, de la llanta. Es decir, los surcos de banda de rodadura opcionalmente se extienden lateralmente a través de la anchura de la llanta y se abren hacia uno de los costados cerca del borde de la llanta. Asi, los surcos de banda de rodadura pueden adquirir una forma triangular aguda, preferiblemente una forma de triángulo isósceles, con el ángulo más pequeño de la forma triangular que apunta hacia el plano radial de la llanta. En algunos otros aspectos, los surcos de banda de rodadura se extienden a través del plano radial de la llanta, en cuyo caso el ángulo más pequeño de la forma triangular puede señalar al costado opuesto en lugar de al plano radial de la llanta. Utilizar los surcos de banda de rodadura triangulares agudos puede ser particularmente deseable para facilitar el retiro de la llanta de su molde durante el proceso de fabricación, descrito posteriormente.

Según lo indicado anteriormente, en varias modalidades, las llantas pueden incluir una configuración que tiene: (1) surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se inclinan sustancialmente con relación a los rebordes o que están en alineación radial sustancial con las cavidades, (2) surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que se inclinan sustancialmente con relación a las cavidades o que están en alineación radial sustancial con los rebordes, o (3) una combinación híbrida de ambos. En una modalidad los surcos de banda de rodadura pueden tener por lo menos una pared que es angular con relación a la dirección radial. Los surcos de banda de rodadura preferiblemente son moldeados en, por ejemplo, insertados, el miembro o aro circunferencial externo para proporcionar la tracción para las llantas. Los surcos de banda de rodadura preferiblemente se extienden desde los costados de la llanta internamente hacia el plano radial de la llanta. Así, en algunos aspectos, la llanta incluye dos conjuntos de surcos de banda de rodadura: un conjunto orientado sustancialmente en un primer lado lateral del plano radial de la llanta y un segundo conjunto orientado sustancialmente en un segundo lado lateral del plano radial de la llanta. También se contempla, según lo indicado anteriormente, que algunos o todos los surcos de banda de rodadura pueden extenderse (opcionalmente extendidos ligeramente) a través del plano radial de la llanta al otro lado lateral de la llanta. Así, en algunas modalidades, ninguna porción del conjunto de surcos de banda de rodadura se traslapa en una dirección circunferencial con los surcos de banda de rodadura del otro conjunto de surcos de banda de rodadura. En otras modalidades, por lo menos una cierta porción de los surcos de banda de rodadura de un conjunto de surcos de banda de rodadura se traslapa en una dirección circunferencial con los surcos de banda de rodadura del segundo conjunto de surcos de banda de rodadura, e inversamente.

Según lo indicado anteriormente, en una modalidad, las cavidades en cada costado se escalonan o inclinan sustancialmente con relación a las cavidades en el costado opuesto. Una malla central preferiblemente separa las cavidades de cada costado de las cavidades en el costado opuesto. Las cavidades preferiblemente se extienden sustancialmente de manera perpendicular con relación a un plano del costado (por ejemplo, preferiblemente se extienden en una dirección sustancialmente lateral) hacia la malla central, es decir hacia el plano axial. En otro aspecto, las cavidades se extienden hacia la malla central desde el costado en ángulo con relación a la dirección lateral. En este último aspecto, para facilitar el retiro del molde durante la fabricación de la llanta, la superficie transversal de cada cavidad disminuye preferiblemente en una dirección desde el costado hacia la malla central. En una modalidad, las cavidades sustancialmente escalonadas son de tal naturaleza que los centros geométricos de las cavidades lateralmente opuestas en los costados opuestos no coinciden entre sí.

Según lo indicado anteriormente, la llanta tiene una pluralidad de rebordes que separan las cavidades y se extienden entre el miembro o aro circunferencial interno y el miembro o aro circunferencial externo. El miembro o aro circunferencial interno es preferiblemente montable en un rin y el miembro o aro circunferencial externo incluye la banda de rodadura de la llanta (que incluye los surcos de banda de rodadura) en la superficie externa de la misma. Se debe entender que el miembro o aro circunferencial interno y el miembro o aro circunferencial externo comprenden una estructura unitaria que se forma integralmente del mismo material.

Las configuraciones de llanta descritas anteriormente de las modalidades, se adaptan particularmente para las llantas que tienen un rin con un diámetro de por lo menos 80 pulgadas (203 cm), por ejemplo, por lo menos 110 pulgadas (279 cm), o por lo menos 140 pulgadas (356 cm), por ejemplo las llantas usadas para los vehículos todo terreno (OTR), aunque las llantas se puedan también utilizar en riñes con diámetros más pequeños. En la modalidad donde los rebordes se escalonan con respecto a los rebordes lateralmente opuestos y las cavidades laterales opuestas son separadas por una malla central, existe una relación beneficiosa entre los rebordes y la malla central. La sinergia entre las cavidades, rebordes y surcos, aumenta la curva de colapso, permitiendo así que la parte de la llanta se curvee más y soporte más carga que la esperada de otra manera. En algunas modalidades, las llantas pueden ser capaces de soportar vehículos OTR con pesos operacionales de hasta 380 a 460 toneladas. Una ventaja adicional es la resistencia de llanta creciente puede permitir una reducción de la cantidad de material de llanta para una carga dada, que reduce el peso de llanta y maximiza la eficacia del material. Además, la resistencia mejorada en las llantas preferiblemente proporciona una vida útil de llanta incrementada con relación a las llantas neumáticas y no neumáticas convencionales. En una modalidad la anchura de la malla central es menor que la anchura de cada reborde.

Las llantas de la presente invención son preferiblemente no neumáticas, lo cual significa que las llantas están hechas de un material sólido que no requiere que la inflación sea operacional. Las llantas no neumáticas no tienen los riesgos asociados a fallas, fugas, o perforaciones de llanta asociadas a las llantas neumáticas. Un beneficio adicional de las llantas no neumáticas es que incluso en caso de falla de la llanta, la llanta se puede conducir para que el vehículo, por ejemplo, el vehículo OTR, se puede mover a una instalación de mantenimiento sin requerir el remolque costoso o lento.

Las regiones radiales de diferente dureza se pueden formar de materiales elastoméricos. Preferiblemente, el material elastomérico es el producto de la reacción de un isocianato, poliol, y un curativo, y no un agente de soplado, por ejemplo, el material elastomérico es un material de poliuretano no espumado. En una modalidad, el material elastomérico para la región radial externa es diferente del material elastomérico de las regiones radiales internas. Los materiales convenientes para cada región radial de las llantas no neumáticas incluyen materiales elastoméricos, tal como los descritos en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,832,098, 4,934,425, 4,921,029, 4,784,201, 5,605,657, y la Solicitud Norteamericana No. 09/919,994 presentada el 2 de agosto de 2001, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad. Un material ejemplar puede ser un elastómero de poliuretano que comprende un prepolímero formado de un diisocianato, por ejemplo, diisocianato de difenilmetano (MDI), diisocianato de tolueno, diisocianato de para-fenileno (PDI), diisocianato de 1,6-hexano (HDI), diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de 3,3-bitolueno (TODI), diisocianato de 1,4-ciclohexilo (CHDI), naftalen-1 ,5-diisocianato (NDI), y bis(isocianato de p-ciclohexilo) de metileno (H 2MDI) y un poliol, por ejemplo. policaprolactona, poliéster, poli(adipato)glicol, poli(adipato de hexametileno)glicol, poli(adipato de etileno)glicol, poli(adipato de dietileno), poli(adipato de etileno/propileno)glicol, poli(oxipropileno)-poli(oxietileno)glicol, poli(adipato de trimetilolpropano/hexametileno)glicol, poli(adipato de etileno/butileno)glicol, poli(adipato de butileno)glicol, poli(adipato de hexametileno/neopentilo)glicol , poli(adipato de butileno/hexametileno)glicol (PBHAG), poli(adipato de neopentilo)glicol, poli(éter de tetrametileno)glicol (PT EG), poliéter, polioles de polialquilenéter, que es curado con un curativo de poliol o diamina tal como 4,4'-metilen-bis(2-cloro anilina) ( BCA); 4,4'-metilen-bis(3-cloro-2,6-dietilanilina) (MCDEA); diamina de dietil-tolueno (DETDA; Ethacure™ 100 de Albemarie Corporation); diamina terciaria de butil-tolueno (TBTDA); diamina de dimetiltio-tolueno (Ethacure™ 300 de Albemarie Corporation); di-p-amino-benzoato de trimetilenglicol (Vibracure™ A157 de Chemature Company, Inc. o Versalink™ 740M de Air Products and Chemicals); bis-ortocloroanilina de metileno (MOCA), bis-dietilanalina de metileno (MDEA); metilendianilina (MDA); complejo de MDA-cloruro de sodio (Caytur™ 21 y 31 de Chemtura Company); 3,5-diamino-4-clorobenzoato de isobutilo (Baytec™ 1604 de Bayer MateriaScience), etileng licol , dietilenglicol, dipropilenglicol, neopentilglicol, 1 ,3-butanediol, 1 ,4-butanediol, hidroquinona-bis-hidroxietiléter (HQEE), y ciclohexildimetanol (CHDM), etc. Preferiblemente la mezcla de prepolímero tiene un bajo contenido de diisocianato libre de 0.1% en peso a 7.0% en peso, por ejemplo, 1.0% en peso a 5.0% en peso ó 2.5 a 3.5% en peso de acuerdo con el peso total de la mezcla de prepolímero. Los materiales elastoméricos ejemplares convenientes para las llantas no neumáticas incluyen poliuretanos tal como los formados de prepolímeros de poliuretano Adiprene™ y curativos de diamina Caytur™ de Chemtura Corp. disponibles comercialmente, un copoliéster segmentado tal como Hytrel 5556 de Du Pont, un material de moldeo por inyección, y un copolímero de bloque de nilón tal como Nyrim de Monsanto Chemical Co. En esta descripción, poliuretano se refiere al polímero con enlaces de uretano (derivados de un grupo isocianato y de un grupo hidroxilo) y opcionalmente, también enlaces de urea (derivados de un grupo isocianato y de un grupo amina). Los ejemplos de tales elastómeros de poliuretano se describen en las Patentes Norteamericanas Nos. 5,077,371, 5,703,193, y 6,723,771, y la Solicitud Norteamericana No. 11/702,787 presentada el 5 de febrero de 2007, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad.

En una modalidad preferida, el material elastomérico comprende una elastómero de poliuretano desbloqueado por temperatura. Tales elastómeros de poliuretano pueden comprender una mezcla de un prepolímero de poliuretano formado de un poliol, por ejemplo, policaprolactona, poli(adipato)glicol, PBHAG, PTMEG, etc., y un MDI o NDI, que preferiblemente tiene un contenido bajo de MDI o NDI libre de 0.1% a 7.0%, por ejemplo, 1.0% a 5.0% basado en el peso total de la mezcla de prepolímero, y un curativo que tiene un contenido bajo de MDA libre de 0.05% a 2.0%, por ejemplo, 0.1% a 1.0% basado en el peso total del curativo. Tales sistemas de poliuretano preferidos son descritos en la Publicación Norteamericana No. 2003/0065124, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad. Un prepolímero de poliuretano con bajo contenido de MDI libre incluye ADIPRENE™ LFM 2450, ADIPRENE™ LFM 2400, ADIPRENE™ LFM 1350, ADIPRENE™ LFM 1250, ADIPRENE™ LFM 500, y VibrathaneTM 8030 cada uno hecho por Chemtura Corporation. Un curativo con bajo contenido de MDA libre conveniente incluye Caytur™ 21, Caytur™ 21-DA, Caytur™ 31, Caytur™ 31-DA cada uno hecho por Chemtura Corporation.

En una modalidad, cada región radial se hace de un material elastomérico formado del producto de reacción con bajo contenido de MDI libre, policaprolactona, y Caytur™ 31-DA. En otra modalidad, cada región radial se hace de un material elastomérico formado del producto de reacción con bajo contenido de MDI libre bajo, poli(adipato)glicol, y Caytur™ 31-DA. En otra modalidad, cada región radial se hace de un material elastomérico formado del producto de reacción de NDI, policaprolactona, y 1 ,4-butanodiol . En otra modalidad, cada región radial se hace de un material elastomérico formado del producto de reacción de NDI, poli(adipato)glicol, y 1 ,4-butandiol. En otra modalidad, cada región radial se hace de un material elastomérico formado del producto de reacción de NDI, policaprolactona, y HQHE. En otra modalidad, cada región radial se hace de un material elastomérico formado del producto de reacción de NDI, poli(adipato)glicol , y HQEE. En las modalidades alternativas, las regiones radiales se pueden formar de dos o más de estos productos de reacción de poliuretano preferidos.

Las combinaciones ejemplares de materiales, así como la dureza para las regiones radiales externa/central/interna se muestran en la tabla 1.

Tabla 1 Región radial Región radial Región radial externa central interna Mezcla Mezcla de Mezcla Dureza Dureza Dureza de PU PU de PU MDI MDI a. 93A PBHAG 88A PBHAG MDA* DA* MDI MDI Poli- Poli- b. 95A capro- 85A cap ro- lactona lactona MDA* MDA* NDI MDI PBHAG c. PBHAG 95A 85A 1,4- 1,4- butandionl butandiol MDI MDI Poli- Poli- d. capro- 95A cap ro- 88A lactona lactona 1,4- HQEE butandiol Región radial Región radial Región radial externa central interna Mezcla Mezcla de Mezcla Dureza Dureza Dureza de PU PU de PU MDI MDI e. 95A 85A PBHAG PBHAG HQEE HQEE NDI NDI Poli- Poli- f. 95A 86A capro- cap rolactona la cto n a HQEE HQEE PPDi PPDI g- PBHAG 95A PBHAG 88A 1,4- 1,4- butandiol butandiol NDI NDI NDI Poli- PBHAG h. PBHAG 93A capro- 88A 65A 1,4- 1,4- lactona butandiol butandiol 1,4- butandiol TDI TDI TDI i . 60D 85A PBHAG 70A PBHAG PBHAG MBCA MBCA MBCA Región radial Región radial Región radial externa central interna Mezcla Mezcla de Mezcla Dureza Dureza Dureza de PU PU de PU MDI MDI Poli- Poli- MDI j- capro- 60D capro- 88A PTMEG 85A lactona lactona MDA* MDA* MDA* *Caytur™ 31 DA También en una modalidad, la llanta se forma solamente de los materiales elastoméricos descritos anteriormente y carece de un componente de metal, tal como una banda de metal, alambre de metal, o refuerzo de metal, y/o carece de un componente de caucho, tal como una banda de rodadura de caucho.

Sin limitación las figuras 3A, 3B y 3C ilustran una llanta 300 que tiene una región radial externa 352 y una región radial central 354, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Según lo mostrado, las cavidades 312 se extienden en una dirección radial del eje central de la llanta ejemplar 300. La llanta 300 es montable a un rin, no mostrado, que estaría en la región central 302.

En modalidades de la presente invención, la llanta 300 es preferiblemente montable de manera desprendible en un rin en la región central 302. En una modalidad, la llanta 300 se moldea o se adhiere con un adhesivo o agente de unión a un anillo de montaje, por ejemplo, un anillo de montaje de metal, que puede acoplar de manera deslizable el rin. Los anillos de montaje convenientes incluyen los descritos en la Solicitud Norteamericana Co-pendiente Número de Serie 12/036,964 titulada "Tire and Tire Rim Assembly", presentada el 25 de febrero de 2008, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad. En una modalidad, la llanta 300 se moldea o adhiere al rin, sin usar un anillo de montaje. En otra modalidad, la llanta 300 se presiona en el rin que crea un ajuste de interferencia cuando se montan tal que la fricción entre la llanta y el rin mantiene la llanta en su lugar. En una modalidad, el ajuste de interferencia se puede crear calentando el rin y la banda usando antorchas u hornos de gas y montándose en posición mientras que está en su estado caliente, expandido, de deslizamiento libre. Durante el enfriamiento, ambas partes son contraídas nuevamente a su tamaño anterior, excepto para la compresión que da lugar a la interferencia de rin con la venda. En otra modalidad, la banda de llanta se presiona sobre el rin usando una prensa o gato para crear el ajuste de interferencia. Se debe entender por los expertos en la técnica que la llanta 300 se puede montar al rin usando una variedad de otros métodos sin apartarse del alcance de la presente invención.

La llanta 300 comprende un patrón de banda de rodadura 304 que tiene una pluralidad de surcos de banda de rodadura 306 y los dibujos de banda de rodadura 308 en una primera configuración según lo discutido anteriormente. Se debe entender que en otras modalidades, la llanta 300 puede comprender una segunda o tercera configuración según lo discutido anteriormente. El dibujo de banda de rodadura 308 es la porción del patrón de banda de rodadura 304 que está en contacto con la tierra u otra superficie similar. Se debe entender fácilmente que el patrón de llanta 304 es continuo alrededor de la circunferencia externa de la llanta 300, aunque los lados opuestos de la llanta 300 incluyen preferiblemente conjuntos separados de los surcos de banda de rodadura, que están sustancialmente inclinados con respecto entre sí, según lo descrito anteriormente. La llanta 300 también comprende dos costados 310, 311, cada uno tiene una pluralidad de cavidades escalonadas 312 separadas por los rebordes 314. Las cavidades 312 se extienden desde un plano perpendicular a los costados 310, 311 hacia el plano radial o línea central 316. La malla central 316 se orienta sobre el plano radial 316. Las cavidades 312 están separadas de la región de rin 302 por el miembro o aro circunferencial interno 320 y del patrón de banda de rodadura 304 por el miembro o aro circunferencial externo 322. Las cavidades 312, rebordes 314, malla central 318 y los surcos de banda de rodadura 306 se moldean en el mismo molde y se integran estructuralmente. La llanta 100 carece de una banda de metal o miembro de refuerzo.

Los surcos de banda de rodadura 306, dibujos de banda de rodadura 308 y una porción del miembro circunferencial externo 322 comprenden la región radial externa 352. La región radial externa 352 tiene una dureza Shore A/D de 85A-60D, por ejemplo, 90A-50D, o más preferiblemente de 92A a 95A. Las cavidades 312, rebordes 314, malla central 318, miembro circunferencial interno 320 y una porción del miembro circunferencial externo 322 comprenden la región radial central 354. La región radial central 354 tiene una dureza Shore A de 70A a 95A, por ejemplo, 80A a 90A, o más preferiblemente de 85A a 89A. En la modalidad ejemplar mostrada en la figura 3A, el límite entre la región radial externa 352 y la región radial centran 354 ocurre dentro del miembro circunferencial externo 322.

Los surcos de banda de rodadura 306 comprenden una base 330, una primera pared 332 y una segunda pared 334. La primera pared 332 y la segunda pared 334 son unidas por una pared cerrada 338, mostrada en las figuras 3B y 3C. Según lo mostrado en la figura 3A, la primera pared 332 y la segunda pared 334 se alinea en una dirección radial y no son sustancialmente angulares con respecto a la dirección radial. En tales modalidades, cuando la base 330 es paralela a la tierra, la primera pared 332 y la segunda pared 334 son sustancialmente perpendiculares a la tierra. Es decir la primera pared 332 y la segunda pared 334 son sustancialmente rectas y son sustancialmente paralelas, es decir. En forma de "U".

Según lo mostrado, cada surco de banda de rodadura 306 se extiende lateralmente a través de una porción de la anchura de la llanta 300 y se abre cerca de la región de borde donde el patrón de banda de rodadura 304 une cada costado 310, 311. En la primera configuración, los surcos de banda de rodadura 306 están sustancialmente inclinados con relación a los rebordes 314, pero están en alineación radial sustancial con, por ejemplo, traslapados radialmente, las cavidades 312 que están en el mismo costado 310 de los mismos. Los surcos de banda de rodadura 306 alternan a lo largo del patrón de banda de rodadura 304 según lo mostrado en la figura 3C. Según lo mostrado, los surcos de banda de rodadura 306 se extienden desde el borde de la llanta 300 sin doblarse o estar en ángulo con relación a la dirección lateral según lo mostrado en la figura 3C.

Según lo mostrado en la figura 3A, las cavidades 312 y rebordes 314 se extienden en una dirección radial desde un eje central de la llanta 300. Según lo utilizado en la presente radialmente o radial se refiere a estar en línea con una dirección que se extiende desde el eje central de la llanta 300. Según lo mostrado, las cavidades radiales 312 tienen una forma sustancialmente ovalada o trapezoidal con una distancia entre los rebordes 314 más cercana al rin 302 menor que la distancia entre los mismos rebordes 314 más cercana al patrón de banda de rodadura 304 aunque otras geometrías pueden utilizarse, según lo discutido anteriormente.

En la modalidad mostrada en las figura 3B, cada cavidad 312 es definida por un miembro o aro circunferencial interno 320, un miembro o aro circunferencial externo circunferencial 322 y los rebordes adyacentes 314. Como se muestra, las cavidades escalonadas 312 se extienden internamente de manera perpendicular desde un plano del costado 310 con las paredes sustanciaimente rectas tal que el área abierta de la cavidad 312 es aproximada al área de la cavidad en la malla 318. En otras modalidades, las paredes de las cavidades pueden ser angulares o diseñarse con un bosquejo, en cuyo caso el área en sección transversal del reborde en el costado sería menor que el área en sección transversal del reborde donde se junta con la malla central. Esta última modalidad puede ser deseable para facilitar el retiro de la llanta del molde durante la fabricación según lo discutido anteriormente.

Las cavidades escalonadas 312 en los costados 310, 311 se extienden sobre la llanta 300 hacia la malla central 318. En el costado 311, las cavidades 312 se escalonan o inclinan con relación a las cavidades 312 en el otro lado de la malla central 318, tal que los rebordes 314 en el costado 310 se alinean lateralmente con las cavidades 312 en el costado opuesto 311, e inversamente. Tal escalonamiento de las cavidades 312 reduce la cantidad de material usada en el molde al hacer una llanta de la presente invención mientras que mantiene las características deseables de resistencia, durabilidad y vida útil para la llanta. La configuración de las cavidades 312, rebordes 314, y surcos 306 actúan juntas para reforzar la malla central 318 y toda la llanta 300.

En la modalidad de las figuras 3A-3C, las cavidades 312 y surcos de banda de rodadura 306 se alinean radialmente con relación entre sí y crean un patrón como sigue. En un costado 310, los rebordes 314 están en alineación radial sustancial con los dibujos correspondientes 308, mientras que en el costado opuesto 311 una cavidad 312 está en alineación radial sustancial con el surco de banda de rodadura 306. Este patrón de alternancia entre el patrón de banda de rodadura 304 y los costados 310, 311 se repite en toda la circunferencia de la llanta 300.

El número de cavidades 312, rebordes 314 y surcos 306 puede variar dependiendo de la configuración de la llanta 300. La llanta puede tener, por ejemplo, de 10 a 80 cavidades, o preferiblemente de 25 a 60 cavidades en cada costado (hasta dos veces en toda la llanta). La llanta similarmente puede tener, por ejemplo, de 10 a 80 rebordes, o preferiblemente de 25 a 60 rebordes en cada costado (hasta dos veces en toda la llanta). La llanta opcionalmente puede también tener de 0 a 320 surcos de banda de rodadura, o preferiblemente de 40 a 120 surcos de banda de rodadura en cada lado de la llanta (hasta dos veces en toda la llanta). Las modalidades con cero surcos pueden ser referidas como llantas pulidas que carecen de un patrón de banda de rodadura. En una modalidad una llanta tiene el mismo número de cavidades, rebordes y surcos.

Las dimensiones de la llanta 300 se pueden afectar por varios parámetros de diseño tal como presión de tierra (tracción), índice de salto vertical (viaje), energía en curvas (manejo), deformación total, volumen de material, y peso de llanta. Según lo mostrado en la figura 3A y 3B, la llanta 300 puede tener las dimensiones proporcionadas en la tabla 2.

Tabla 2. Dimensiones de llanta Intervalo Intervalo Intervalo Artículo Descripción más general preferido preferido 13-178 cm 51-150 cm 66-74 cm Anchura de Tw (5-70 (20-59 (26-29 llanta pulgadas) pulgadas) pulgadas) 5-279 cm 13-203 cm 38-127cm swh Altura de (2-110 (5-80 (15-50 costado pulgadas) pulgadas) pulgadas) 13-76 cm 20-38 cm 25-33 cm cd Profundidad (5-30 (8-15 (10-13 de cavidad pulgadas) pulgadas) pulgadas) 13-295 cm 20-76 cm 25-64 cm ch Altura de (5-116 (8-38 (10-25 cavidad pulgadas) pulgadas) pulgadas) Intervalo Intervalo Intervalo Artículo Descripción más general preferido preferido Anchura de 2-38 cm 5-33 cm 5-20 cm Cw cavidad (1-15 (2-13 (2-8 pulgadas) pulgadas) pulgadas) Espesor de 1-51 cm 2-20 cm 4-10 cm wt malla (0.5-20 (1-8 (1.5-4 pulgadas) pulgadas) pulgadas) Altura de 1-10 cm 2-20 cm 5-10 cm IHh aro interno (0.5-40 (1-8 (2-4 pulgadas) pulgadas) pulgadas) Altura de 1-102 cm 2-25 cm 5-20 cm OHh aro externo (0.5-40 (1-10 (2-8 pulgadas) pulgadas) pulgadas) Profundidad de surco de 1-30 cm 5-20 cm 6-15 cm TGd banda de (0.25-12 (2-8 (2.5-6 rodadura pulgadas) pulgadas) pulgadas) Longitud de 1 -76 cm 2-64 cm 10-51 cm TG, banda de (0.25-30 (1-25 (4-20 rodadura pulgadas) pulgadas) pulgadas) Longitud de 1-102 cm 2-76 cm 10-51 cm dibujo de TF, banda de (0.25-40 (1-30 (4-20 rodadura pulgadas) pulgadas) pulgadas) Para algunas dimensiones, los intervalos anteriores representan un máximo, tal como Cw y Rt, debido a que las cavidades 312 y rebordes 314 pueden reducirse del aro externo 322 al aro interno 320. También TGwi y TGw2 pueden reducirse mientras el surco de banda de rodadura 304 se aproxima a la pared cerrada 338. Además, TGd puede disminuir mientras el surco de banda de rodadura 304 se aproxima a la pared cerrada 338. Se debe entender Swi, puede ser igual a Ch+IHh + OHh+TGd, y Tw es igual a 2(Cd) + Wt y puede ser también igual a TG| + TF|.

En una modalidad, la región radial externa puede tener una altura que es sustancialmente igual a la altura combinada de TGd y OHh. Preferiblemente, la región radial externa tiene una altura que es mayor que TGd. Por ejemplo, la región radial externa puede tener una altura de 3.5-130 cm, por ejemplo, 10-90 cm, ó 15-70 cm. También la región radial central puede tener una altura que es por lo menos igual o mayor que la altura combinada de IHh. y Ch. Por ejemplo, la región radial central puede tener una altura de 16-295 cm, por ejemplo, de 25-140 cm, ó 30-90 cm.

En una modalidad, una región radial externa puede tener una altura que es de aproximadamente 5-45%, por ejemplo, 5-35% ó 10-25%, de la altura del costado de la llanta. Preferiblemente una región radial central puede tener una altura que es de aproximadamente 40-95%, por ejemplo, 65-95% o 75-90% de la altura de costado de la llanta. Por ejemplo, cuando la altura de costado de la llanta es de 13-203 cm, la región radial externa puede de 0.7 a 91 cm, por ejemplo, de 0.7 a 71 cm, ó 1.3 a 50 cm, mientras que la región radial central puede ser de 7 a 193 cm, por ejemplo, de 8.5 a 193 cm, ó 10 a 180 cm. Cuando está presente, cualquier región radial interna adicional puede tener una altura que es de aproximadamente 5-55%, por ejemplo, 5-45% ó 10-25% de la altura de costado de la llanta. Además, la región radial interna puede tener una altura que es menor que IHh, tal que la región radial interna no se extiende en la porción de cavidad de la llanta.

En una modalidad, OHh es de 1.5-6 veces más grande, por ejemplo, de 2-4 veces más grande ó 2.5-3.5 veces más grande, que IHh. En aún otra modalidad, OHh+TGd es de 1.5-6 veces más grande, por ejemplo, de 2-4 veces más grande ó 2.5-3.5 veces más grande, que IHh. En tales modalidades, las llantas tendrán una porción más gruesa de la llanta cerca de la banda de rodadura que cerca del rin, lo cual puede aumentar la vida útil operaciona! de la llanta. Esto permite que el desgaste de la porción de banda de rodadura de la llanta no desgaste la porción de cavidad/reborde de la llanta.

Además de las dimensiones representadas en la tabla 1, la llanta 300 tiene un diámetro externo que puede oscilar de 25 pulgadas (64 cm) a 190 pulgadas (483 cm), por ejemplo, de 60 pulgadas (152 cm) a 159 pulgadas (404 cm) ó 63 pulgadas (160 cm) a 100 pulgadas (254 cm). Un diámetro interno que puede oscilar de 20 pulgadas (51 cm) a 140 pulgadas (356 cm), por ejemplo, de 30 pulgadas (76 cm) a 110 pulgadas (279 cm) ó 40 pulgadas (102 cm) a 80 pulgadas (203 cm). Se debe entender que a menos que se indique lo contrario, la llanta de varias modalidades de la presente invención usada en el mismo vehículo tiene dimensiones similares.

El montaje de llanta de la presente invención puede soportar 9,000 kg a 91,000 kg por llanta (aproximadamente 20,000 libras a 200,000 libras por llanta), por ejemplo, 18,000 kg a 68,000 kg por llanta ó 27,200 kg a 45,400 kg por llanta. También, tales llantas pueden soportar tales pesos cuando el vehículo viajar a velocidades en el intervalo de 0 a 100 km/hr (aproximadamente 0 a 60 mph), por ejemplo, 5 a 65 km/hr ó 30 a 50 km/hr. También, tales llantas pueden tener una vida útil operacional, por ejemplo, una vida útil de llanta para condiciones de minería de por lo menos 500 horas, por ejemplo, por lo menos 750 horas o por lo menos 1,000 horas. Las llantas con tales vidas útiles operacionales son particularmente beneficiosas para los vehículos de minería OTR.

En otra modalidad de la presente invención, una llanta ejemplar 400 tiene regiones, una región radial externa 452 y una región radial central 454, y también tienen las cavidades escalonadas que son angulares con relación a la dirección radial según lo mostrado en las figuras 4A y 4B. Similar a las figuras 3A-3C, la llanta 400 comprende un rin 402 (no mostrado), patrón de banda de rodadura 404, surcos de banda de rodadura 406, dibujos de banda de rodadura 408, costados 410, 411, cavidades 412, rebordes 414, malla 418, miembro o aro circunferencial interno 420 y el miembro o aro circunferencial externo 422. La región radial externa 452 incluye los surcos de banda de rodadura 406. La malla 418 se extiende a lo largo de un plano radial o línea central 416 de la llanta 400 y separa las cavidades 412 en cada costado 410, 411. La región radial central 454 incluye la malla 418. Contrario a las cavidades 412 en las figuras 3A-3C, las cavidades 412 en las figuras 4A y 4B están inclinadas desde la dirección radial por el ángulo T según lo descrito anteriormente. Cambiar el ángulo cambiante T con respecto a la dirección radial varía con eficacia el índice de salto de la llanta 400.

En figura 4A, las cavidades 412 en cada costado 410, 411 se colocan en la dirección de inclinación opuesta según lo mostrado en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,832,098, 4,934,425, 4,921,029, y 4,784,201, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad Según lo discutido anteriormente, para los propósitos de la presente especificación, los rebordes 414 que son angulares con relación a la dirección radial se consideran como en una alineación radial sustancial con los surcos de banda de rodadura 406 si los rebordes se alinean radialmente con los surcos de banda de rodadura en la posición donde los rebordes colindan con el miembro o aro circunferencial externo 422. Según lo mostrado, en la posición donde el reborde 414 colinda con el miembro o aro circunferencial externo 422, está un surco de banda de rodadura 406, y los rebordes 414 de la llanta 400 se consideran como en una alineación radial sustancial con los surcos de banda de rodadura 406. En el costado opuesto 411 en esta posición, el reborde 414 estaría alineado lateralmente con una cavidad opuesta 412. Inversamente, en el costado opuesto 411, la cavidad 412 estaría alineada con relación al surco donde la cavidad 412 colinda con el miembro o aro circunferencial externo 422. Esta configuración se repite a través de la circunferencia de la llanta. En otro aspecto, no mostrado, los rebordes angulares se pueden inclinar sustancialmente con relación a los surcos de banda de rodadura (por ejemplo, las cavidades pueden estar en alineación radial sustancial con los surcos de banda de rodadura).

En una modalidad, la llanta es sólida y tiene una estructura unitaria, es decir integral, que comprende una llanta y una banda de rodadura formadas juntas y hechas de la misma composición. Una estructura unitaria se configura para que la malla y las estructuras de reborde proporciona una estructura de soporte de carga con una deformación sustancialmente uniforme debido a la compresión de la llanta mientras la llanta gira durante la operación. El espesor de la malla, rebordes y aros es tal que sustancialmente no se presenta ningún abultamiento de costado de la llanta durante la operación. Además, la llanta puede deformarse sin colapsarse, debido a la compresión durante la operación normal, pero la llanta se configura para permitir que los rebordes se colapsen, individual o separadamente, cuando la llanta corre sobre una proyección en la tierra. La palabra "colapsa" según lo utilizado en la presente se define como la deformación relativamente repentina y radical como resultado de la carga de compresión que excede cierto valor de carga crítica. Además, las llantas de la presente invención, particularmente las que tienen los bordes orientados radialmente, tienden a exhibir un desempeño mejorado en vías peligrosas con respecto a las llantas no neumáticas sólidos convencionales debido a este comportamiento de colapso que da por resultado fuerzas de impacto reducidas en el vehículo.

La capacidad de las llantas configuradas de acuerdo con algunas modalidades de la presente invención para deformarse y aún regresar a su forma cilindrica sustancialmente de manera instantánea bajo la compresión y transiciones repentinas de la carga, requiere que las llantas soporten una tensión máxima de 10% a 30%, por ejemplo, 15% a 20%, durante la operación normal para colapsarse localmente a modo de absorber el impacto repentino de un objeto proyectado, o irregularidad superficial del suelo. Esta capacidad inesperada, derivada de su construcción única del elastómero, da a tales llantas las características de manejo y viaje convenientes para los vehículos OTR.

Sin limitación las figuras 5A, y 5B ilustran una llanta ejemplar 500 que tiene una región radial externa 552, una región radial central 554 y una región radial interna 556, de acuerdo con la segunda modalidad de la presente invención. La llanta 500 comprende una región central 502, patrón de banda de rodadura 504, surcos de banda de rodadura 506, dibujos de banda de rodadura 508, costados 510, 511, cavidades 512, rebordes 514, malla central 518 orientada sobre el plano radial o línea central 516, miembro o aro circunferencial interno 520, y un miembro o aro circunferencial externo 522. La región radial externa 552 incluye surcos de banda de rodadura 506, mientras que la región radial central 554 incluye la malla 518. La región radial interna 556 incluye un miembro circunferencial interno 520. Las cavidades 512 y los surcos de banda de rodadura 506 son inclinados radialmente con relación entre sí en la segunda configuración y crean un patrón como sigue. En un costado 510, los rebordes 514 están en alineación radial sustancial con los surcos correspondientes 506, mientras que en que en el costado opuesto 511, las cavidades 512 están en alineación radial sustancial con los dibujos de banda de rodadura 308. Este patrón de alternancia entre el patrón de banda de rodadura 504 y los costados 510, 511 se repite en toda la circunferencia de la llanta 500. Según lo mostrado, las cavidades 512 se extienden en una dirección radial del eje central de la llanta ejemplar 500 similar a la figura 3A.

La segunda configuración mostrada en las figuras 5A y 5B se puede combinar con los rebordes angulares, mostrados en las figuras 4A y 4B, en otra modalidad de la presente invención.

En otro aspecto de la presente invención, se proporciona una llanta 600 que tiene una región radial externa 652 y una región radial central 654. La llanta 600 tiene un surco de banda de rodadura 606 que tiene una primera pared y una segundo pared 634 angulares según lo mostrado en las figuras 6A y 6B. La llanta 600 comprende una región central 602, patrón de banda de rodadura 604, surcos de banda de rodadura 606, dibujos de banda de rodadura 608, costados 610, 611, cavidades 612, rebordes 614, malla central 618 orientada sobre el plano radial o línea central 616, miembro o aro circunferencial interno 620, y un miembro o aro circunferencial externo 622. La región radial externa 652 incluye los surcos de banda de rodadura 606, mientras que la región radial central 554 incluye la malla 518. Los surcos de banda de rodadura 604 tienen una abertura 628 hacia el costado respectivo 610 y tienen una base cóncava 630, primera pared 632, segunda pared 634, y una pared cerrada 638. El surco de banda de rodadura 606 también comprende un borde 640 que es un costado de conexión de región redondeado liso 610 en el surco de banda de rodadura 606. En una modalidad, la primera pared 632, segunda pared 634, pared cerrada 638, o todas las paredes tienen un dibujo de banda de rodadura de conexión de región redondeado liso 608 con el surco de banda de rodadura 606.

La llanta 600 en las figuras 6A y 6B se muestra con la misma alineación de surco 606/cavidad 612 como en las figuras 3A-3C. Sin embargo, contrario a las figuras 3A-3C, los surcos de banda de rodadura 606 tienen las paredes 632 y 634 que son sustancialmente no paralelas con respecto entre sí y son angulares con relación a la dirección radial 650 según lo mostrado por como se muestra por s y s2 en la figura 6A. En una modalidad, s^ es de 5o a 65°, por ejemplo, de 10° a 45° ó 15° a 35°. En una modalidad, s2 es de 5o a 65°, por ejemplo, de 10° a 45° ó 15° a 35°. En otra modalidad el ángulo de Oí y s2 es aproximadamente igual y más preferiblemente y s2 son ambos de 15° desde la dirección radial. En otra modalidad el valor absoluto de los ángulos abiertos de y s2 es aproximadamente igual y más preferiblemente a-[ y o2 ambos son de aproximadamente 15° desde la dirección radial. El ángulo se mide desde el punto medio de la pared de surco y se establece en el costado de la llanta. En tales modalidades que tienen paredes angulares, cuando la base 630 es paralela a la tierra, la primera pared 632 y/o la segunda pared 634 son sustancialmente no perpendiculares a la tierra, es decir, en forma de V.

En una modalidad la base cóncava 630 es sustancialmente plana, es decir, la profundidad de surco de banda de rodadura no cambia más de 10%, por ejemplo, más de 8% o más de 5%, del costado 610 hacia cerca de la parte inferior de la pared cerrada 438. También la anchura de la base 630 se reduce desde el costado 610 hacia la pared cerrada 638.

Según lo mostrado en la figura 6A, el surco de banda de rodadura 606 se alinea con la cavidad 612, tales que la anchura del surco de banda de rodadura 612 en la superficie exterior es aproximado a la anchura de la cavidad 612. Además la base 630 también se alinea con la cavidad 612 y tiene una anchura que es más pequeña que la anchura del surco de banda de rodadura 612 en la superficie exterior. Ambas anchuras disminuyen desde el costado 610 hacia la pared cerrada 638.

Aunque las figuras 3A-6B muestran llantas que tienen dos regiones radiales, esas llantas puedan también tener cualquier arreglo de regiones radiales según lo mostrado en las figuras 1A-1C.

En una modalidad la banda de rodadura se forma junto con los costados usando los mismos materiales y molde. En otras modalidades, una banda de rodadura de caucho se puede agregar a las llantas de la presente invención. Las modalidades de la presente invención se pueden utilizar con varios patrones de banda de rodadura según lo mostrado en las figuras 7-8. La figura 7 es una vista delantera de una llanta 700 que tiene un patrón de banda de rodadura 702 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Cada surco de banda de rodadura 704 se extiende desde un borde 406 y cruza el plano radial 708. En tales modalidades, los surcos de banda de rodadura 704 eliminan un poco de material de la malla (no mostrada) colocada en línea con el plano radial 708. Incluso aunque la malla tiene menos material, la posición traslapada del surco 704 con respecto a las cavidades de costado, según lo mostrado en la figura 3C, proporciona inesperadamente suficiente resistencia a la llanta 700 y una tensión reducida y distribución de tensión a través de la banda de rodadura.

La figura 8 es una vista delantera de una llanta 800 que tiene un patrón de banda de rodadura 802 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. Según lo mostrado, cada surco de banda de rodadura 804 se extiende desde un borde 806 y termina cerca de un plano radial 808. La malla central (no mostrada) se coloca en línea con el plano radial 808 y entra en contacto con la tierra por un dibujo continuo 810.

En una modalidad, una banda de rodadura de llanta puede combinar los surcos que se extienden más allá del plano radial con los surcos que no se extienden más allá del plano radial.

En las figuras 7 y 8, los surcos de banda de rodadura 704, 804 tienen una forma y separación similares alrededor de la circunferencia externa de la llanta 700, 800. Las formas de los surcos de banda de rodadura pueden variar e incluir surcos en forma de "U", surcos en forma de "V", surcos rectangulares, etc. En una modalidad, los surcos pueden tener una parte inferior plana y lados ahusados, con una curva en el extremo del surco. En otra modalidad, los surcos de banda de rodadura pueden tener una parte inferior que se reduce hasta el extremo del surco y lados ahusados. Varias otras formas convenientes incluye las que permiten el retiro fácil del molde usado para hacer la llanta.

La llanta de la presente invención se puede hacer usando el siguiente proceso y montaje de molde ejemplar 900 mostrados en las figuras 9A-9C. Los moldes ejemplares también se muestran y describen en la Solicitud Norteamericana No. 12/036,939, titulada "Non-Pneumatic Tire", presentada el 25 de febrero de 2008, cuyo contenido y descripción son incorporados en la presente por referencia en su totalidad. Claramente, otros procesos y diseños de molde se pueden utilizar para formar las llantas de la presente invención, y el proceso proporcionado a continuación es simplemente ejemplar. Los procesos de la presente invención proporcionan el moldeo de una llanta que tiene un diámetro exterior de aproximadamente 25 pulgadas (64 cm) a 190 pulgadas (483 cm) y que requiere así varias toneladas de materia prima o de resina. Preferiblemente, por lo menos dos diferentes materiales elastoméricos se utilizan, uno para cada una de las regiones radiales.

En la figura 9A, el montaje del molde 900 comprende dos mitades 902, 904 que se ajustan sobre un rin de metal 906. Cada mitad 902, 904 tiene salientes inversas o negativas 908 que correspondan a las cavidades de la llanta. Además, cada mitad 902, 904 puede tener salientes inversas o negativas que corresponden a los surcos (no mostrados) que pueden también ser utilizados. Cada mitad 902, 904 se hace preferiblemente de acero endurecido, acero endurecido previamente, aluminio, y/o aleación de berilio-cobre. El molde 900 adicionalmente comprende las cubiertas de dos canales 910, 912 que son ajustadas en la superficie externa 914 de la mitad 902 y en la superficie externa (no mostrada) de la mitad 904. Según lo mostrado en la figura T?, en la superficie externa T14 está una saliente interna 920 que viaja a lo largo de la porción interna de la mitad 902. Un canal 922 se extiende lateralmente de hacia fuera de la saliente 920, que tiene una pared de tope 924 y una abertura 926. La abertura 926 se extiende en la cavidad formada por el molde 900. Según lo mostrado en la figura 9B, la abertura 926 es menor que toda la longitud del canal 922. El canal 922 tiene una forma de "V" y está en comunicación fluida con la saliente 920. Además, según lo mostrado en la figura 9C, la mitad 904 también tiene una saliente 922' y un canal correspondiente (no mostrado).

Cuando la cubierta de canal 910 se presiona contra la mitad 902 hay un pequeño espacio cerca de la saliente 920 suficiente para insertar una primera mezcla de poliuretano. Mientras que el molde 900 gira en un plano vertical, la primera mezcla de poliuretano se fuerza hacia fuera de la saliente 920 en el canal 922. La primera mezcla de poliuretano llena el canal 922 y no pasa a través de la abertura 926, toda la primera mezcla de poliuretano entra en contacto con la pared de tope 924. Una vez que ocurre esto, la primera mezcla de poliuretano entra a la cavidad a través de la abertura 926 y se fuerza exteriormente en el molde 900. En una modalidad, es ventajoso llenar el molde 900 cerca de la superficie de banda de rodadura para evitar que la primera mezcla de poliuretano se acumule en las salientes inversas 908. Después de curar la primera mezcla de poliuretano, ia segunda mezcla de poliuretano para las regiones radiales central e interna es insertada en el espacio por la saliente y el proceso se repite para esa región radial.

En una modalidad, el molde 900 se gira en un plano vertical de 1 a 10 g, por ejemplo, de 2 a 8 g, ó 3 a 5 g. Preferiblemente el molde 900 debe girarse tal que el aire no esté atrapado en la mezcla de poliuretano.

Mientras que esta invención se ha descrito con referencia a modalidades y ejemplos ilustrativos, la descripción no se piensa para interpretarse en un sentido limitante. Así, varias modificaciones de las modalidades ilustrativas, así como otras modalidades de la invención, serán evidentes para los expertos en la técnica con referencia a esta descripción. Por lo tanto se contempla que las reivindicaciones anexadas cubrirán cualquier modificación o modalidad.

Todas las publicaciones, patentes y solicitudes de patente referidas en la presente son incorporadas por referencia en su totalidad al mismo grado como si cada publicación, patente o solicitud de patente individual fuera indicada específica e individualmente como incorporada por referencia en su totalidad. Ejemplo Profético 1 Materiales Adriprene™ L F 2450 es una mezcla de prepolímero de PCL terminada en MDI que tiene bajo contenido de MDI libre (comúnmente 3.0%-4.0%) debido a una etapa de eliminación de monómero en la fabricación. El contenido de NCO del prepolímero es de aproximadamente 4.35% a 4.55% y el peso equivalente es de aproximadamente 923 a 966. Adiprene™ LFM 2450 se puede curar con curativos de Caytur™ para producir un elastómero de alto rendimiento de 93-95A, 59% de rebote. Adriprene™ LFM 2450 se adapta particularmente para las llantas y ruedas no neumáticas industriales.

Caytur™ 31 y Caytur™ 31-DA son curativos de amina de acción retrasada bloqueados para uso principalmente con los prepolímeros de uretano terminados en isocianato. Tales curativos comprenden un complejo de MDA y cloruro de sodio disperso en un plastificante (ftalato de dioctilo en el caso de Caytur 31 y adipato de dioctüo en el caso de Caytur 31-DA) y opcionalmente un pigmento. Caytur 31 tiene un contenido muy bajo de MDA libre (comúnmente <0.5%). A temperatura ambiente, tales curativos son virtualmente no reactivos. Sin embargo, a 115°C-160°C, la sal se desbloquea y el MDA liberado reacciona rápidamente con el prepolímero para formar un elastómero resistente. La concentración del grupo amina es de 5.78% en Caytur 31 y Caytur 31-DA. Por lo tanto el peso equivalente es de 244 para Caytur 31 y Caytur 31-DA. El cloruro de sodio bloquea a estos grupos.

ADIPRENE™ LFM 2450 curado con Caytur™ 31-DA, ambos hechos por Chemtura Corporation, se utiliza para hacer una llanta profética una llanta profético que tiene una configuración similar a las figuras 3A-3C.

La tabla 3 muestra una comparación simulada por computadora de una llanta de las figuras 3A-3C construidas con las cavidades escalonadas y los surcos sustancialmente traslapados del ejemplo 1 con una llanta de caucho neumática convencional y una llanta de poliuretano sólida comparativa. La llanta de poliuretano sólida comparativa tiene dimensiones similares a las de una llanta de caucho neumática sin ninguna cavidad o surco.

Tabla 3 Según lo mostrado en los resultados de la tabla 3, la llanta del ejemplo 1 tiene características similares como una llanta de caucho neumático convencional, que es asombroso debido a las características de la llanta de poliuretano sólida comparativa. El ejemplo 1 se hace de un elastómero de poliuretano, similar a la llanta de poliuretano sólida comparativa, pero es más ligera que la llanta de poliuretano sólida comparativa debido a la presencia de las cavidades y surcos en la misma. Además, la llanta de poliuretano sólida comparativa se somete a fundición interior debido a la incapacidad de disipar el calor generado durante el giro de la llanta de poliuretano sólida. Se cree que el rendimiento mejorado del ejemplo 1 es atribuible a la configuración de las cavidades y surcos.

Ejemplo Profético 2 La región externa es Adiprene™ L 167, una mezcla de prepolímero de poliéter terminada con TDI líquida, curada con MOCA. La región central es Adriprene™ LFM 1350 que es una mezcla de prepolímero terminada con MDI, curada con Caytur 31-DA. Adriprene™ LFM 1350 es un contenido bajo de MDI libre que tiene un contenido de NCO de 3.35-365%.

Las regiones externa y central se forman en un molde usando un procedimiento de fundición centrífuga.

Tabla 4 Según lo mostrado en la tabla 4 las características de llanta previstas de una llanta que tiene dos regiones de dureza son simiiares al ejemplo 1. Además, la presión de suelo de la llanta que tiene dos regiones de dureza es menor.

Claims (15)

REIVI N DICACION ES

1 . Una llanta no neumática, que comprende: una primera región radial formada de un primer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A de 70A a 95 A; y una segunda región radial que comprende una superficie de banda de rodadura, en donde la segunda región radial formada de un segundo material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 85A a 60D, y en donde la segunda región radial es más dura que la primera región radial.

2. La llanta no neumática de la reivindicación 1 , en donde la primera región radial comprende las cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente y la segunda región radial comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente que están en alineación radial sustancial con las cavidades.

3. La llanta no neumática de la reivindicación 1 , en donde la primera región radial comprende las cavidades laterales que se escalonan con respecto a las cavidades laterales opuestas lateralmente y la segunda región radial comprende los surcos de banda de rodadura extendidos lateralmente q ue se inclinan sustancialmente con relación a las cavidades.

4. La llanta no neumática de acuerdo con las reivindicaciones 2 ó 3, en donde la primera región radial adicionalmente comprende: una malla central que conecta los miembros circunferenciales internos y externos; y rebordes que se extienden desde los costados opuestos a la malla central y que se extienden de los miembros circunferenciales internos a los miembros circunferenciales externos y que definen las cavidades laterales, en donde los rebordes en un lado de la malla central se escalonan con relación a los rebordes en un lado opuesto de la malla central.

5. La llanta no neumática de cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, en donde el segundo material de poliuretano tiene una dureza Shore A que es por lo menos 2A mayor q ue el primer material de poliuretano.

6. La llanta no neumática de cualquiera de las reivi nd ica ciones 1 -5 , en donde la prim e ra reg ió n rad ia l e s u na reg ión radial central.

7. La llanta no neumática de cualquiera de las reivindicaciones 1 -6, en donde el primer material de poliuretano tiene una dureza sustancialmente uniforme a través de la primera región radial.

8. La llanta no neumática de cualquiera de las reivindicaciones 1 -7 , en donde el segundo material de poliuretano tiene una dureza sustancialmente uniforme a través de la segunda región radial .

9. La llanta no neumática de cualquiera de las reivindicaciones 1 -8, en donde la primera reg ión radial tiene una primera altura que es de 40-95% de la altura de la llanta .

10. La llanta no neumática de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde la segunda región radial tiene una segunda altura que es de 5-45% de la altura de la llanta.

11. La llanta no neumática de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que adicionalmente comprende una tercera región radial formada de un tercer material de poliuretano que tiene una dureza Shore A/D de 60A a 60D, en donde la tercera región radial comprende una circunferencia interna de la llanta.

12. La llanta no neumática de la reivindicación 11, en donde hay una diferencia de dureza Shore A entre el tercer material de poliuretano y el primer material de poliuretano de por lo menos 2A.

13. La llanta no neumática de la reivindicación 11, en donde la tercera región radial tiene una tercera altura que es de 5-55% de la altura de la llanta.

14. Un proceso para formar una llanta no neumática, que comprende: formar un primer poliuretano en una primera región radial a una dureza Shore A de 70A a 95A; y formar un segundo poliuretano en una segunda región radial a una dureza Shore A/D de 85A-60D, en donde la segunda región radial está cerca de la banda de rodadura de la llanta.

15. El proceso de la reivindicación 14, en donde el primer material de poliuretano y el segundo material de poliuretano son un producto de reacción de un diisocianato, poliol y un curativo seleccionado del grupo que consiste de curativos de poliol o curativos de diamina.