ES2198779T3 - Neumatico y camara de aire, procedimiento para la realizacion. - Google Patents
Neumatico y camara de aire, procedimiento para la realizacion.Info
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Abstract
Neumático de baja sección para ruedas de vehículos del tipo adaptado para asegurar su funcionamiento bajo condiciones de deshinchado, que comprende una carcasa (9) de forma toroidal que tiene una porción de corina y dos flancos axialmente opuestos (4) que delimitan una cavidad interna, y un tubo de aire de material elastómero, dividido en por lo menos dos porciones circunferenciales distintas, presentando dicho tubo de aire (12), bajo condiciones de hinchado, una sección recta en un plano meridiano que es substancialmente elíptico, con un eje mayor paralelo al eje de rotación, caracterizado por el hecho de que dichas porciones circunferenciales distintas están separadas mediante una pared interna (19) que se extiende en un plano normal al eje de rotación de dicho tubo de aire (12), teniendo sus extremos unidos a un par de flancos axialmente opuestos (21) que, junto con dicha pared interna (19), delimitan dichas porciones circunferenciales distintas, siendo la capacidad de resistencia a la tracción de dicha pared interna (10) menor que la de los flancos (21), de manera que durante el hinchado y cuando el neumático y el tubo están montados sobre una llanta, los flancos (21) se expanden más que dicha pared interna (19) que contacta con los flancos del neumático (4) simultáneamente o antes de que el extremo radialmente externo de la pared interna (19) haya topado con la superficie interna radial de la porción de corona del neumático.
Description
Neumático y cámara de aire, procedimiento para la
realización.
La presente invención se refiere a un neumático
de baja sección y a un tubo de aire, a un procedimiento y un
aparato relacionado para la fabricación del tubo de aire y a ruedas
que comprenden un neumático de este tipo provisto de un tubo de
aire de este tipo; más particularmente, la invención se refiere a
una combinación de neumático de baja sección y tubo de aire
diseñada para soportar el neumático incluso en el caso de
deshinchado del mismo, como resultado de un pinchazo por
ejemplo.
Según la presente invención, el tubo de aire está
combinado con un neumático de una sección transversal
substancialmente elíptica, en el que el tamaño del eje menor
paralelo al plano ecuatorial es menor que el tamaño del eje mayor
paralelo al eje de rotación. En estos llamados "neumáticos de
baja sección", la relación de la altura de la sección medida
entre la base del talón y el centro de la banda de rodadura en la
anchura máxima del neumático es igual o inferior a 0,7.
Para una mejor comprensión, se indica a
continuación brevemente la terminología usada durante la presente
memoria de las características principales de un neumático.
Generalmente, un neumático comprende una carcasa
de forma toroidal que tiene una porción de corona y dos flancos
axialmente opuestos, que terminan en un par de talones, cada uno
provisto de por lo menos un anillo de talón para el anclaje del
neumático a una llanta de montaje correspondiente, una banda de
rodadura dispuesta a modo de corona en dicha carcasa, estando
provista la carcasa de por lo menos una tela de refuerzo que se
extiende desde el talón al talón y que tiene sus extremos anclados
a dichos anillos de talón.
En el caso de neumáticos radiales, también está
presente una estructura de cintura, interpuesta entre la carcasa y
la banda de rodadura, cuya estructura de talón puede comprender dos
capas superpuestas de cuerdas metálicas dispuestas en una relación
atravesada entre sí, y una capa radialmente más externa que tiene
cuerdas textiles dirigidas paralelamente al plano ecuatorial del
neumático.
Estos neumáticos delimitan un espacio interno
entre la carcasa y la llanta que se puede rellenar directamente con
aire bajo presión u ocuparlo mediante un tubo de aire de caucho
hinchado con aire bajo presión.
En relación con las diferentes soluciones
adoptadas, los neumáticos se identifican como neumáticos sin tubo o
neumáticos de tipo tubo.
Ya se han previsto muchas y variadas soluciones
para permitir que el neumático ruede incluso en el caso de pérdida
de aire parcial o completa, como resultado de pinchazos por
ejemplo, durante una longitud bastante larga, a una velocidad
moderada, para permitir alcanzar un área de servicio donde se
puedan realizar las reparaciones o reemplazos necesarios. Estos
pinchazos se producen principalmente debido a clavos u otros
cuerpos con puntas afiladas dispersos sobre el suelo, aunque éstas
no son las únicas causas para posibles deshinchados.
En lo que respecta a neumáticos provistos de un
tubo de aire, las soluciones más ampliamente propuestas contemplan
el uso de un tubo de aire dividido en una pluralidad de
compartimentos circunferenciales o transversales, independientes
entre sí, mediante paredes dispuestas paralelas o perpendiculares
al plano ecuatorial del propio tubo de aire.
La presencia de varios compartimentos
independientes entre sí permite mantener una presión de hinchado
suficiente en el neumático, permitiendo así que el neumático
funcione en una condición de emergencia incluso cuando uno de
dichos compartimentos se ha pinchado.
Ejemplos de este tipo de neumático se describen
en las patentes US 2.039.343 y GB 2 104 012, en las que una o más
paredes de partición dividen el tubo de aire en dos o más cámaras
anulares. Se prevé el refuerzo de cada pared de partición para
asegurar una resistencia adecuada a los agentes de pinchado. Sin
embargo, se toman necesariamente medidas adecuadas para permitir
que la pared de partición se extienda por sí misma, para que se
fuerce en acoplamiento con el flanco del tubo cuando se expande el
aire en el interior de una cámara, como consecuencia del
deshinchado de la otra cámara al fallar provocado por un agente de
pinchado.
La patente FR 2 524 849 describe un aparato para
la fabricación de un tubo de aire de tipo convencional, es decir,
no provisto de paredes de partición, comprendiendo dicho aparato un
par de cajas de moldeo y una matriz macho interpuesta de manera
amovible entre los mismos. Un compuesto elastomérico se inyecta en
dos cavidades diferentes definidas entre cada caja de moldeo y la
matriz macho interpuesta entre los mismos, para formar dos partes
del tubo de aire. La matriz macho se retira a continuación y las
cajas de moldeo se aproximan entre sí para formar el tubo de aire
mediante la unión de las dos partes en sus bordes opuestos.
En lo que respecta a los tubos sin tubo, las
soluciones propuestas han dirigido sus esfuerzos hacia
modificaciones de la estructura de carcasa reforzando los flancos
del neumático para hacer el neumático capaz de soportarse a sí
mismo o, alternativamente, creando compartimentos independientes
similares a los de los tubos de aire.
Por el contrario, la solución de abandonar la
versión "sin tubo" a favor de la versión de "tipo tubo" no
es factible con los llamados neumáticos de sección baja, es decir,
los que tienen secciones elípticas cada vez más alargadas respecto
al eje de rotación, en los que se encuentra una gran dificultad en
la utilización de tubos de aire de caucho conocidos.
De hecho, los tubos de aire tradicionales durante
el hinchado toman un perfil substancialmente circular en sección
recta, que apenas coincide con el perfil elíptico del neumático,
provocando pliegues que se solapan entre sí, que hacen imposible
conseguir una extensión correcta y completa de las paredes del tubo
de aire sobre la superficie interna de la cavidad toroidal, en
particular en los flancos del neumático, generando así un mal
relleno de la cavidad toroidal y estado peligroso de tensiones
internas en la pared del tubo de aire, de manera que el tubo se
aire se vuelve inútil rápidamente.
En consecuencia, en los neumáticos de baja
sección, desprovistos de un tubo de aire, el problema de asegurar
un desplazamiento bajo condiciones de emergencia todavía no se ha
solucionado mediante la modificación de la estructura de carcasa,
tal como se ha indicado anteriormente.
La modelo de utilidad DE 296 20 713 U1 describe
un neumático sin tubo que comprende una pared vertical central
interna dispuesta entre la línea central de la banda de rodadura y
la llanta de la rueda sobre la que se montan los talones del
neumático. La pared vertical está encajada, en su extremo inferior,
en un asiento de la llanta apropiado para definir dos espacios de
aire en el interior del neumático, cuyos espacios de aire son
independientes entre sí, y cada uno de los cuales está hinchado
mediante una válvula respectiva.
Prácticamente, el principio que informa esta
solución corresponde al de tener dos neumáticos gemelos montados
sobre la misma llanta.
Si una de las dos partes de carcasa se pincha, el
neumático se estabilizará por la presión de aire existente en la
otra parte situada en el lado del deshinchado.
La solicitud de patente FR 2.605.269, a su vez,
describe un neumático sin tubo formado por una pluralidad de
compartimentos circunferenciales diferentes, dispuestos axialmente
uno al lado del otro.
Un dispositivo de hinchado apropiado comprende un
tubo que pasa a través de la parte inferior de todas las
particiones que generan los diferentes compartimentos
circunferenciales, y está provisto de un orificio en cada
compartimiento; encajado en el tubo hay un vástago agujereado
axialmente provisto, en su pared lateral, de otros orificios que se
pueden llevar en comunicación con los del tubo para permitir el
hinchado del neumático mediante aire hinchado desde el vástago. El
desplazamiento axial del vástago respecto al tubo permite que los
orificios del anterior estén desplazados respecto a los del último
para detener el escape de aire de los diferentes
compartimentos.
El documento FR 2348066 proporciona un conjunto
de tubo de aire dispuesto en el interior de un neumático de baja
sección, que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1, cuya
estructura de carcasa está formada por una cuerda de carcasa
envuelta helicoidalmente alrededor del conjunto del tubo. El
conjunto de tubo de aire consiste en por lo menos un par de tubos
de aire dispuestos uno al lado del otro en el interior de la
carcasa del neumático, cada uno contra uno de los flancos del
neumático, estando dispuesto un relleno elastomérico en el interior
del espacio restante entre los tubos de aire y las superficies
internas de la carcasa del neumático.
En conclusión, todavía no hay disponible un tubo
de aire adaptado para usarse con un neumático de baja sección, que
sea capaz de asegurar su funcionamiento bajo condiciones de
emergencia sin estar obligado a recurrir a una modificación cara y
complicada de la estructura de la carcasa del neumático.
El solicitante ha percibido la posibilidad de
solucionar el problema mediante la adopción de un tubo de aire
dividido en por lo menos dos porciones circunferenciales distintas,
separadas entre sí mediante una pared longitudinal, sin embargo,
asignando al mismo tiempo una mayor rigidez a dicha pared y
preferiblemente también al área que la rodea que a la porción
axialmente más externa de la misma, es decir, los flancos del tubo
de aire, de tal manera que durante el hinchado del tubo de aire en
el interior del neumático, la expansión del tubo de aire en una
dirección axial es mayor que la expansión en una dirección radial,
para llevar su porción central en contacto con el área de la banda
de rodadura simultáneamente con la colocación completa de los
flancos del tubo contra los flancos del neumático, evitando así que
se produzcan tensiones anormales en el interior de las paredes del
tubo de aire.
El solicitante también ha percibido que esta
solución se podría obtener mediante la fabricación de los flancos
del tubo de aire de manera separada de la porción central del mismo
y uniendo posteriormente las diferentes porciones entre sí,
convenientemente mediante adhesión química de los respectivos
materiales elastómeros durante la vulcanización del tubo de
aire.
En un aspecto, la invención, por lo tanto, se
refiere a un neumático de baja sección y a un tubo de aire de
material elastómero tal como se define en la reivindicación 1.
Preferiblemente, dicho tubo de aire se
caracteriza por el hecho de que comprende un núcleo central y dos
flancos axialmente opuestos, estando formado dicho núcleo por dicha
pared interna provista en sus extremos de dos rebordes que se
extienden perpendicularmente a la propia pared interna en
direcciones axialmente opuestas, cuyos extremos están asociados con
los correspondientes extremos de dichos flancos, siendo la rigidez
del núcleo mayor que la de los flancos.
A partir de ahora en la siguiente descripción,
las características del tubo de aire, el procedimiento y el
aparato para la fabricación de dicho tubo de aire, así como el uso
del mismo en relación de coincidencia con el neumático, por
conveniencia, se describen siempre con referencia al núcleo, pero
se pretende que también se apliquen cuando el núcleo consiste en
una pared sola, substancialmente desprovista de dichos
rebordes.
Según una primera realización, la diferente
rigidez entre el núcleo y los flancos se obtiene recurriendo a un y
al mismo material elastómero y variando la geometría del núcleo
respecto a la geometría del flanco, y más particularmente haciendo
el núcleo de un mayor espesor que los flancos.
Según una segunda realización, la diferente
rigidez se consigue adoptando diferentes materiales que tienen el
mismo espesor, y más particularmente a través del uso de un
material de mayor módulo para el núcleo que para los flancos.
En una solución alternativa, la diferente rigidez
se obtiene adoptando diferentes materiales y diferentes espesores;
en las realizaciones que prevén diferentes materiales,
preferentemente el material del núcleo central se refuerza con
fibras cortas en forma de pulpa, del tipo obtenida mediante proceso
de molido.
En un segundo aspecto, la invención se refiere a
una rueda con neumático que comprende un neumático de tipo tubular
montado sobre la llanta correspondiente, tal como se define en la
reivindicación 15.
En una solución preferida, el reborde y los
extremos del flanco están asociados entre sí mediante
vulcanización.
En una realización preferida de la invención, la
rueda con neumático comprende dicho tubo de aire insertado en un
neumático que tiene una relación de sección H/C no superior a
0,7.
Preferiblemente, la zona de unión entre el
reborde radialmente externo del núcleo central y el correspondiente
flanco del tubo de aire es axialmente interna al extremo
correspondiente de la estructura de cintura del neumático.
En un tercer aspecto, la invención se refiere a
un procedimiento para la fabricación de un tubo de aire de
material elastómero, tal como se define en la reivindicación
19.
Preferentemente, el procedimiento se pone en la
práctica mediante la realización de dichas operaciones de moldeo
mediante inyección del material elastómero en cavidades
substancialmente dispuestas para la formación de dichos flancos y
dicha pared.
En un cuarto aspecto, la invención se refiere a
un molde para la fabricación de un tubo de aire de material
elastómero, tal como se define en la reivindicación 23. Un molde
correspondiente al preámbulo de la reivindicación independiente 23
se conoce, por ejemplo, a partir de la patente
FR-A-2114604.
En cualquier caso, la presente invención se
entenderá mejor con la ayuda de la siguiente descripción y los
dibujos adjuntos, que se proporcionan exclusivamente para
propósitos ilustrativos y no son limitativos, y en los que:
La figura 1 muestra el neumático y el tubo de
aire según la invención en una sección axial recta;
La figura 2 muestra el tubo de aire de la figura
1 durante el hinchado en el interior del neumático de la figura
1;
La figura 3 muestra una sección parcial de la
pared del tubo de aire tomada a lo largo de la línea
\hbox{III-III}en la figura 1;
La figura 4 muestra un molde según la invención
para la fabricación del tubo de aire mostrado en la figura 1;
La figura 5 muestra un detalle del molde mostrado
en la figura 4;
La figura 6 muestra el detalle de la figura 5
seccionado a lo largo de la línea VI-VI en la figura
5;
Las figuras 7 y 8 muestran las etapas sucesivas
para desmontar el molde después del moldeo de diferentes partes del
tubo de aire;
La figura 9 muestra el molde vuelto a montar al
inicio de la etapa de vulcanización y soldadura de las diferentes
partes del tubo de aire;
La figura 10 muestra el neumático y el tubo de
aire mostrados en la figura 1 en sección parcial recta en una
condición de deshinchado parcial del tubo de aire.
En la figura 1 se muestra un neumático de carcasa
radial identificado mediante la referencia numérica 1. Comprende
una banda de rodadura 2, laterales 3, flancos 4 y talones 5 que
incorporan anillos de talón 6. La carcasa del neumático 1 puede
comprender por lo menos una tela 9 de tejido cauchutado que
incorpora cuerdas de refuerzo 7 dispuestas en planos
meridianos.
En el ejemplo aquí descrito, los extremos de la
tela están doblados hacia arriba como una pata alrededor de los
anillos del talón 6; esto no excluye la posibilidad de otras
realizaciones en las que los extremos de la tela de carcasa estén
anclados de manera diferente de la solución mostrada en la figura
1, asociados por ejemplo mediante adhesión con los lados axialmente
internos de los anillos del talón sin doblarlas alrededor de los
mismos.
Una estructura de cintura de refuerzo 8,
axialmente confinada mediante sus extremos 10, está interpuesta a
modo de corona al neumático, entre la tela de carcasa y la banda
de rodadura.
Esta estructura de cintura puede, por ejemplo,
comprender tres capas de refuerzo radialmente superpuestas (no
representadas), dos de las cuales están provistas de cuerdas
metálicas paralelas entre sí en cada capa y atravesadas con las de
la capa adyacente, y una tercera capa radialmente externa que
incorpora cuerdas textiles, hechas de poliamida por ejemplo,
dispuestas en paralelo al plano ecuatorial del neumático.
El neumático está montado sobre una llanta de
rueda 11 y un tubo de aire 12 de material elastomérico está
dispuesto en el espacio encerrado entre la llanta y el
neumático.
A partir de ahora en la presente descripción,
mediante el término "material elastómero" se indica la
composición del material del tubo de aire tomado en conjunto, es
decir, caucho incluido en la base polimérica, rellenos de refuerzo
y diferentes agentes de vulcanización, protección,
antienvejecimiento, y otros, todos ellos según formulaciones bien
conocidas por los técnicos en la materia.
La llanta comprende una superficie de base 13,
una ranura 14 diseñada para facilitar el montaje del neumático
sobre la llanta y dos asientos de talón 15.
El par de talones del neumático 5 está bloqueado
en respectivos asientos de talón entre el reborde de la llanta 17
y un saliente radial apropiado o montículo de seguridad 18 formado
sobre la superficie de base de la llanta.
El neumático 1 es de tipo de "baja sección",
es decir, del tipo que tiene una relación de sección H/C que no
mayor de 0,7, en el que, con referencia a la figura 1, los
parámetros H y C tienen los siguientes significados:
- H es la altura de la sección, medida sobre el
plano ecuatorial, entre el punto radialmente más interno del talón
y el punto radialmente más externo de la banda de rodadura;
- C es la anchura de la sección, medida en
paralelo al eje de rotación, entre los puntos axialmente más
externos de los flancos del neumático.
En el ejemplo mostrado en la figura, el valor de
la relación H/C es aproximadamente igual a 0,4.
La invención se refiere particularmente a
neumáticos de baja sección y presenta ventajas cada vez más
importantes al aumentar el descenso; ver, por ejemplo, los tres
neumáticos tamaño 185/65 R14, 225/55 R 16, 225/35 R 18
respectivamente. Debe indicarse que en el código de tamaño el
primer número (por ejemplo 185) indica la anchura de la banda de
rodadura expresada en milímetros, el segundo número (por ejemplo
65) indica el valor de la relación H/C multiplicado por 100, la
letra "R" indica que el neumático es de tipo radial y el
último número (por ejemplo 14) indica el valor del diámetro de
montaje del neumático expresado en pulgadas.
En los tres neumáticos anteriores, el valor de la
relación H/C disminuye progresivamente (aumento del descenso)
pasando desde 0,65 a 0,55 y, finalmente, a 0,35.
El tubo de aire 12 está dividido en dos porciones
circunferenciales distintas, separadas por una pared 19 dispuesta
en un plano preferiblemente ortogonal al eje de rotación, y todavía
más preferiblemente que se extiende en el plano ecuatorial, y
comprende dos porciones distintas entre sí, un núcleo central 20 y
un par de flancos 21, respectivamente.
Más preferiblemente, el núcleo central consiste
en la pared 19 de cuyos extremos salen dos rebordes, uno
radialmente externo 22 y uno radialmente interno 23
respectivamente; dichos rebordes son perpendiculares a la pared 19
y se extienden en direcciones axialmente opuestas sobre una
longitud de anchura predeterminada.
Los extremos adyacentes de los flancos y los
rebordes están unidos entre sí, unos en una posición radialmente
externa a lo largo de las líneas de unión circunferenciales 24 y
25, otros en una posición radialmente interna a lo largo de las
líneas de unión circunferenciales 26 y 27. La unión se realiza
preferiblemente mediante adhesión química a través de
vulcanización.
En el ejemplo descrito representado en la figura
1, las dos porciones de cada reborde, el radialmente externo e
interno respectivamente, salen de los extremos de la pared 19,
axialmente en ambas direcciones, perpendicularmente a dicha
partición, sobre una longitud de la misma anchura; sin embargo, son
posibles otras soluciones en las que la porción derecha del reborde
radialmente externo por ejemplo es mayor que la porción izquierda
del mismo y, en correspondencia, la porción axial radialmente
externa del flanco adyacente es más estrecha que la del flanco
opuesto.
En una versión alternativa, ambas aletas del
reborde radialmente externo son mayores que las aletas
correspondientes del reborde radialmente interno, o viceversa.
En cualquier caso, la anchura de dichos rebordes
está definida por la distancia en una dirección axial entre las
zonas circunferenciales donde dicha pared central une dichos
flancos opuestos.
Preferentemente, las zonas de unión entre los
rebordes y los flancos en una posición radialmente externa son
axialmente internas a los extremos 10 de la cintura 8.
En cualquier caso, la anchura de dichos rebordes
está gobernada convenientemente por el valor de la relación de
sección del neumático que aumenta al aumentar el descenso, cuya
anchura está preferiblemente incluida, por lo menos en el reborde
radialmente externo, entre el 40% y el 80% aproximadamente de la
anchura de la cintura 8.
Por ejemplo, en un tamaño de neumático 225/60R16,
la anchura axial del reborde radialmente externo está
preferiblemente incluida entre 60 y 130 mm.
Tal como será más evidente a continuación, la
anchura del reborde radialmente interno es menos crítica que la del
reborde radialmente externo.
A partir de ahora en la presente descripción, por
el propósito de simplicidad, se hará referencia a un tubo de aire
simétrico respecto al plano ecuatorial, que tiene una pared 19
dispuesta en dicho plano, pero un técnico en la materia después de
comprender la invención será fácilmente capaz de variar la
geometría del tubo de aire dependiendo de sus requerimientos
específicos.
Según un aspecto de la invención, se ha previsto
la ejecución de un tubo de aire de diferente rigidez en sus
porciones distintas, y más específicamente un tubo de aire que
tiene un núcleo provisto de mayor rigidez que los flancos. En una
solución preferida mostrada en la figura 1, donde las diferentes
partes del tubo de aire se han hecho usando el mismo material
elastómero, la mayor rigidez del núcleo respecto a los flancos se
ha conseguido aumentando convenientemente la sección transversal
(espesor) del núcleo respecto a los flancos. La relación entre el
valor promedio del espesor del núcleo y el del espesor del flanco
en las realizaciones preferidas puede variar entre 1 y 4. En mayor
detalle, en el ejemplo mostrado en la figura 1, el tubo de aire
tiene un espesor de 5 mm, que es constante a lo largo de la pared
19, mayor en la zona de conexión entre la pared y los rebordes, y a
continuación disminuye hasta que alcanza un valor de 2 mm en la
zona de unión con los flancos, cuyo valor permanece constante en
dichos flancos. En una solución alternativa, la mayor rigidez del
núcleo respecto a los flancos se obtiene con la ayuda de materiales
diferentes entre sí adoptando un material elastómero para el núcleo
de mayor módulo que el de los flancos; en este caso, el espesor
del núcleo puede ser el mismo que el de los flancos o diferente de
los mismos.
En las realizaciones preferidas alternativas
según la invención, la relación entre los módulos del material del
núcleo y los flancos respectivamente puede estar incluido en un
rango de valores de 1 a 10, y más preferiblemente está incluido
entre 1 y 5.
El valor del módulo del material del núcleo está
preferiblemente incluido entre 1,5 y 10 N/mm^{2}.
Debe indicarse que mediante el término
"módulo" se designa aquí el valor nominal del esfuerzo
correspondiente a una deformación por elongación del 100%. La
medición del valor del módulo se realiza siguiendo la regla
estándar ISO 37 (Anillo tipo A).
Preferentemente, los flancos del tubo de aire se
pueden hacer de caucho butil o caucho halógeno butil, el núcleo
central puede estar hecho de materiales elastómero dieno tales
como, entre otros, estireno-butadieno,
polibutadieno, caucho natural.
En otra solución, la mayor rigidez del núcleo
respecto a los flancos se puede realizar usando materiales de la
misma o diferente composición, que tengan el mismo o diferentes
espesores, recurriendo a la incorporación de rellenos de refuerzo
apropiados en dichos materiales; en una solución preferida, estos
rellenos comprenden fibras cortas (tamaños igual a menores de 7
mm), en particular las obtenidas mediante el molido de una fibra
aramídica (tamaños tan bajos como 1 mm o menos), conocidas como
"pulpa de aramida" (Kevlar®-Pulp o Twaron®-Pulp, por ejemplo),
en las que Kevlar y Twaron son marcas registradas que pertenecen a
Du Pont y AZKO, respectivamente.
Preferiblemente, la cantidad de dichas fibras
cortas está incluida entre 1 y 5 phr (partes en peso por cien parte
de caucho); en una realización preferida particular, solamente el
material elastómero del núcleo contiene estos rellenos de
fibra.
Preferiblemente, también se impone una rigidez
diferente a las diferentes partes del núcleo central, en cualquier
caso proporcionando la máxima rigidez al reborde radialmente
interno, respecto a la rigidez de la pared y el reborde radialmente
externo, para gobernar la expansión de las paredes de tubo de aire
durante el hinchado del mismo de una manera óptima, permitiendo así
una adaptación completa de estas paredes a la superficie interna
del neumático.
Preferiblemente, una de las dos porciones axiales
del reborde radialmente interno del núcleo tiene un ensanchamiento
16, formado por en mayor espesor apropiado de la pared del reborde
por ejemplo, que sobresale radialmente hacia el eje de rotación de
dicho tubo de aire, diseñado para topar, durante el hinchado del
tubo de aire, contra el interior de una ranura 14 correspondiente
de la llanta de montaje.
Ventajosamente, una partición 19 soporta por lo
menos un conducto 32 que se extiende internamente sobre toda la
extensión radial de dicha pared, abriéndose sobre las superficies
extradós e intradós del tubo de aire. Preferiblemente, el tubo de
aire comprende una pluralidad de estos conductos, que están
uniformemente separados circunferencialmente entre sí, es decir,
separados entre sí de la misma cantidad angular.
Preferiblemente, estos conductos son por lo menos
tres, pero más preferiblemente su número es mayor y más
preferiblemente son por lo menos 6 en número. La figura 3 muestra
uno de los conductos 32 en una sección transversal, cuyos conductos
preferiblemente tienen un diámetro incluido entre 3 y 15 mm. En la
realización mostrada en la figura 3, este conducto tiene un
diámetro de unos 12 mm.
Debido a la presencia de estos conductos, durante
el hinchado del tubo de aire, el aire todavía atrapado entre la
superficie radialmente externa (superficie extradós) del tubo de
aire y la superficie radialmente interna de la porción de corona
del neumático se permite que fluya al exterior hacia el espacio
incluido entre la superficie radialmente interna (superficie
intradós) del tubo de aire y la superficie encarada de la llanta, y
desde allí hacia la atmósfera de los alrededores a través de un
orificio 33 formado en la base de la llanta y diseñado para definir
el asiento de alojamiento del vástago de una válvula de
hinchado.
Para el propósito de hinchar y deshinchar las dos
partes independientes en las que está dividido el tubo, dicho tubo
de aire puede comprender dos válvulas distintas del tipo
tradicional o, alternativamente, una única válvula 28 que comprende
un vástago cilíndrico usual 29 previsto en un extremo de la misma,
el externo, con un tapón de cierre 30.
Está previsto un cuerpo cilíndrico, una varilla
(no representada) por ejemplo, en el interior del vástago
cilíndrico, cuya varilla se puede conmutar entre dos posiciones
distintas, una de las cuales permite un flujo de aire en
direcciones opuestas, mientras que la otra detiene dicho flujo en
ambas direcciones, para cerrar o permitir el paso del flujo de aire
a través de la válvula, respectivamente; la conmutación se puede
realizar, por ejemplo, ventajosamente enroscando la varilla en una
dirección y desenroscándola en la opuesta respecto al vástago de la
válvula.
En el extremo opuesto, el vástago de la válvula
está incorporado en una protuberancia 31 de material elastómero
formada en la zona radialmente interna del núcleo, que conecta la
pared 19 con el reborde 23.
Esta protuberancia 31, de forma semiesférica por
ejemplo, tiene dos trayectorias separadas para un flujo de aire
simultáneo hacia las dos partes diferentes del tubo de aire, en la
dirección indicada mediante las flechas F1, F2 en la figura 1, y
está provista de un dispositivo de no retorno (conocido por sí
mismo y no representado) que detiene el flujo de aire entre dichas
partes distintas del tubo de aire.
Alternativamente, el paso de aire entre las dos
partes distintas del tubo de aire se puede detener variando la
posición de la varilla respecto al cilindro.
La figura 2 muestra la etapa de inicio del
hinchado del tubo de aire y su colocación en el espacio incluido
entre el neumático y la llanta, después de haberlo introducido en
el neumático. Antes de su introducción, el tubo de aire se ha
colocado convenientemente en un estado de ligero hinchado, para
crear una consistencia útil para promover el posterior centrado del
tubo de aire respecto al vástago de la válvula, encajada en el
orificio 33 de la llanta y bloqueo en el mismo, y para evitar la
formación de pliegues e inconvenientes similares que podrían dañar
el cuerpo del tubo de aire.
Después de que ambos talones hayan topado contra
los correspondientes asientos de los talones, se realiza el
hinchado mediante el soplado de aire bajo presión en el tubo de
aire; por efecto de la diferente rigidez mayor del núcleo respecto
a los flancos, estos últimos se expanden mucho más que la pared 19,
entrando en contacto con los flancos del neumático antes que el
reborde radialmente externo del núcleo central haya topado contra
la superficie radialmente interna de la porción de corona del
neumático. Al continuar la acción de hinchado, los flancos del tubo
de aire se apoyan progresivamente sobre los flancos del neumático
avanzando radialmente hacia el exterior, reduciendo así
progresivamente el espacio incluido entre la superficie extradós
del tubo de aire y la superficie radialmente interna de la porción
de corona del neumático, hasta que esta superficie extradós
también se apoye completamente (figura 1) sobre la correspondiente
pared del neumático.
Durante esta etapa, el aire todavía atrapado en
este espacio se evacua fácilmente a través de los conductos 32
formados en el espesor de la pared 19, cuyos conductos conducen el
aire sobre la superficie intradós del tubo de aire, hacia el
espacio incluido entre el tubo de aire y la llanta, evacuándose
dicho aire a continuación del mismo por escape a través de la
separación definida entre el orificio 33 y el vástago 29 de la
válvula 28 contenido en dicho orificio. Cuando toda la porción
radialmente externa del tubo de aire ha entrado en contacto contra
la correspondiente pared del neumático, otro aumento en la presión
de hinchado provoca la presión del reborde radialmente interno
también del tubo de aire contra la correspondiente superficie de
base de la llanta, realizando así un rellenado completo de la
cavidad del neumático toroidal y una extensión óptima de las
paredes del tubo de aire contra las superficies de oposición del
neumático y la llanta.
La figura 4 muestra un molde 34 para la
fabricación del tubo de aire descrito previamente, también con
referencia a la versión particular de un tubo de aire simétrico
respecto a un plano ecuatorial, provisto de una partición radial
central que tiene dos rebordes axiales en los extremos de la
misma.
En una realización preferida, el molde de la
invención es un molde formado por varias piezas que delimitan tres
cavidades distintas; se alimenta a partir de una prensa de
inyección, no representada, para la formación simultánea del núcleo
del tubo de aire 12 y un par de flancos.
Más específicamente, este molde comprende un par
de cajas de moldeo axialmente externas 36, un par de matrices
macho axialmente intermedias 35 y un par de separadores axialmente
internos 39, 40 radialmente coaxiales entre sí, todos desplazables
entre sí y en particular amovibles entre sí; el eje de referencia
para la disposición mutua de dichas piezas es el eje de rotación
X-X del tubo de aire que se forma.
Las dos cajas de moldeo 36 tienen una cavidad
anular 45 sobre sus superficies encaradas entre sí, cuya cavidad es
coaxial con el eje X-X y de sección recta
substancialmente semicircular; en el caso mostrado, los bordes
radialmente externo y radialmente interno de cada cavidad están
dispuestos en un y el mismo plano normal al eje
X-X, pero también son posibles otras soluciones; por
ejemplo, dichos bordes pueden estar dispuestos sobre una superficie
cónica cuyo vértice está sobre el eje X-X, o dicha
cavidad puede tener una sección recta diferente de una
semicircular.
Las dos matrices macho intermedias 35 tienen sus
superficies axialmente externas 37, 38 conformadas de tal manera
que coinciden con las correspondientes superficies axialmente
internas 47, 48 de las cajas de moldeo encaradas; en particular,
dichas matrices macho están provistas, sobre dichas superficies, de
un primer nervio anular 49, coaxial con el eje X-X,
de sección recta semicircular, cuyo nervio, cuando el molde está
cerrado, está alojado en la correspondiente cavidad anular 45 de la
caja de moldeo adyacente.
Más específicamente, el radio R de dicho nervio
anular es menor que el radio de la cavidad correspondiente para
definir un espacio hueco de anchura preferiblemente constante,
correspondiente a un flanco del tubo de aire.
Dichas matrices macho intermedias 35, sobre sus
superficies axialmente internas 41 tienen un segundo nervio anular
42, coaxial con el eje X-X y en alineación axial
según el eje Y-Y con el primer nervio anular,
teniendo una sección recta de forma substancialmente cuadrangular y
preferiblemente rectangular con las esquinas redondeadas, o una
forma generalmente trapezoidal.
Las bases de dichos primer y segundo nervios
anulares, es decir, los tamaños radiales máximos de dichos nervios,
son substancialmente idénticas entre sí, tal como se clarificará
mejor a continuación.
En una posición axialmente interna, están
alojados dos separadores 39 y 40 entre dichas matrices macho
intermedias, es decir, un disco 39 y un anillo concéntrico 40
respectivamente, y también son coaxiales con el eje
X-X.
El diámetro del disco 39 es menor que el diámetro
radialmente interno del anillo 40 y la diferencia entre dichos
diámetros substancialmente corresponde con el tamaño radial de los
nervios anulares descritos anteriormente. Más específicamente, el
diámetro del disco 39 y el diámetro radialmente interno del anillo
40 corresponden a los diámetros de los bordes radialmente interno y
radialmente externo respectivamente de las cavidades 45 presentes
en las cajas de moldeo 36.
El espesor de los separadores, por lo menos en
sus bordes encarados, es mayor que la suma de los tamaños axiales
de dichos segundos nervios anulares, de manera que la coincidencia
de los separadores con las matrices macho intermedias adyacentes
produce un espacio hueco 50 entre los mismos, que corresponde con
la forma del núcleo del tubo de aire; en particular, la distancia
axial mutua entre dichos segundos nervios anulares determina el
espesor de la pared 19, mientras que la distancia radial entre
dichos segundo nervios y los separadores determina la configuración
geométrica y el espesor de los rebordes 22, 24 y las áreas de
conexión entre dichos rebordes y la pared del núcleo.
Todas las superficies axialmente encaradas con
las superficies adyacentes están conformadas de manera que tengan
elementos coincidentes complementarios (superficies inclinadas,
protuberancias y cavidades) que, al topar una contra la otra,
bloquean cualquier desplazamiento relativo en una dirección radial
entre las superficies de contacto, asegurando así un
posicionamiento mutuo correcto y estable entre las diferentes
partes del molde.
El molde también contempla la presencia de
dispositivos de bloqueo para formar separadores concéntricos 39, 40
solidarios entre sí; en una realización preferida, estos
dispositivos de bloqueo coinciden ventajosamente con los
dispositivos requeridos para la formación de conductos 32 (figura
3) para el flujo de salida del aire desde el área extradós al área
intradós del tubo de aire durante el hinchado del neumático montado
sobre la llanta respectiva (figura 2).
Más específicamente, dichos dispositivos de
bloqueo comprenden por lo menos uno, más preferiblemente por lo
menos tres, y más preferiblemente más de tres vástagos 51, que son
radialmente desplazables en ambas direcciones a lo largo de
orificios pasantes 52 (figuras 4 a 6) previstos sobre el anillo
externo 40, que se insertan y se retiran de alojamientos 53
correspondientes formados en el borde del disco interno 39.
Preferiblemente, estos vástagos están circunferencialmente
separados entre sí de una manera uniforme.
La introducción y retirada de los vástagos se
realiza recurriendo a diferentes medios conocidos por sí mismos,
tales como por ejemplo tenazas de retirada mecánicas, o más
preferiblemente dispositivos de control accionados con fluidos 54,
tal como se muestra esquemáticamente en la figura 4.
Las etapas de fabricación del tubo de aire se
realizan como sigue.
En primer lugar, todo el molde se coloca en la
condición cerrada mostrada en la figura 4.
Mediante canales (no representados) formados en
algunas de las partes que forman el molde, pero preferiblemente
todos formados en el par de matrices macho intermedias, y que se
abren en el primer y segundo nervios anulares, el material
elastómero proporcionado se inyecta a alta presión, en los tres
espacios huecos generados mediante la coincidencia de dichas
matrices macho con las cajas de moldeo y separadores
respectivamente, hasta que se moldean tres partes distintas del
tubo de aire (dos flancos y el núcleo central), tal como se muestra
en la figura 4.
Preferiblemente, después de la inyección, la
pared 19 se vulcaniza por lo menos parcialmente
(semivulcanización), debido a su mayor espesor, mediante el uso por
ejemplo de elementos de calentamiento (preferiblemente cavidades 60
suministradas con fluidos a alta temperatura u otros sistemas
conocidos, tal como dispositivos eléctricos, de inducción,
microondas y similares) insertados en los segundos nervios anulares
de las matrices macho intermedias 35, cerca de dicha pared 19.
Por el contrario, las dos aletas de los rebordes
22 y 23 se mantienen preferiblemente frías, y por lo tanto en un
estado en crudo, mediante dispositivos adecuados, para facilitar la
unión posterior a los extremos de los flancos 21.
Posteriormente (figura 7) las diferentes partes
del molde se desmontan empezando moviendo axialmente los dos cajas
de moldeo, con los que están asociados los flancos 21, separándolos
entre sí; a continuación, las dos matrices macho intermedias se
retiran, primero (figura 8) separándolas entre sí en una dirección
axial y posteriormente separándolas transversalmente, por ejemplo
en una dirección radial normal al eje X-X del
molde.
A continuación, las dos cajas de moldeo se mueven
axialmente acercándose entre sí (figura 9) hasta que topan contra
las superficies encaradas de los dos separadores 39, 40, con cuyo
conjunto está asociado el núcleo del tubo de aire.
Tal como se muestra claramente en la figura 9,
los extremos de los rebordes del núcleo 22, 23 están ahora en
contacto con los correspondientes extremos de los flancos 21.
Preferiblemente, para hacer la unión más fuerte,
el núcleo y las superficies de los flancos en contacto mutuo se
cortan en diagonal, es decir, están biseladas para formar una unión
mediante solapado sin aumentar el espesor en la zona de unión.
En una realización preferida del proceso según la
invención, el núcleo del tubo de aire está previsto que ya esté
equipado con el cuerpo de válvula 28, moldeado junto con dicha
parte o unido al mismo durante la inyección de material elastómero,
ya que se ha insertado previamente en un alojamiento apropiado
previsto en el disco interno 39 antes de empezar la etapa de
inyección.
A continuación, la vulcanización del tubo de aire
se realiza finalmente enviando un fluido (por ejemplo aire o
vapor) a una temperatura de unos 150ºC y una presión de unos 10
bars a través de un conducto 55 previsto en la caja de moldeo 35, y
desde el mismo a través del cuerpo de la válvula 28 en el espacio
interno del tubo de aire, implicando así, como resultado, el
presionado y moldeado de las paredes del tubo de aire contra las
superficies internas de las cajas de moldeo 36 y los separadores
39, 40.
Durante la etapa de vulcanización, se produce una
unión química entre los extremos de los flancos y los
correspondientes rebordes del núcleo.
El tubo de aire se extrae ahora del molde; para
este propósito, el molde se abre primero moviendo una de las dos
cajas de moldeo 36 alejándose de la configuración cerrada mantenida
durante la vulcanización, a continuación los vástagos 51 se retiran
del disco 39, de manera que entran en el anillo 40 y se deslizan
fuera de la partición central 10 del núcleo (figura 4) y finalmente
el tubo de aire se retira de la porción del molde residual.
Ahora, se realiza el montaje de las diferentes
partes del molde, incluso de las matrices macho intermedias, de
manera que se pueda fabricar un nuevo tubo de aire.
La operación en particular implica empezar con la
asociación mutua de los dos separadores concéntricos 39, 40
realizado mediante respectivos medios de bloqueo, en particular
mediante el ajuste de varios vástagos 51 otra vez en los
correspondientes alojamientos 53 del disco 39.
Preferiblemente, durante las etapas iniciales
para volver a montar el molde, se inserta un nuevo cuerpo de
válvula 28 en el alojamiento apropiado previsto en el disco interno
39.
Finalmente, las matrices macho intermedias 35 se
llevan otra vez contra las superficies encaradas de los separadores
39, 40, y las cajas de moldeo 36 se cierran otra vez contra las
matrices macho intermedias 35 hasta que se alcanza la configuración
cerrada de la figura 4.
El molde está ahora listo para repetir la etapa
de fabricación del tubo de aire según la invención, ya descrita
con referencia a las figuras 4 a 9.
Todos los movimientos de las diferentes partes
del molde se pueden realizar con la ayuda de dispositivos de
manipulación adecuados, aquí no representados.
Obviamente, el molde aquí descrito en su
realización preferida puede sufrir varias modificaciones
constructivas dependiendo de los requerimientos de los técnicos en
la materia.
Por ejemplo, se puede prever el uso de dos moldes
distintos en lugar de un único molde, por ejemplo un primer molde
para la formación del núcleo y un segundo molde para la formación
de los flancos.
En cualquier caso, el proceso de fabricación se
basa en el moldeo del núcleo y los flancos del tubo de aire de
manera separada entre sí, y a continuación llevar los rebordes del
núcleo del núcleo ya moldeado en contacto con los correspondientes
bordes circunferenciales de los dos flancos, también ya moldeados,
para provocar que el núcleo y los flancos se unan juntos, mediante
vulcanización, a lo largo de líneas de unión que consisten en
dichas áreas de contacto.
Como ya se ha dicho, el neumático de baja sección
y el tubo de aire de la invención ventajosamente constituyen un
dispositivo de seguridad diseñado para mantener el neumático bajo
condiciones de estabilidad incluso cuando está parcialmente
deshinchado como resultado de que el tubo de aire se han
pinchado.
En relación con esto, la figura 10 muestra el
neumático y el tubo de aire de la invención en una condición de
deshinchado parcial del tubo de aire debido a un pinchazo en uno de
los dos volúmenes diferentes; en particular, muestra la forma
deformada de la pared 19.
En la condición mostrada, la parte del tubo de
aire situada a la derecha de la pared 19 ha sufrido un deshinchado
completo siguiendo a un pinchazo provocado por un objeto de punta
afilada que ha pinchado el cuerpo del neumático.
La pared 19 está ahora sometida, en su lado
izquierdo, a una presión de aire correspondiente a la presión de
trabajo, y en su lado derecho a la presión atmosférica.
En consecuencia, la pared 19 está sometida a
deformación, la porción de tubo de aire todavía bajo presión en el
interior del neumático expandiéndose y ocupando el área deshinchada
por lo menos parcialmente, soportando así el neumático
substancialmente en toda la zona de contacto con el suelo del
mismo, y también manteniendo la presión en la parte activa del tubo
de aire en un valor que corresponde por lo menos al 50% del valor
de presión antes del pinchazo.
En relación con esto, debe indicarse que la
condición de desequilibrio de presiones que actúan en las dos zonas
en los lados de la pared 19 genera tensiones en la misma que se
soportan debido a la mayor rigidez (menor capacidad de deformación)
de la propia pared respecto a los valores de los tubos de aire
conocidos que, por el contrario, bajo esta situación puede sufrir
daños y acciones de desgarro que los hacen inmediatamente
inútiles.
Ventajosamente, el neumático de baja sección y el
tubo de aire de la invención, manteniendo el neumático en una
condición de funcionamiento, elimina el riesgo de una inmovilidad
forzada del vehículo.
De esta manera, se puede evitar recurrir a un
neumático de repuesto y, como resultado, el peso soportado por el
vehículo es inferior, los espacios para la comodidad de los
pasajeros son mayores y los costes para equipar el vehículos con
accesorios son más reducidos.
La invención también soluciona la dificultad
relacionada con el hecho de que un tubo de aire formado por partes
moldeadas de manera separada y posteriormente unidas juntas tiene
una menor resistencia que los tubos de aire de construcción de una
pieza, y en consecuencia, un tiempo de vida más corto, porque las
uniones representan zonas de debilidad que afectan de manera
adversa la duración del artículo fabricado. Esta dificultad ha
llevado siempre a los usuarios a adoptar soluciones con tubos de
aire con una construcción de una pieza y, en lo que respecta a
neumáticos de baja sección, a favorecer la solución sin tubo en
lugar de la solución con un tubo de aire.
Según la invención, la presente solución
contempla zonas de unión entre los rebordes 22, 23 y los flancos 21
dispuestos en las partes del neumático que están substancialmente
libres de deformaciones de plegado, que son peligrosas para la
integridad de la unión; más específicamente, es particularmente
ventajosa la combinación de un tubo de aire en el interior de un
neumático radial provisto de una estructura de cintura según el
cual por lo menos las zonas de unión entre el reborde radialmente
externo del núcleo central y los flancos del tubo de aire son
axialmente internas a los extremos de la cintura. Esta solución
asegura un largo tiempo de vida del tubo de aire porque las zonas
de unión se presionan contra una estructura substancialmente no
deformable, y la apertura de la misma es prácticamente
imposible.
Las zonas de unión entre el reborde radialmente
interno del núcleo y los flancos del tubo de aire, al presionarse
contra la superficie de metal de la llanta, están por el contrario,
en cualquier caso, libres de deformaciones por plegado y por lo
tanto, bajo este punto de vista, no representan elementos críticos
para la resistencia del tubo de aire.
Además, ventajosamente el neumático de baja
sección y el tubo de aire de la invención son una parte fundamental
de una rueda de neumático que comprende el neumático montado sobre
una llanta, con el tubo de aire insertado entre el neumático y la
llanta; esta solución permite evitar recurrir a las variaciones
estructurales de la carcasa del neumático, cuyas variaciones puede
requerir modificaciones correspondientes de la llanta, lo cual, por
otro lado, es necesario en muchos neumáticos sin tubo de la técnica
conocida.
Otro aspecto de la invención consiste en la
fabricación del tubo de aire basada en el moldeo del núcleo y los
flancos de manera separada entre sí.
Siguiendo esta técnica, es posible usar
materiales de caucho diferentes entre sí para formar los flancos y
el núcleo central, dando así a dichas partes características
diferenciadas (alta flexibilidad a los flancos, menor flexibilidad
al núcleo central) que no se pueden obtener con los procesos de
fabricación tradicionales para tubos de aire, usando un único
molde.
En particular, la fabricación de un tubo de aire
realizado con etapas de inyección de alta presión ventajosamente
permite espacios delimitados por radios de curvatura muy pequeños,
tal como se requiere en las porciones curvilíneas diseñadas para
formar conexiones entre la pared 19 y los rebordes 22, 23, para
estar completa y perfectamente rellenados, en cortos periodos de
tiempo, con material elastómero cargado con rellenos de fibra de
refuerzo.
Claims (26)
1. Neumático de baja sección para ruedas de
vehículos del tipo adaptado para asegurar su funcionamiento bajo
condiciones de deshinchado, que comprende una carcasa (9) de forma
toroidal que tiene una porción de corina y dos flancos axialmente
opuestos (4) que delimitan una cavidad interna, y un tubo de aire
de material elastómero, dividido en por lo menos dos porciones
circunferenciales distintas, presentando dicho tubo de aire (12),
bajo condiciones de hinchado, una sección recta en un plano
meridiano que es substancialmente elíptico, con un eje mayor
paralelo al eje de rotación, caracterizado por el hecho de
que dichas porciones circunferenciales distintas están separadas
mediante una pared interna (19) que se extiende en un plano normal
al eje de rotación de dicho tubo de aire (12), teniendo sus
extremos unidos a un par de flancos axialmente opuestos (21) que,
junto con dicha pared interna (19), delimitan dichas porciones
circunferenciales distintas, siendo la capacidad de resistencia a
la tracción de dicha pared interna (10) menor que la de los flancos
(21), de manera que durante el hinchado y cuando el neumático y el
tubo están montados sobre una llanta, los flancos (21) se expanden
más que dicha pared interna (19) que contacta con los flancos del
neumático (4) simultáneamente o antes de que el extremo radialmente
externo de la pared interna (19) haya topado con la superficie
interna radial de la porción de corona del neumático.
2. Neumático de baja sección según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el tubo
de aire comprende un núcleo central (20) y dos flancos axialmente
opuestos (21), estando formado dicho núcleo (20) por dicha pared
interna (19) provista en sus extremos de dos rebordes (22, 23) que
se extienden perpendicularmente a la propia pared interna en
direcciones axialmente opuestas, cuyos extremos (24, 25, 26, 27)
están asociados con los correspondientes extremos de dichos flancos
(21), siendo la rigidez del núcleo (20) mayor que la de los flancos
(21).
3. Neumático de baja sección según la
reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los
espesores del núcleo (20) son mayor que los espesores de los
flancos (21).
4. Neumático de baja sección según la
reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el
material elastómero del núcleo (20) es el mismo que el material de
los flancos (21).
5. Neumático de baja sección según la
reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el
material elastómero del núcleo tiene un módulo mayor que el
material de los flancos (21).
6. Neumático de baja sección según la
reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el valor
del módulo del material elastómero del núcleo (20) está incluido
entre 1,5 y 10 N/mm^{2}.
7. Neumático de baja sección según la
reivindicación 5 ó 6, caracterizado por el hecho de que la
relación entre el módulo de material elastómero del núcleo (20) y
el módulo del material elastómero de los flancos (21) está incluido
entre 1 y 10.
8. Neumático de baja sección según la
reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el
material elastómero del núcleo (20) contiene rellenos de refuerzo
diferentes de los contenidos en el material elastómero de los
flancos (21).
9. Neumático de baja sección según la
reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dichos
rellenos de refuerzo son fibras cortas producidas mediante
molido.
10. Neumático de baja sección según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha
pared (19) comprende por lo menos un conducto (32) que se extiende
en su interior y se abre sobre las superficies extradós e intradós
de dicho tubo de aire (12).
11. Neumático de baja sección según la
reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que
comprende una pluralidad de dichos conductos (32)
circunferencialmente separados entre sí.
12. Neumático de baja sección según la
reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que comprende
por lo menos una válvula (28) para el hinchado y el deshinchado
simultáneo de dichas porciones circunferenciales distintas en las
que dicho tubo de aire (12) está dividido.
13. Neumático de baja sección según la
reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que dicha
válvula comprende un cuerpo cilíndrico (28) que pueden conmutarse
entre dos posiciones distintas, una de las cuales permite un flujo
de aire en direcciones opuestas, mientras que la otra detiene dicho
flujo en ambas direcciones, cuyo cuerpo cilíndrico (28) está
conectado con una protuberancia (31) incorporada en el material
elastómero de dicho núcleo (20), dispuesta en la zona de conexión
radialmente interna entre dicha pared de núcleo (19) y el
correspondiente reborde (23), estando provista dicha protuberancia
(31) de trayectorias separadas de flujo de aire (F1, F2) en dichas
porciones distintas del tubo de aire (12), estando previsto medios
anti-retorno para detener el flujo de aire (F1, F2)
entre dichas porciones distintas del tubo de aire (12),
sobresaliendo dicho cuerpo cilíndrico (28) hacia el exterior desde
dicha protuberancia (31).
14. Neumático de baja sección según la
reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que una de
las porciones axiales del reborde radialmente interno (23) en dicho
núcleo (20) tiene un ensanchamiento (16) que sobresale radialmente
hacia el eje de rotación de dicho tubo de aire (12) y diseñado para
encajar en una ranura correspondiente (14) de una llanta de
neumático (11).
15. Rueda con neumático que comprende una llanta
(11), montado sobre dicha llanta (11) un neumático de baja sección
y un tubo de aire (12) de material elastómero según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 14, insertado en el espacio delimitado
entre el neumático (1) y la llanta (11).
16. Rueda con neumático según la reivindicación
15, caracterizada por el hecho de que la sección transversal
elíptica de dicho tubo de aire (12) y dicho neumático tiene un
valor de la relación de sección H/C no superior a 0,7.
17. Rueda con neumático según la reivindicación
15, caracterizada por el hecho de que las zonas de unión
(24, 25) del extremo radialmente externo del núcleo central (20)
con dichos flancos (21) son axialmente internas a los extremos
(10) de dicha estructura de cintura (8).
18. Rueda con neumático según la reivindicación
17, caracterizada por el hecho de que la distancia axial
entre dichas zonas de unión (24, 25) está incluida entre el 40% y
el 80% de la anchura de dicha estructura de cintura (8).
19. Procedimiento para la fabricación de un tubo
de aire de material elastómero, para su uso en una combinación de
neumático de baja sección y tubo de aire para ruedas de vehículos
según una o más de las reivindicaciones 1 a 14,
caracterizado por el hecho de que comprende las siguientes
etapas:
a) moldear un par de flancos (21) separados entre
sí, para dicho tubo de aire (12);
b) moldear dicha pared interna (19) del tubo de
aire (12) en una configuración anular, que comprende un núcleo
central (20) desde cuyos extremos salen dos rebordes, es decir, uno
radialmente externo (22) y uno radialmente interno (23),
extendiéndose dichos rebordes (22, 23) axialmente en direcciones
opuestas en ángulo recto respecto a dicho núcleo (20), sobre una
longitud de anchura predeterminada;
c) introducir dicha pared interna (19) y dichos
flancos (21) en uno y el mismo molde de vulcanización (34), estando
dispuestos dichos flancos (21) con sus extremos opuestos coaxiales
y encarados entre sí, estando dispuesta dicha pared interna (19)
entre dichos extremos de los flancos opuestos en una posición
coaxial con los flancos (21), y estando los extremos de los
rebordes y los extremos de los flancos correspondientes en contacto
mutuo;
d) suministrar fluido bajo presión a una
temperatura predeterminada en las diferentes porciones distintas de
dicho tubo de aire (12);
e) vulcanizar el tubo de aire (12) mientras que
al mismo tiempo se provoca una unión entre dichos rebordes (21,
22) y dichos flancos (21);
f) dar a la pared interna (19) una capacidad de
resistencia a la tensión menor que la de los flancos (21).
20. Procedimiento según la reivindicación 19,
caracterizado por el hecho de que dichas operaciones de
moldeo se realizan mediante inyección del material elastómero en
cavidades (45, 50) dispuestas de manera adecuada para la formación
de dichos flancos (21) y de dicha pared interna (19).
21. Procedimiento según la reivindicación 19,
caracterizado por el hecho de que para dicha pared interna
(19) se usa un material elastómero que comprende fibras cortas
obtenidas mediante procesos de molido.
22. Procedimiento según la reivindicación 19,
caracterizado por el hecho de que dicha pared interna (19) se
vulcaniza por lo menos parcialmente antes de la inserción de dicho
núcleo (20) y dichos flancos (21) en el mismo molde de
vulcanización (34).
23. Molde para la fabricación de un tubo de aire
(12) de material elastómero, para su uso en una combinación de
neumático de baja sección y tubo de aire según una o más de las
reivindicaciones 1 a 14, que comprende las siguientes piezas que se
pueden retirar mutuamente entre sí:
- un par de cajas de moldeo axialmente externos
(36) provistos, en sus superficies encaradas entre sí, de una
cavidad anular (50) coaxial con el eje de rotación
(X-X) del tubo de aire que se forma, de una sección
recta substancialmente semicircular;
- un par de matrices macho axialmente intermedias
(35) que están provistas, en sus superficies axialmente externas,
de un primer nervio anular (49) coaxial con dicho eje de rotación
(X-X), de sección recta semicircular, alojado,
cuando el molde está cerrado, en la correspondiente cavidad anular
(50) de la caja de moldeo adyacente (36), siendo el radio de dicho
nervio anular (49) menor que el radio de la cavidad (50)
correspondiente para delimitar, en relación de coincidencia con
dicha cavidad (50), un espacio hueco de una anchura correspondiente
a un flanco (21) de dicho tubo de aire (12);
caracterizado por el hecho de que:
dichas matrices macho intermedias (35) están
provistas, en sus superficies axialmente internas, de un segundo
nervio anular (42) coaxial con dicho eje de rotación
(X-X), en alineación axial con dicho primer nervio
anular (49), teniendo una sección recta de forma substancialmente
cuadrangular, siendo los tamaños radiales máximos de dichos primer
y segundo nervios anulares (49, 42) substancialmente idénticos;
dicho molde también comprende:
- un par de separadores axialmente internos (39,
40) que consisten en un disco radialmente interno (39) y un anillo
concéntrico radialmente externo (40) respectivamente, coaxiales con
dicho eje de rotación
\hbox{(X-X)}, teniendo el disco radialmente interno (39) un diámetro menor que el diámetro interno del anillo (40), correspondiendo el diámetro del disco radialmente interno (39) y el diámetro radialmente interno del anillo (40) a los diámetros de los bordes radialmente interno y externo respectivamente de las cavidades presentes sobre las cajas de moldeo (36), siendo los espesores de dichos separadores (39, 40) mayores que la suma de los tamaños axiales de dichos segundos nervios anulares (42), que coinciden con dichos separadores (39, 40) con dichas matrices macho intermedias (35) provocando un espacio hueco entre los mismos que corresponde a la forma de dicha pared interna (19) del tubo de aire (12) que tiene una configuración anular que comprende un núcleo central (20), determinado por la distancia axial mutua entre dichos segundos nervios anulares (42), y dos rebordes, uno radialmente externo (22) y uno radialmente interno (23), que salen desde los extremos correspondientes de dicho núcleo (20), extendidos axialmente en direcciones opuestas, perpendicularmente a dicho núcleo (20), y de una configuración geométrica determinada por la distancia radial entre dichos segundos nervios (42) y los separadores (39, 40).
24. Molde según la reivindicación 23,
caracterizado por el hecho de que comprende medios para
mantener dicho disco radialmente interno (39) y el anillo
concéntrico radialmente externo (40) solidarios entre sí.
25. Molde según la reivindicación 24,
caracterizado por el hecho de que dichos medios comprenden
por lo menos un vástago (51), radialmente desplazable en ambas
direcciones a lo largo de un orificio pasante (52) previsto sobre
el anillo externo (40), que se inserta y se retira de un
alojamiento (53) correspondiente formado en el disco interno
(39).
26. Molde según la reivindicación 23,
caracterizado por el hecho de que comprende medios de
calentamiento (60) insertados en dichos segundos nervios anulares
(42) cerca de sus superficies encaradas axialmente.
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