ES2210674T3 - Neumaticos radiales resistente. - Google Patents

Abstract

UN NEUMATICO RADIAL DE GRAN RESISTENCIA TIENE UN TALON DE PESO LIGERO Y EXCELENTE DURABILIDAD Y ESTA PROVISTO DE UNA CAPA DE REFUERZO DEL TALON QUE CUBRE LA SUPERFICIE EXTERIOR DE LA CAPA DE LA CARCASA EN TORNO AL ALAMBRE DEL TALON. LA CAPA DE REFUERZO DEL TALON CONSTA DE UNA SOLA CAPA DE CUERDA DE ACERO VULCANIZADA O DE DOS O TRES CAPA DE CUERDA DE ACERO VULCANIZADA INDEPENDIENTES. EN ESTE CASO, LAS CUERDAS DE ACERO DISPUESTAS EN LA CAPA DE REFUERZO DEL TALON TIENEN UN ANGULO DE INCLINACION DE UNA GAMA DETERMINADA CON RESPECTO A UNA LINEA CIRCUNFERENCIAL DEL NEUMATICO.

Description

Neumáticos radiales resistentes.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere a un neumático radial resistente y, en particular, a un neumático radial resistente para vehículos pesados como camiones, autobuses y otros similares, que es capaz de desarrollar una excelente durabilidad en la parte del talón sin que sea necesario disponer elementos de refuerzo adicionales en la parte del talón a fin de poder reducir el peso de la parte del talón.

Descripción de la técnica afín

Los neumáticos radiales que se utilizan con vehículos pesados, tales como camiones, autobuses y otros similares, suelen presentar un problema grave relacionado con la aparición de fallos en la parte del talón, consistiendo dichos fallos en la formación de separaciones junto al borde doblado hacia arriba de una capa de carcasa o en la formación de separaciones en los extremos de las cuerdas que comprende una capa reforzadora de la parte del talón, cuya aparición limita la duración de servicio de un neumático nuevo y causa problemas en el uso de neumáticos recauchutados varias veces. Por consiguiente, se han propuesto y realizado hasta la fecha varias contramedidas para solventar este problema.

Muchas de estas contramedidas se basan en utilizar varias capas de cuerdas que refuerzan la parte del talón o en aumentar el volumen de toda la parte del talón con el fin de reducir la tendencia que presenta la parte del talón conectada con la zona en contacto con el suelo a caer hacia fuera del neumático cuando éste gira en condiciones de carga, permitiendo dichas contramedidas reducir al máximo la tensión que actúa sobre un extremo de una capa de cuerdas reforzadora de la parte del talón o sobre un extremo doblado hacia arriba de la carcasa, si bien implican un aumento en el peso del neumático y un aumento en los costes. Estas contramedidas no son así pues las apropiadas para satisfacer las exigencias actúales de reducción en peso, costes, y otras exigencias similares.

Estas contramedidas no satisfacen tampoco las exigencias de ahorro en recursos y energía, ni los requisitos de reducción de costes de producción. Se ha intentado así pues preparar un neumático de prueba para camiones y autobuses mediante la selección del núcleo del talón, al considerarlo como el elemento más idóneo para reducir el peso del neumático, ya sea mediante la reducción del número de vueltas del alambre de acero que constituye el núcleo del talón o mediante una disminución del peso del caucho que se utiliza para aumentar la rigidez de la parte del talón y que se denomina caucho de refuerzo, extendiéndose dicho caucho progresivamente hacia fuera de la superficie periférica del núcleo del talón, en la dirección radial del neumático montado en una vehículo y sometido a un ensayo de funcionamiento.

En este ensayo, el neumático de prueba, que se ha inflado hasta alcanzar una determinada presión interna, se agranda durante la denominada deformación de caída, que se produce en condiciones de carga, produciéndose, por consiguiente, en el núcleo del talón un fenómeno de "asentamiento" que se hace importante a medida que aumenta la distancia recorrida por el neumático. Toda la forma de la parte del talón sufre, en presencia de dicho fenómeno, una deformación importante con respecto a la de un neumático nuevo, confirmándose por consiguiente el aumento de tensión que actúa sobre el extremo radialmente externo de una capa de cuerdas de acero de refuerzo de la parte del talón, que se requiere para conseguir la durabilidad de la parte del talón, siendo el aumento de esta tensión el causante del fallo de separación.

En la patente JP-B-1-26884 se da a conocer un neumático radial resistente en el que se ha dispuesto un refuerzo monocapa de cuerdas metálicas junto al lado externo de la parte doblada hacia arriba de la capa radial de carcasa y en el que una escuadra de disposición de las cuerdas, ubicada en la parte del extremo superior de la capa de refuerzo, forma un ángulo no superior a los 20º con respecto a la dirección circunferencial del neumático, y una escuadra de disposición de las cuerdas, que se encuentra en una región situada entre un punto inicial de contacto con el borde de la llanta y la base del talón, forma un ángulo que es por lo menos 10º mayor que el ángulo de la escuadra ubicada en la parte del extremo superior, habiéndose formado así una estructura para la parte del talón que es capaz de mantener y mejorar la durabilidad incluso cuando se reduce el peso del neumático mediante una reducción del caucho de refuerzo como en el caso mencionado anteriormente.

Sin embargo, se ha constatado que incluso este neumático presenta una resistencia insuficiente frente a la producción de separaciones en la parte del extremo superior de las cuerdas metálicas (de acero). Como resultado de las averiguaciones realizadas para determinar la causa de dicha insuficiencia, se ha encontrado que la parte del extremo superior de la capa de cuerdas metálicas de refuerzo no es suficientemente capaz de seguir la deformación que se produce, cuando el neumático gira en condiciones de carga, en la dirección radial del neumático, en el lado de penetración y en el lado de expulsión de la zona de contacto del neumático con el suelo, por lo que se genera, en la parte del borde superior, una gran tensión causante del fallo de separación.

Otros medios para mejorar la durabilidad de la parte del talón, sin aumentar el peso del neumático, se proponen en la patente JP-A-59-216709. En este caso, tal como ilustra la Fig. 13 de los dibujos adjuntos, la capa de cuerdas metálicas, que actúa de capa reforzadora de la parte del talón 1, se subdivide junto a la parte interna y externa del núcleo del talón 3 en una capa externa de cuerdas metálicas 15a (capa de protección del extremo de la parte doblada hacia arriba 4t) y en una capa interna de cuerdas metálicas 15b (capa reforzadora de soporte), respectivamente, pudiéndose apreciar en la figura tanto el "asentamiento" del núcleo del talón como la caída de la parte del talón. Además, el módulo correspondiente a una elongación del 1% de la capa 15a es más pequeño que el de la capa 15b, y el ángulo de inclinación, que forman las cuerdas de cada capa con respecto al plano radial del neumático en una circunferencia que pasa por el extremo superior de la capa, toma como máximo un valor entre 45º y 70º (entre 20º y 45º con respecto a la circunferencia del neumático), por lo que se consigue una mejora en la durabilidad de la parte del talón.

Debido a que la capa reforzadora de la parte del talón se ha subdividido en una capa de protección 15a para el extremo doblado hacia arriba 4t y en una capa reforzadora de soporte 15b (extremos de división P y Q de las capas 15a y 15b), la restricción, que implican los extremos 15ae y 15be de las capas en las posiciones en contacto con la llanta, es bastante más pequeña que cuando se utiliza una sola capa, y, además, las capas 15a y 15b siguen fácilmente la deformación por esfuerzo cortante que se produce con una magnitud importante en la dirección circunferencial del neumático, en el lado de penetración y en el lado de expulsión de la parte en contacto con el suelo, cuando el neumático gira en condiciones de carga, y, por consiguiente, se reduce considerablemente la tensión que actúa concentradamente en la dirección radial del neumático sobre la parte del extremo externo de las capas.

Con la tendencia actual de formar neumáticos radiales resistentes con perfil de sección reducido, que consisten, en particular, en neumáticos para camiones y autobuses, se aumenta la presión de aire interna de los neumáticos a la vez que se hacen más rigurosas las condiciones que se imponen a la parte del talón. Con la susodicha subdivisión de la capa reforzadora de la parte del talón en dos capas de cuerdas metálicas, 15a y 15b, que se disponen una junto al lado interno y otra junto al lado externo del núcleo del talón 3, apenas existe una fuerza de sujeción de las capas de cuerdas metálicas, 15a y 15b, entre el núcleo del talón y el borde y la pestaña de la llanta, por lo que las capas de cuerdas metálicas, 15a y 15b, pueden moverse fácilmente en la parte del talón 1 junto a la zona de contacto con el suelo, cuando el neumático gira en condiciones de carga, lo que origina simultáneamente los siguientes problemas.

En la Fig. 13, el número de referencia 2 indica una parte de pared lateral y el número de referencia 7, un caucho de refuerzo.

Al inflarse el neumático a una presión interior mayor, se produce una tensión elevada que actúa sobre la capa de carcasa 4, tal como se ilustra en la Fig. 13 mediante la flecha T. Es decir, la tensión T es una fuerza que tiende a separar la capa de carcasa 4 del núcleo de talón 3 en la dirección indicada con la flecha. En particular, cuando la parte del talón 1 cae hacia fuera del neumático sometido a condiciones de carga, la capa de carcasa 4 tiene en gran parte el efecto, junto con la fuerza T y la facilidad de movimiento de las capas de cuerdas metálicas 15a y 15b, de hacer girar el núcleo del talón 3 entorno al centro de gravedad gráfico Cg de la sección del núcleo del talón, en la dirección indicada con la flecha r. Este efecto se produce sobre el núcleo del talón 3 cada vez que el neumático realiza una vuelta, por lo que la parte del talón 1 alcanza una temperatura elevada cuando el vehículo está en marcha y el núcleo del talón 3 sufre, por consiguiente, una deformación de "asentamiento", que consiste en una deformación plástica, siendo el grado de deformación mayor a medida que aumenta la distancia recorrida por el neumático.

Esta deformación de "asentamiento" importante, que sufre el núcleo del talón 3, implica en gran parte una modificación de la forma de la sección de la parte del talón 1 con respecto a la que presenta un neumático nuevo. La deformación de la parte del talón constituye el inconveniente de que la capa de cuerdas metálicas 15a, que refuerza la parte del talón y se encuentra junto al lado externo de la parte doblada hacia arriba 4t de la capa de carcasa, se desvía bastante de la disposición que minimizaba anteriormente la tensión que actúa sobre la parte del extremo externo de la capa en la dirección radial del neumático, por lo que se concentra una tensión elevada en la proximidad del extremo externo 15ae de la capa de cuerdas metálicas 15a, propiciándose así la ocurrencia de fallos de separación en la parte de dicho extremo.

Incluso en un neumático que presenta un peso más reducido a consecuencia de una reducción en el número de vueltas del alambre de acero que constituye el núcleo del talón, se ha constatado también que al intentar ubicar la posición de división entre las capas de cuerdas metálicas, 15a y 15b, que constituyen una capa reforzadora de la parte del talón, en un lugar separado hacia fuera, en la dirección radial del neumático, de la periferia del núcleo del talón 3, se acrecenta el grado de "asentamiento" de la deformación en el núcleo del talón, lo que implica una modificación en la forma de la parte del talón igual de importante que en el caso mencionado anteriormente, originándose por consiguiente un fallo de separación en la parte del extremo externo de la capa de cuerdas metálicas, lo que impide alcanzar la duración de servicio prevista para el neumático.

Cabe mencionar que la invención que se da a conocer en la patente US-A-1-4508152 corresponde al preámbulo de la reivindicación 1 y al de la reivindicación 7.

Sumario de la invención

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un neumático radial resistente que presenta un peso reducido y una durabilidad de la parte del talón igual o mayor que la de los neumáticos radiales convencionales y resistentes, incluso cuando se reduce el número de vueltas del alambre de acero del núcleo del talón y el volumen del caucho de refuerzo de la parte de talón, independientemente de si se trata de un neumático con o sin cámara.

Todos los neumáticos según la presente invención comprenden un par de partes de pared lateral conectadas con un par de partes de talón, una parte de rodadura que se extiende entre las dos partes de pared lateral, un cinturón que refuerza la parte de rodadura por la periferia exterior de la carcasa y que comprende dos o más capas de cuerdas entrecruzadas, consistiendo éstas preferentemente, según lo habitual, en dos o más capas de cuerdas metálicas entrecruzadas. En el caso de consistir la carcasa de una sola capa, lo preferible es utilizar cuerdas de acero cauchutadas. Además, las cuerdas de la carcasa se disponen de forma que son perpendiculares o casi perpendiculares al plano ecuatorial del neumático en la parte de la rodadura. El término "ángulo de inclinación con respecto a la línea circunferencial del neumático" se utiliza aquí para hacer referencia a un ángulo definido entre las tangentes a la línea circunferencial y la línea axil de una cuerda de acero en una supuesta intersección de la línea axil de la cuerda y la línea circunferencial en la posición considerada (línea supuesta).

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un neumático radial resistente que comprende una carcasa formada por una o varias capas de cuerdas cauchutadas que se extienden entre un par de núcleos de talón embutidos en una parte de talón y que comprenden cuerdas dispuestas a lo largo de un plano, que incluye un centro de rotación axil del neumático, encontrándose por lo menos una de dichas capas rodeando el núcleo del talón desde el interior del neumático hacia el exterior del neumático, formando así una parte doblada hacia arriba, y una capa reforzadora de la parte de talón que consta de varios segmentos independientes y separados de capa de cuerdas de acero cauchutadas, que recubren la capa de carcasa, inclusive la parte doblada hacia arriba en la parte de talón, consistiendo dicha capa reforzadora de la parte de talón en dos segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas que se han dispuesto por las zonas externas e internas de la parte de talón y entre las que se encuentra el núcleo del talón, extendiéndose el extremo exterior del segmento exterior e independiente de capa de cuerdas de acero cauchutadas, que se ha dispuesto en la zona radialmente externa de la parte de talón, hacia arriba de forma que sobrepasa el extremo de la parte doblada hacia arriba de la capa de carcasa, habiéndose dispuesto los extremos opuestos y radialmente internos de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas de forma que son colindantes en la proximidad del núcleo del talón, caracterizándose el neumático porque el ángulo de inclinación que forman las cuerdas de acero de los dos segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas, que se han dispuesto en las zonas externa e interna de la parte de talón y entre los que se encuentra el núcleo de talón, con respecto a la línea circunferencial del neumático es de 15-30º en la parte del extremo radialmente externo de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas y porque el ángulo de inclinación de las cuerdas de acero en la parte del extremo radialmente interno es de 35-60º en por lo menos uno de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas.

El término "proximidad" en la expresión "proximidad del núcleo del talón" hace referencia a una reunión parcial de todos los puntos para los que la distancia desde un punto arbitrario I es menor que un determinado valor del espacio métrico, mientras que el término "punto arbitrario I" se refiere a cualquier punto existente en la sección del núcleo del talón. El término "determinado valor de distancia desde el punto I" hace referencia a un valor de distancia entre 0,5 y 20 mm, midiéndose la distancia en cualquier dirección desde un punto de la superficie del núcleo de talón. Además, cabe indicar que el término "colindantes" se utiliza aquí incluyendo tanto el caso en el que los extremos opuestos están ligeramente separados entre sí, como el caso en el que los extremos opuestos se tocan.

En una forma de realización preferida del primer aspecto de la presente invención, los extremos opuestos de los dos segmentos de capa de cuerdas metálicas cauchutadas, que constituyen la capa reforzadora de la parte de talón, se ponen en contacto. En este caso, la posición de aproximación a tope de dichos extremos opuestos se encuentra preferentemente en la proximidad del núcleo del talón.

En otra forma de realización preferida del primer aspecto de la presente invención, las cuerdas de acero de los dos segmentos de capa, que se encuentran en las zonas interna y externa de la parte de talón, se disponen en la misma dirección de inclinación con respecto a la línea radial del neumático.

En otra forma adicional de realización preferida del primer aspecto de la presente invención, las cuerdas de acero de los dos segmentos de capa se disponen en direcciones de inclinación opuestas con respecto a la línea radial del neumático.

En otra forma más de realización preferida del primer aspecto de la presente invención, la posición de aproximación a tope de los extremos opuestos de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas, que constituyen la capa reforzante de la parte de talón, se encuentra, cuando se utiliza una llanta de centro hundido de 15º o una llanta de base ancha y plana, entre una línea recta, que pasa por el centro de gravedad gráfico de la sección del núcleo del talón y que es perpendicular al eje de rotación del neumático, y una línea normal que parte del extremo radialmente más externo de la superficie de la parte de talón, que está en contacto con el borde de la llanta, y que se dirige a la capa de carcasa que da al interior del neumático. Este tipo de neumático consiste en un neumático radial para camiones y autobuses que no tiene cámara, en caso de utilizarse una llanta de centro hundido de 15º, o en un neumático con cámara, en caso de utilizarse una llanta de base ancha y plana como llanta aprobada por las autoridades. El término "extremo radialmente más externo" hace referencia a una posición externa según la dirección radial de un neumático montado sobre una llanta aprobada por las autoridades y que se ha inflado a la presión de aire máxima correspondiente a la capacidad de carga máxima de dicho neumático según las indicaciones presentadas en la "tabla de presiones de aire y capacidades de carga" correspondiente a la norma considerada.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un neumático radial resistente que comprende una carcasa formada por una o varias capas de cuerdas cauchutadas que se extienden entre un par de núcleos de talón embutidos en una parte de talón y que comprenden cuerdas dispuestas en un plano que incluye un centro de rotación axil del neumático, habiéndose dispuesto por lo menos una de dichas capas de forma que rodea el núcleo del talón desde el interior del neumático hacia el exterior del neumático, formando así una parte doblada hacia arriba, y una capa reforzadora de la parte de talón que consta de varios segmentos independientes y separados de capa de cuerdas de acero cauchutadas que cubren la capa de carcasa, inclusive la parte doblada hacia arriba de la parte de talón, comprendiendo dicha capa reforzadora de la parte de talón un segmento de capa de refuerzo interno dispuesto junto al lado de la zona interna de la capa de carcasa que da al interior del neumático y un segmento de capa de refuerzo externo dispuesto junto al lado de la zona externa de la parte doblada hacia arriba de la capa de carcasa, extendiéndose el extremo radialmente externo del segmento de capa de refuerzo externo, hacia arriba de forma que sobrepasa el extremo de la parte doblada hacia arriba de la capa de carcasa, habiéndose dispuesto los extremos opuestos de los segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas de forma que son colindantes en la proximidad del núcleo del talón, caracterizándose el neumático porque dicha capa reforzadora de la parte de talón consta de tres segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas, entre los que se encuentra un segmento de capa de refuerzo central dispuesto junto al núcleo del talón entre el segmento de capa de refuerzo interno y el segmento de capa de refuerzo externo, formando las cuerdas de acero de la capa reforzadora de la parte de talón un ángulo de inclinación con respecto a la línea circunferencial del neumático de 15-30º en la parte del extremo radialmente externo de los dos segmentos de capa de refuerzo interno y externo y de 35-60º en la parte del extremo interno de los mismos, presentando el segmento de capa de refuerzo central un ángulo de inclinación mayor que el ángulo de inclinación de las cuerdas de acero en la parte de los extremos radialmente internos de los dos segmentos de capa de refuerzo interno y externo.

En una forma de realización preferida del segundo aspecto de la presente invención, las cuerdas de acero de por lo menos dos de los tres segmentos de capa de refuerzo, que constituyen la capa reforzadora de la parte de talón, se disponen en la misma dirección de inclinación con respecto a la línea radial del neumático.

En otra forma de realización preferida de la invención, se utiliza como cuerda de acero en por lo menos uno de los segmentos de capa de refuerzo, que constituyen la capa reforzadora de la parte de talón, una agrupación de dos o más cuerdas de acero dispuestas una al lado de otra (preferentemente tres).

En una forma de realización preferida del primer y del segundo aspecto de la presente invención, el revestimiento de caucho, que se utiliza para recubrir las cuerdas de acero de un segmento de capa en por lo menos la zona externa de la parte de talón, presenta un módulo al 100% que es menor que el del revestimiento de caucho de las cuerdas de la capa de carcasa.

En otra forma de realización preferida, se dispone por lo menos una capa de cuerdas de fibra orgánica de forma que recubre la superficie externa de la capa reforzadora de la parte de talón cuando por lo menos una de las condiciones de servicio, ya sea las de carga o las de velocidad, es muy exigente.

Descripción resumida de los dibujos

La invención se describirá a continuación con más detalle haciendo referencia a los siguientes dibujos adjuntos:

La Fig. 1 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una primera forma de realización de un neumático que no es conforme a la presente invención;

La Fig. 2 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una segunda forma de realización de un neumático que no es conforme a la presente invención;

La Fig. 3 es una vista extendida de la parte principal del neumático en la dirección de la flecha III indicada en la Fig. 1;

La Fig. 4 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una primera forma de realización del neumático según el primer aspecto de la presente invención;

La Fig. 5 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una segunda forma de realización del neumático según el primer aspecto de la presente invención;

La Fig. 6 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una tercera forma de realización del neumático según el primer aspecto de la presente invención;

La Fig. 7 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una cuarta forma de realización del neumático según el primer aspecto de la presente invención;

La Fig. 8 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una quinta forma de realización del neumático según el primer aspecto de la presente invención;

La Fig. 9 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una primera forma de realización del neumático según el segundo aspecto de la presente invención;

La Fig. 10 es una vista esquemática en corte de una parte principal de una segunda forma de realización del neumático según el segundo aspecto de la presente invención;

La Fig. 11 es una vista esquemática que ilustra la disposición y función de una agrupación de cuerdas utilizada para formar una capa de cuerdas de refuerzo de la parte de talón en una forma de realización del neumático según la presente invención;

La Fig. 12 es una vista esquemática que ilustra la formación de grietas en la disposición de cuerdas utilizada en la capa reforzadora de la parte de talón de un neumático convencional; y

La Fig. 13 es una vista esquemática en corte de una parte principal de un neumático convencional.

Descripción de las formas de realización preferidas

Las Figuras 1 y 2 presentan esquemáticamente la sección radial de la mitad izquierda de dos formas de realización de la parte principal de un neumático radial resistente sin cámara que no es conforme a la presente invención, mientras que la Fig. 3 presenta una vista esquemática que ilustra la disposición de las cuerdas en la capa reforzadora de la parte de talón y la disposición de los alambres de acero en el núcleo del talón, habiéndose representado dicha vista como una vista extendida en la dirección de la flecha III indicada en la Fig. 1.

En las Figuras 1 y 2, un par de partes de talón 1 están conectadas con un par de partes de pared lateral 2, extendiéndose una parte de rodadura (sin ilustrar) entre los extremos radialmente externos de las partes de pared lateral 2. La carcasa 4 consiste en por lo menos una capa de cuerdas cauchutadas (la forma de realización ilustrada incluye únicamente una capa) que se extiende de forma toroidal entre un par de núcleos de talón 3, que se han embutido en las partes de talón 1 y que contienen, por ejemplo, alambre de acero dispuesto a lo largo de un plano, que incluye el centro de rotación axil del neumático, de forma que rodea el núcleo del talón desde dentro hacia fuera del neumático para formar así una parte 4t doblada hacia arriba.

La parte de talón 1 se ha dotado con una capa reforzadora 5 de la parte de talón que consiste en una sola capa de cuerdas de acero cauchutadas (que se denominará en lo que sigue defensa de alambre). La defensa de alambre 5 se extiende desde un posición radialmente externa, situada por encima del extremo superior 4te de la parte doblada hacia arriba 4t, de forma que sigue la superficie externa de la parte doblada hacia arriba 4t y rodea el núcleo de talón 3 hasta llegar a una zona interna del neumático, situada por lo menos a continuación del diámetro exterior máximo del núcleo del talón, de modo que llega a cubrir una superficie externa de la capa de carcasa 4. En la forma de realización de la Fig. 2, se han dispuesto adicionalmente una o varias capas de cuerdas de fibra orgánica 6 (la forma de realización ilustrada sólo incluye una capa), por ejemplo, una capa de cuerdas de nylon (que se denominará en lo que sigue defensa de nylon), a lo largo de la superficie externa de la defensa de alambre 5. Además, los neumáticos ilustrados en las Figuras 1 y 2 se han provisto también de caucho de refuerzo 7 y de un revestimiento interno 8 de caucho impermeable al aire.

Por razones prácticas se ha subdividido la defensa de alambre 5 en una parte externa 5o y una parte interna 5I. Tal como ilustra la Fig. 3, en la que las cuerdas de acero de la parte externa 5o y las cuerdas de acero de la parte interna 5I se indican respectivamente mediante los símbolos 5Co y 5CI, tanto el ángulo de inclinación \alpha_{OE}, que forman las cuerdas 5Co en la proximidad del extremo 5_{OE} de la parte externa 5o con respecto a la línea circunferencial Dt del neumático, como el ángulo de inclinación \alpha_{IE}, que forman las cuerdas 5CI en la proximidad del extremo 5_{IE} de la parte externa 5i con respecto a la línea circunferencial Dt del neumático, toman un valor entre 22 y 35º. En resumen, esto significa que la parte del extremo de las cuerdas 5Co y 5CI se encuentra en un estado tumbado con respecto a la línea circunferencial Dt del neumático.

A este respecto es necesario que, suponiendo una línea recta L que pasa por el centro de gravedad gráfico Cg de la sección del núcleo del talón 3 y es paralela al eje de rotación del neumático, tal como se ilustra en las Figuras 1 y 2, el ángulo de inclinación \betao que forman las cuerdas 5Co de la parte externa 5o próxima a la línea recta L con respecto a la línea circunferencial Dt del neumático satisfaga la ecuación \betao = (\alpha_{OE} + 5º) - - (\alpha_{OE} + 50º) relacionada con el ángulo de inclinación \alpha_{OE}, y preferentemente, la relación \betao = (\alpha_{OE} + 5º) - - (\alpha_{OE} +30º).

De forma similar, el ángulo de inclinación \betai que forman las cuerdas 5Ci de la parte interna 5i próxima a la línea recta L con respecto a la línea circunferencial Dt del neumático ha de satisfacer la ecuación \betai = (\alpha_{IE} +5º) - - (\alpha_{IE} + 50º) relacionada con el ángulo de inclinación \alpha_{IE}, y preferentemente, la relación \betai = (\alpha_{IE} + 5º) - - (\alpha_{IE} +30º).

Esto significa que las cuerdas 5Co y 5CI ubicadas en la proximidad de la línea L se encuentran en un estado más levantado con respecto a la línea circunferencial Dt del neumático.

Para conseguir que la defensa de alambre 5 satisfaga dicha distribución de ángulos de inclinación, lo mejor es utilizar como defensa de alambre 5 un material sin curar que se somete previamente a un procedimiento para conferir a lo ancho del material la diferencia angular requerida entre la parte central y las partes laterales.

En las formas de realización ilustradas, el núcleo del talón 3 (que suele denominarse núcleo de talón hexagonal) presenta una sección hexagonal que se ha formado, en un estado sin curar, arrollando helicoidalmente, un número de vueltas determinado, un alambre de acero 3w (véase Fig. 3, sección circular) recubierto de un revestimiento de caucho de espesor muy reducido. También puede utilizarse como núcleo de talón 3 un núcleo de talón denominado rectangular, que se ha obtenido arrollando y laminando repetidamente un alambre de acero 3w con el fin de formar la sección rectangular, o un núcleo de talón que se ha obtenido arrollando y laminando repetidamente un alambre de acero 3w con el fin formar una sección hexagonal.

Cuando el neumático se infla a una determinada presión, por ejemplo, a la presión de aire máxima correspondiente a la capacidad de carga máxima, aparece una tensión que actúa sobre la carcasa 4 según la dirección ilustrada mediante una flecha T en las Figuras 1 y 2. Esta tensión aparece siempre, sea cual sea el neumático, si bien la magnitud de dicha tensión varia en función del tipo de neumático. En particular, en el caso de los neumáticos de camiones y autobuses, que se utilizan a presiones internas elevadas de entre 7,25 y 9,0 kgf/cm^{2} (en estado frío), la carcasa se encuentra inevitablemente sometida a una tensión T elevada que consiste en una fuerza que empuja la carcasa hacia fuera en la dirección de la flecha T. Por consiguiente, la carcasa 4 inflada a una determinada presión da origen a una fuerza de rotación, basada en la fuerza de empuje hacia fuera mencionada anteriormente, que es capaz de hacer girar el núcleo del talón 3 (momento rotacional entorno al centro de gravedad gráfico Cg), por lo que el núcleo del talón 3 tiende a girar entorno al centro de gravedad gráfico Cg. Al someter el neumático a una carga determinada, aumenta la tensión de la carcasa 4 en la parte de talón 1 y, por consiguiente, aumenta también la fuerza de rotación que actúa sobre el núcleo del talón 3.

Además de encontrarse sometido a dicha fuerza de rotación, el núcleo del talón, que consiste en un cuerpo formado por una concentración de alambres de acero, no es capaz de mantener, en este nuevo estado, su forma seccional originaria debido a que se produce un aumento en temperatura como consecuencia de la generación de una cantidad importante de calor en la parte del talón cuando el neumático gira en condiciones de carga, produciéndose, por consiguiente, una deformación importante del núcleo del talón. Dado que esta deformación es irreversible, el núcleo del talón pasa a un estado de "asentamiento", sufriendo con ello la forma de toda la parte del talón una deformación importante, por lo que se produce una tensión importante en la parte del extremo exterior de la defensa de alambre cuando el neumático gira en condiciones de carga, siendo esta tensión la causa por la que se puede producir finalmente un fallo de separación. En otras palabras, la deformación plástica que sufre el núcleo del talón es frecuentemente la causa por la que se producen los fallos de separación.

Para controlar la deformación plástica que sufre el núcleo del talón como consecuencia de la fuerza de rotación que actúa sobre el núcleo del talón, se aumenta el número de alambres de acero que constituyen el núcleo del talón o se utiliza un alambre de acero de diámetro mayor con el fin de agrandar la sección del núcleo de talón del neumático convencional, proporcionando así al núcleo de talón una rigidez torsional entorno al centro de gravedad gráfico (Cg en las Figuras 1 y 2) con la magnitud requerida para controlar la deformación. Pero de esta forma se aumentan inevitablemente el peso y los costos del neumático.

Por el contrario, en el caso de los neumáticos de las Figuras 1 y 2, los ángulos de inclinación \alpha_{OE },\alpha_{IE}, que forman los extremos de las cuerdas 5Co, 5CI de las partes externa 5o e interna 5i de la defensa de alambre 5 con respecto a la línea circunferencial Dt, y los ángulos \betao, \betai que forman dichas cuerdas de acero en la proximidad de la línea recta L con respecto a la línea circunferencial Dt, satisfacen la relación \betao = (\alpha_{OE} + 5º) -- (\alpha_{OE} + 50º) y preferentemente \betao = (\alpha_{OE} + 5º) -- (\alpha_{OE} + 30º), y la relación \betaI = (\alpha_{IE} + 5º) -- (\alpha_{IE} + 50º), y preferentemente \betaI = (\alpha_{IE} + 5º) -- (\alpha_{IE} + 30º), contribuyéndose así a una mejora en la rigidez del núcleo del talón 3 entorno al centro de gravedad gráfico Cg. Además, se pueden aumentar los puntos de cruce de las cuerdas de la carcasa 4 con las cuerdas de acero 5Co y 5Ci de la defensa de alambre 5, dispuesta alrededor del núcleo del talón 3, con el fin de disminuir la fuerza que empuja la carcasa 4 hacia fuera en la dirección de la flecha T cuando el neumático se encuentra inflado a una determinada presión de aire. Mediante el efecto sinergético de estas dos características se consigue, por consiguiente, controlar la rotación del núcleo del talón 3 entorno al centro de gravedad gráfico Cg.

Tal como se mencionó anteriormente, se puede disminuir considerablemente la magnitud de la deformación plástica, que sufre el núcleo del talón 3 cuando el neumático gira en condiciones de carga, consiguiéndose que la deformación que sufre la forma de la parte del talón sea muy pequeña, incluso cuando se disminuye la cantidad de alambre en el núcleo del talón 3. Se puede disminuir en consecuencia la tensión que aparece en la proximidad del extremo 5_{OE} de la defensa de alambre 5 cuando el neumático gira en condiciones de carga, incluso cuando se reduce el peso del neumático a fin de mejorar la resistencia contra fallos de separación.

Cuando los ángulos de inclinación \alpha_{OE} y \alpha_{IE} son menores que 22º, aumenta la deformación que se produce a lo largo de la circunferencia del neumático, en los lados de penetración y expulsión de la parte en contacto con el suelo, cuando el neumático gira en condiciones de carga, por lo que aparece, en la proximidad del extremo 5_{OE} de la defensa de alambre 5, una tensión importante capaz de causar un fallo de separación, mientras que cuando dichos ángulos son mayores que 35º, la zona entre la parte del talón 1 y la parte de la pared lateral 2 tiende a caer en gran medida hacia fuera, en la zona de contacto con el suelo, por lo que aparece también, como en el caso anterior, una tensión importante en la proximidad del extremo 5_{OE} de la defensa de alambre 5 que es capaz de originar un fallo de separación.

Cuando las diferencias entre ángulos de inclinación, (\betao - \alpha_{OE}) y (\beta_{I} - \alpha_{IE}), son menores que 5º, el efecto de disminuir la deformación plástica del núcleo del talón 3 es muy pequeño, mientras que cuando son mayores que 50º, se someten repetidamente las cuerdas de acero 5Co y 5CI de la defensa de alambre 5 a una tensión importante cuando el neumático gira en condiciones de carga, existiendo entonces el peligro de que se rompan las propias cuerdas.

En el caso de un neumático apto para ser utilizado en condiciones de carga moderadas, en las que la magnitud de la deformación plástica del núcleo del talón 3 es relativamente pequeña, como, por ejemplo, un neumático dotado de una o varias defensas de nylon 6, si se opta por utilizar una defensa de alambre 5 en lugar de una defensa de nylon 6, se puede considerar un límite superior de 30º para las diferencias de ángulos de inclinación, (\betao - \alpha_{OE}) y (\beta_{I} - \alpha_{IE}).

El neumático de la Fig. 2 dotado adicionalmente con una defenda de nylon 6 puede adaptarse para que la parte del talón presente una durabilidad mayor a la hora de utilizar el neumático en condiciones de carga más exigentes o que requieran recauchutar repetidamente el neumático. En este caso, lo preferible es hacer coincidir la dirección de inclinación de las cuerdas de la defensa de nylon 6 con la dirección de inclinación de las cuerdas de la defensa de alambre 5 con el fin de reducir eficazmente la tensión que aparece en la proximidad de los extremos 5_{OE} de la defensa de alambre 5 cuando el neumático gira en condiciones de carga.

Dado que la defensa de alambre 5 y la parte próxima a su extremo 5_{OE} sufren casi constantemente una deformación por tensión cuando el neumático gira en condiciones de carga, conviene, a fin de aumentar eficazmente el rendimiento del neumático, que la relación entre el módulo al 100%, M_{100W} (kgf/cm^{2}), del revestimiento de caucho de las cuerdas de la defensa de alambre 5 y el módulo al 100%, M_{100C} (kgf/cm^{2}), del revestimiento de caucho de las cuerdas de la capa de carcasa 4 (la relación M_{100W} / M_{100C}) se encuentre entre 0,6 y 1,0, y preferentemente entre 0,6 y 0,9. Cuando esta relación se encuentra en la gama de valores mencionados, no sólo se reduce la tensión que actúa en la proximidad del extremo 5_{OE} de la defensa de alambre 5, sino también el esfuerzo cortante que aparece entre la defensa de alambre 5 y la parte doblada hacia arriba 4t, por lo que se controla la formación de grietas junto al extremo 5_{OE} e impide la formación de separaciones entre la defensa de alambre 5 y la parte doblada hacia arriba 4t, mejorándose así considerablemente la durabilidad de la parte de talón.

Como una forma de realización distinta de la defensa de alambre 5, puede resultar conveniente utilizar agrupaciones de cuerdas, en las que dos o más cuerdas de acero son contiguas, que se disponen a lo largo de la superficie de la defensa. En este caso, incluso cuando se produce una grieta en el extremo 5_{OE} de una cuerda de acero, la grieta puede crecer por lo pronto únicamente a lo largo de la cuerda y, por consiguiente, se retarda considerablemente la unión de grietas en la dirección circunferencial, prolongándose así pues en gran medida la distancia que puede recorrer el neumático antes de producirse un fallo de separación.

Si bien lo descrito anteriormente se refiere a un neumático sin cámara para autobuses o camiones, que se utiliza con llanta de centro hundido de 15º, también puede aplicarse a un neumático con cámara a utilizar con una llanta de base ancha y plana.

En las Figuras 4 a 8 se ilustran varias formas de realización del neumático según el primer aspecto de la presente invención, mientras que las Figuras 9 y 10 representan dos formas de realización del neumático según el segundo aspecto de la presente invención. En estas figuras se utilizan los mismos números y símbolos que en las Figuras 1 a 3 para señalar las partes equivalentes en las diversas formas de realización.

La parte de talón 1 ilustrada en las Figuras 4 a 8 se ha dotado con dos segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas, 10 y 11, que constituyen una capa reforzadora 5 de la parte de talón, mientras que la parte de talón 1 ilustrada en las Figuras 9 a 10 se ha dotado con tres segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas, 10, 11, 12, que constituyen una capa reforzadora 5 de la parte de talón.

En la capa reforzadora 5 de la parte de talón ilustrada en las Figuras 4 a 8, los dos segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas, 10 y 11, se han dispuesto en las zonas interna y externa de la parte de talón de modo que el núcleo del talón 3 queda en medio, denominándose el segmento de capa de cuerdas de acero cauchutadas 10, que se encuentra principalmente junto a la parte doblada hacia arriba 4t, capa de refuerzo externo y el segmento de capa de cuerdas de acero cauchutadas 11, que se encuentra principalmente junto a la capa de carcasa 4 que da al interior del neumático, capa de refuerzo interno. En la capa reforzadora 5 de la parte del talón ilustrada en las Figuras 9 a 10, se han dispuesto en la parte de talón 1 y del núcleo del talón 3 tres segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas 10, 11 y 12, denominándose el segmento de capa de cuerdas de acero cauchutadas 10, que se encuentra en el lado externo de la parte doblada hacia arriba 4t, capa de refuerzo externo, el segmento de capa de cuerdas de acero cauchutadas 11, que se encuentra en el lado interno de la capa de carcasa 4 que da al interior del neumático, capa de refuerzo interno, y el segmento de capa de cuerdas de acero cauchutadas 12, que rodea el núcleo del talón 3, capa de refuerzo central.

Si bien la capa de refuerzo externo 10, la capa de refuerzo interno 11 y la capa adicional de refuerzo central 12 son independientes, éstas se han dispuesto de forma que son contiguas y parecen formar una sola capa continua que se extiende desde el lado interno de la capa de carcasa 4 del neumático hasta el lado externo de la parte doblada hacia arriba 4t, pasando por el lado externo del núcleo del talón 3. En particular, la capa de refuerzo externo 10, que se encuentra en la zona externa de la parte de talón 1, se extiende hacia fuera de forma que sobrepasa el extremo 4te de la parte doblada hacia arriba y sigue la superficie de la parte doblada hacia arriba de la capa de carcasa 4 en la dirección radial del neumático.

En estas formas de realización, es necesario que los extremos opuestos de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, ilustradas en las Figuras 4-8, y los extremos opuestos de las capas de refuerzo externo, interno y central, 10, 11 y 12, ilustradas en las Figuras 9 y 10, se dispongan en la proximidad del núcleo del talón 3 de forma que son contiguos. Tal como puede apreciarse en las Figuras 4-8, el extremo P de la capa de refuerzo externo 10 es contiguo al extremo Q de la capa de refuerzo interno 11. Esta relación de contigüidad entre los extremos opuestos significa tanto juntar a tope los extremos opuestos como dejarlos ligeramente separados entre sí. Para facilitar la comprensión de esta relación, los extremos opuestos se han ilustrado en las Figuras 4-10 ligeramente separados entre sí.

La posición de aproximación a tope de los extremos opuestos, P y Q, se encuentra en la Fig. 4 junto al núcleo del talón, en el lado interno del neumático, en la Fig. 5, junto al núcleo del talón, en el lado externo del neumático, en la Fig. 6, en la proximidad del núcleo del talón, en el lado externo del neumático, en la Fig. 7, junto al núcleo del talón, en el lado externo del neumático, y en la Fig. 8, junto al núcleo del talón y en el lado externo del neumático.

Según la presente invención, es necesario que las cuerdas de acero de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, que se encuentran en las zonas externa e interna de la parte de talón 1 y en la proximidad de los extremos radialmente externos, 10e y 11e (parte del extremo externo), formen un ángulo de inclinación de 15-30º con respecto a la línea circunferencial del neumático, mientras que las cuerdas de acero dispuestas en la proximidad del extremo radialmente interno de por lo menos una de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, o en por lo menos uno de los extremos opuestos, P, Q, de dichas capas (parte del extremo interno) deben formar un ángulo de inclinación de 35-60º con respecto a la línea circunferencial del neumático. En otras palabras, el ángulo de inclinación de las cuerdas de acero dispuestas en una misma capa es mínimo junto a la parte del extremo radialmente externo, aumenta hacia los extremos opuestos y toma un valor máximo en la proximidad de los extremos opuestos. El término "línea circunferencial del neumático" se utiliza aquí para hacer referencia a una línea circunferencial que pasa por la posición en la que se especifica el ángulo de inclinación.

Dicha distribución del ángulo de inclinación que han de presentar las cuerdas de acero puede obtenerse sometiendo las superficies de los materiales sin curar, que constituyen las capas de refuerzo externo e interno 10 y 11, a una determinado procedimiento de deformación forzada antes de formar un neumático sin curar. Con este propósito, puede coexistir la provisión de la diferencia en ángulos de inclinación requerida a las cuerdas de acero de por lo menos una de las capas de refuerzo 10 y 11, al considerar el rendimiento del neumático, con la provisión de la diferencia en ángulos de inclinación requerida a las dos capas de refuerzo, 10 y 11, al considerar condiciones de servicio muy exigentes.

El ángulo de inclinación que forman las cuerdas de acero en la proximidad de los extremos externos, 10e, 11e, o en la proximidad de los extremos opuestos, P, Q, con respecto a la línea circunferencial del neumático consiste en un ángulo agudo situado entre la tangente de la línea circunferencial y la tangente al eje central de la cuerda en un punto de intersección entre el eje central de la cuerda y la línea circunferencial del neumático.

La estructura mencionada anteriormente con respecto a las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, da lugar a los siguientes efectos.

En primer lugar, cuando el ángulo de inclinación que forman las cuerdas de acero en la proximidad de por lo menos uno de los extremos opuestos, P, Q, con respecto a la línea circunferencial del neumático se incrementa dentro de la gama de 35-60º, la parte de la capa de refuerzo situada alrededor del núcleo del talón 3 es capaz de desarrollar una fuerza de resistencia mayor frente a la rotación r del núcleo del talón 3 entorno al centro de gravedad gráfico Cg de la sección (véase Fig. 13) que puede producirse como consecuencia de la fuerza T que empuja la capa de carcasa 4 hacia fuera.

Esta fuerza de resistencia tiene el efecto de impedir o reducir considerablemente el fenómeno de "asentamiento" del núcleo del talón 3 que se produce inevitablemente en la parte de talón a medida que aumenta la distancia recorrida de un neumático convencional. Por consiguiente, mediante esta eliminación o reducción del fenómeno de "asentamiento" se impide que la parte del talón 1 sufra una deformación plástica importante desde mediados hasta finales del período de servicio del neumático, lo que se consigue disminuyendo la tensión que actúa sobre el extremo radialmente externo 10e de la capa de refuerzo externo 10, lo que implica un aumento considerable en la resistencia frente a fallos de separación. Es más, el término "asentamiento" se refiere a un fenómeno basado en la deformación plástica de los alambres de acero provistos de un revestimiento de caucho muy fino que se han utilizado para fabricar el núcleo del talón 3 que presenta una sección hexagonal y que consiste en un cuerpo de alambre de acero arrollado tal como puede apreciarse en la forma de realización ilustrada. La sección del núcleo del talón 3 puede presentar otras diversas formas poligonales además de la hexagonal.

Cuando el ángulo de inclinación es inferior a los 35º, la fuerza de resistencia frente a la rotación r del núcleo del talón 3 es demasiado pequeña, por lo que no se puede impedir el "asentamiento" con la eficacia requerida, mientras que cuando el ángulo de inclinación es superior a los 60º, resulta que, al estar las cuerdas de acero combadas desde la proximidad de los extremos radialmente externos, 10e y 11e, donde presentan un ángulo de inclinación de 15-30º, hasta la proximidad de los extremos opuestos, P y Q, donde presentan un ángulo de inclinación mayor, el grado de curvatura es demasiado grande, por lo que la parte combada de las cuerdas de acero situada en la zona en contacto con el suelo se somete repetidamente a un esfuerzo de compresión importante, cuando el neumático gira en condiciones de carga, pudiéndose producir finalmente la rotura de una cuerda.

En segundo lugar, cuando el ángulo de inclinación que forman las cuerdas de acero en la proximidad de los extremos externos, 10e, 11e, de las capas de refuerzo externo e interno, 10, 11, con respecto a la línea circunferencial del neumático, es de 15-30º, resulta que disminuye la tensión que se produce, cuando gira el neumático en condiciones de carga, con la deformación de la parte de talón en la dirección radial y a lo largo de la línea circunferencial del neumático, en el lado de penetración y el lado de expulsión de la zona en contacto con el suelo, y que actúa en la proximidad de los extremos radialmente externos, 10e, 11e, de las capas de refuerzo externo e interno, 10, 11. Como consecuencia de ello, se consigue una mejora considerable de la durabilidad de la parte de talón, junto con la mencionada minimización de la deformación plástica de la parte de talón.

Además, los extremos opuestos de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, son contiguos, por lo que se libera la fijación y ligadura de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, cuando el conjunto neumático-rueda se encuentra inflado a una determinada presión de aire y el neumático gira en condiciones de carga, reduciéndose así la tensión que actúa en la proximidad de los extremos radialmente externos, 10e y 11e, de las capas de refuerzo externo e interno 10 y 11. Esto contribuye también en gran parte a la mejora de la durabilidad de la parte de talón. Es decir, estos tres efectos juntos hacen que la durabilidad de la parte de talón sea igual o mayor que la de un neumático convencional de peso pesado, incluso cuando se reduce el número de vueltas del alambre de acero en el núcleo del talón 3 y la cantidad de caucho en la parte de talón, p.ej., reduciendo el refuerzo de caucho 7, a fin de obtener un neumático más ligero. El número 8 corresponde a un revestimiento interno de caucho impermeable al aire que se utiliza en el caso de neumáticos sin cámara.

Cuando los extremos opuestos internos, P, Q, de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, se juntan a tope, aumenta el efecto de restricción de movimiento de las capas 10 y 11 del neumático que gira en condiciones de carga, por lo que se hace más efectiva la supresión del "asentamiento" del núcleo del talón 3. En particular, siempre que la posición de aproximación a tope se encuentra en los alrededores del núcleo del talón 3, puede controlarse el "asentamiento" de forma eficaz.

Las cuerdas de acero de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, pueden presentar las mismas direcciones de inclinación con respecto a la línea radial del neumático. Cuando se utiliza dicho neumático dejando girar el neumático en la dirección de rotación opuesta a la dirección de inclinación de las cuerdas de acero mencionada anteriormente con el fin de crear un par torsor a partir de una dirección constante, se consigue reducir la tensión que actúa sobre los extremos externos, 10e y 11e, de las capas 10 y 11 y, por consiguiente, utilizar la invención de una forma más ventajosa. Esto puede ser útil, por ejemplo, para los neumáticos aptos para camiones de recorrido largo.

Por otra parte, las cuerdas de acero de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, pueden presentar direcciones de inclinación con respecto a la línea radial del neumático que son de sentido opuesto. En este caso, la rigidez de la parte de talón con respecto a la dirección de rotación del neumático es esencialmente la misma, por lo que no tiene sentido indicar una dirección de rotación concreta. Esto puede ser útil para los neumáticos de autobuses urbanos que suelen parar y arrancar con mucha frecuencia.

La Fig. 7 presenta una vista seccional de la parte principal de un conjunto neumático-rueda que se ha obtenido al montar un neumático sin cámara para camiones y autobuses sobre una llanta de centro hundido de 15º (ilustrada únicamente mediante un perfil externo) 20 e inflar el neumático a una presión máxima de aire, mientras que la Fig. 8 presenta una vista seccional de la parte principal de un conjunto neumático-rueda que se ha obtenido al montar un neumático con cámara para camiones y autobuses sobre una llanta de base ancha y plana (ilustrada únicamente mediante un perfil externo) 21 e inflar el neumático a una presión de aire máxima. En estas formas de realización, la posición de los extremos opuestos, P y Q, de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, puede ser la siguiente.

En las formas de realización ilustradas en las Figuras 7 y 8, los extremos opuestos, P y Q, de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, se encuentran en una zona ubicada entre una línea recta L_{1}, que pasa por el centro de gravedad gráfico Cg de la sección del núcleo del talón 3 y es perpendicular al eje de rotación del neumático (no ilustrado), y una línea normal L_{2}, que parte desde un extremo radialmente más externo A de una superficie de la parte de talón 1 que está en contacto con la pestaña, 20F, 21 F, de la llanta, 20, 21, y llega a la capa de carcasa 4 que da al interior del neumático.

Exceptuando el hecho de que las posiciones de los extremos opuestos, P, Q, en la forma de realización de la Fig. 4 se encuentran en una zona más interna que la anterior, estas formas de realización son similares a las de las Figuras 5 y 6, que permiten, en particular, reducir la fuerza restrictiva que actúa sobre la capa de refuerzo externo 10 dispuesta junto al lado externo de la parte de talón y que favorecen, en particular, la capacidad de seguir la deformación que sufre la parte radialmente externa de la capa de refuerzo externo 10 cuando el neumático gira en condiciones de carga, reduciéndose así mejor la tensión que aparece en la proximidad del extremo externo 10e de la capa de refuerzo externo 10 en la dirección radial.

En las formas de realización ilustradas en las Figuras 9 y 10, se ha ensanchado bastante la separación entre los extremos opuestos de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, y se ha dispuesto la capa de refuerzo central 12 en la zona ampliada entre dichos extremos opuestos. Las cuerdas de acero dispuestas junto a los extremos externos, 10e y 11e, de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, que se encuentran junto al lado externo e interno de la parte de talón 1 a la vez que encierran el núcleo del talón 3 situado entre ellas, forman un ángulo de inclinación de 15-30º con respecto a la línea circunferencial del neumático, mientras que las cuerdas de acero dispuestas junto a los extremos internos, P y R, de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, forman un ángulo de inclinación de 35-60º con respecto a la línea circunferencial del neumático, como en el caso de las formas de realización ilustradas en las Figuras 4-8. Por otra parte, las cuerdas de acero de la capa de refuerzo central 12, que rodea el núcleo del talón 3 situado entre las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, presentan un ángulo de inclinación que es mayor que el ángulo de inclinación de las cuerdas de acero en los extremos internos mencionados anteriormente, P y R, (35-60º) pero que no llega a superar los 90º. En estas capas de refuerzo, 10, 11 y 12, las relaciones de posición y las relaciones de contigüidad entre los extremos opuestos P y Q y los extremos opuestos R y S son iguales a las mencionadas anteriormente.

En las formas de realización 9 y 10, no resulta necesario someter las cuerdas de acero de las capas de refuerzo externo, interno y central, 10, 11 y 12, a un procedimiento de deformación, por lo que se podría reducir el número de etapas en la fabricación, pero dado que el número de materiales de las capas es mayor, el número de etapas sigue siendo esencialmente el mismo que el requerido para las formas de realización de las Figuras 4-8. La función y el efecto de las capas de refuerzo externo e interno son los mismos que en el caso de las formas de realización de las Figuras 4-8, pero al ser la fuerza restrictiva, que actúa sobre las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11, menor en las formas de realización de las Figuras 9 y 10, aumenta el grado de libertad en el posicionamiento de los extremos radialmente internos P y R de las capas 10 y 11. Por consiguiente, la subdivisión de la capa de refuerzo de la parte de talón en tres segmentos de capa presenta la ventaja de facilitar la mejora en la durabilidad de la parte de talón.

Las cuerdas de acero de por lo menos dos de las capas de refuerzo externo, interno y central, 10, 11 y 12, pueden disponerse también de forma que presentan la misma dirección de inclinación con respecto a la línea radial del neumático. En este caso, la función, el efecto y la aplicación son como los mencionados anteriormente.

En estas formas de realización, es preferible que las cuerdas de acero, que se encuentran en por lo menos una de las capas de refuerzo externo, interno y central, 10, 11 y 12, preferentemente en la capa de refuerzo externo 10, comprendan una agrupación de cuerdas 10C (11C) que consiste en disponer dos o más cuerdas (dos en la forma de realización ilustrada) contiguas tal como se ilustra en la vista desarrollada de la Fig. 11 (en una dirección de extensión de la superficie de la capa). La Fig. 12 presenta de forma análoga a la Fig. 11 una vista extendida de una forma de disponer las cuerdas de acero en una capa de refuerzo convencional.

En la capa de refuerzo convencional 15, la disposición de las cuerdas de acero 15C es tal que en el extremo 15ae de la capa de cuerdas de acero 15C pueden formarse grietas que se interconectan a lo largo de la línea circunferencial del neumático, tal como puede apreciarse en la Fig. 12. Al poder ocurrir esta interconexión de las grietas, el fallo de separación puede producirse en una etapa relativamente prematura. Por el contrario, en el caso de la agrupación de cuerdas 10C (11C), si, p.ej., el número de extremos es el mismo que el de la capa de refuerzo convencional 15 (p.ej., extremos por cada 5 cm), la distancia entre cuerdas (el espacio entre cuerdas se rellena con un revestimiento de caucho) es entonces aproximadamente 2 veces mayor que en el caso de la capa de refuerzo convencional, a la vez que la rigidez de las cuerdas agrupadas 10C (11C) es también mayor que la de una cuerda simple, por lo que las grietas crecen en la dirección longitudinal de la agrupación de cuerdas 10C (11C), tal como se ilustra en la Fig. 11, y en consecuencia es muy difícil que se interconecten las grietas como en el caso ilustrado en la Fig. 12, lo que dificulta la aparición de fallos de separación. Se deduce, por consiguiente, que resulta muy ventajoso utilizar una agrupación de cuerdas 10C (11C) en la presente invención.

Además, es preferible que el módulo al 100% del revestimiento de caucho de las cuerdas de acero de la capa de refuerzo externo 10 dispuesta junto al lado externo de la parte de talón 1 (puede incluir en la disposición considerada la capa de refuerzo central 12), entre las capas de refuerzo externo, interno y central, 10, 11 y 12, sea menor que el del revestimiento de caucho de la capa de carcasa 4. Al ser la deformación que sufre la parte de talón 1, cuando el neumático gira en condiciones de carga, esencialmente una deformación constante, resulta que asignando el módulo al 100% mencionado anteriormente a por lo menos la capa de refuerzo externo 10, se consigue reducir la tensión y, por consiguiente, controlar la formación de grietas junto al extremo 10e de la capa de refuerzo externo 10, siendo esta capa la que más fácilmente presenta grietas de entre las capas de refuerzo mencionadas anteriormente, contribuyéndose también de esta forma a una mejora en la durabilidad de la parte de talón.

También puede resultar muy eficaz incluir adicionalmente una capa de cuerdas de fibra orgánica 6, tal como se ilustra con trazo punteado en la Fig. 5, a fin de recubrir las superficies externas de las capas de refuerzo externo e interno, 10 y 11. En particular, lo óptimo consiste en disponer la capa 6 de forma que ésta se extienda hacia arriba y sobrepase el extremo radialmente externo 10e de la capa de refuerzo externo 10. Esto se recomienda tanto para los neumáticos que han de utilizarse en condiciones muy exigentes en cuanto a la parte de talón 1 (carga y velocidad) como para los neumáticos que tienen que recauchutarse varias veces. Además, el cinturón que refuerza la parte de rodadura por la periferia exterior de la capa de carcasa 4 consta de dos o más capas de cuerdas de acero entrecruzadas.

Los ejemplos siguientes se presentan únicamente para ilustrar la invención y no han de considerarse como limitaciones de la presente invención.

Se proporcionan diez neumáticos para camiones y autobuses que presentan un tamaño de neumático de 11/70R22.5 y una estructura de la parte de talón como la ilustrada en las Figuras 4, 5, 7 ó 9, comprendiendo los ejemplos 1-10 una carcasa 4, que consiste en una sola capa de cuerdas metálicas cauchutadas, y un cinturón compuesto de cuatro capas de cuerdas de acero entrecruzadas. Como núcleo de talón 3 se utiliza uno del tipo ilustrado en dichas figuras y que se denomina núcleo de talón hexagonal, comprendiendo dicho núcleo alambre de acero del calibre nº 15 que se ha arrollado reduciendo el número de vueltas del alambre de las 72 vueltas convencionales a 65 vueltas. Por consiguiente, ya sólo con el uso de este núcleo de talón 3, se reduce el peso del neumático en aproximadamente 0,4 kg. Además, al reducir también en 0,3 kg el peso del refuerzo 7, se ha reducido el peso total del neumático en aproximadamente 0,7 kg en comparación con el de un neumático convencional.

En el caso de los neumáticos de los ejemplos 1-9, se han dispuesto, según las Figuras 4,5 y 7, una capa de refuerzo externo 10 y una capa de refuerzo interno 11 como capa reforzadora de la parte del talón, mientras que en el caso del neumático del ejemplo 10, se han dispuesto, según la Fig. 9, una capa de refuerzo externo 10, una capa de refuerzo interno 11 y una capa de refuerzo central 12 como capa reforzadora de la parte del talón. En la Tabla 1 se indican los ángulos de inclinación que forman las cuerdas de acero en la proximidad de los extremos externos 10e y 11e de las capas de refuerzo 10 y 11 y en la proximidad de los extremos opuestos P, R y Q, S de las capas de refuerzo 10, 11 y 12 con respecto a la línea circunferencial del neumático, junto con la dirección de inclinación de las cuerdas vista desde un lado del neumático y representada mediante los símbolos R y L, siendo R el símbolo correspondiente a la dirección de arriba hacia la derecha y L el correspondiente a la dirección de arriba hacia la izquierda.

En el ejemplo comparativo 1, que corresponde al neumático descrito en la patente JP-A-59-216709, se utiliza el mismo núcleo de talón 3 ligero como el del ejemplo 1 y las dos capas de cuerdas de acero, 15a y 15b, ilustradas en la Fig. 13, se utilizan como capa reforzadora de la parte de talón. Las posiciones de los extremos externos, 15ae y 15be, de estas capas son las mismas que en el ejemplo 1.

Los neumáticos de los ejemplos 1-10 y del ejemplo comparativo 1 se montan sobre una llanta de 7,50x22,5, que consiste en una llanta autorizada y definida en la norma JATMA (1997), se inflan a una presión de aire máxima de 8,5 kgf/cm^{2} y, a continuación, se montan sobre un tambor de 1,7 m de diámetro, que gira a una velocidad de 60 km/h, con el fin de realizar una prueba de evaluación de la durabilidad de la parte del talón considerando condiciones de carga de 5000 kg (en la norma citada anteriormente, la capacidad de carga máxima correspondiente a un montaje de un sólo neumático es de 2725 kg y la correspondiente a un montaje de dos neumáticos, 2500 kg). La evaluación se realiza midiendo la distancia recorrida hasta producirse un fallo de separación en la parte del talón, indicándose el resultado mediante un índice al que se asigna el valor de 100 en el caso del ejemplo 1 comparativo. Cuanto mayor es el valor del índice obtenido, tanto mejor es la durabilidad de la parte de talón. Los resultados obtenidos en esta prueba se indican asimismo en la Tabla 1.

Tal como puede apreciarse en la Tabla 1, incluso con el neumático del ejemplo 1, que presenta una distribución en el ángulo de inclinación que es similar a la del ejemplo comparativo, se consigue una mejora en la durabilidad de la parte del talón de aproximadamente el 5% y con los neumáticos de los ejemplos restantes se constata que la durabilidad de la parte del talón aumenta considerablemente a medida que la distribución del ángulo de inclinación se distingue de la del ejemplo comparativo.

Tal como se mencionó anteriormente, se proporciona, según la presente invención, un neumático radial resistente que es ligero y que es capaz de desarrollar una durabilidad de la parte del talón igual o mayor que la de un neumático convencional pesado, incluso cuando se reduce el peso de la parte del talón reduciendo el volumen (peso) del núcleo del talón, sean cuales sean las proporciones dimensionales.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

1

Claims (11)

1. Neumático radial resistente que comprende una carcasa (4) compuesta de una o varias capas de cuerdas cauchutadas que se extienden entre un par de núcleos de talón (3) embutidos en una parte de talón (1), comprendiendo dichas capas cuerdas dispuestas a lo largo de un plano que incluye un centro de rotación axil del neumático, rodeando por lo menos una de dichas capas el núcleo del talón desde la parte interna del neumático hasta la parte externa del neumático formando así una parte doblada hacia arriba (4t), y una capa reforzadora (5) de la parte de talón, consistiendo dicha capa reforzadora en segmentos independientes y separados (10, 11) de capa de cuerdas de acero cauchutadas que recubren la capa de carcasa, inclusive la parte doblada hacia arriba (4t) en la parte del talón, habiéndose dispuesto los dos segmentos independientes (10, 11) de capa de cuerdas de acero cauchutadas, que constituyen la capa reforzadora (5) de la parte de talón, en las zonas externa e interna de la parte de talón de forma que el núcleo del talón (3) queda entre dichos dos segmentos, extendiéndose el extremo externo (10e) del segmento independiente y externo de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10), que se encuentra junto a la zona radialmente externa de la parte de talón (1), hacia arriba de forma que sobrepasa el extremo (4te) de la parte doblada hacia arriba (4t) de la capa de carcasa, habiéndose dispuesto los extremos opuestos y radialmente internos (P, Q) de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11) de forma que son contiguos en la proximidad del núcleo del talón (3), caracterizándose el neumático radial porque el ángulo de inclinación que forman las cuerdas de acero de los dos segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11), que se han dispuesto junto a las zonas externa e interna de la parte de talón de forma que el núcleo del talón se encuentra situado entre ellos, con respecto a la línea circunferencial del neumático es de 15-30º en la parte de los extremos radialmente externos (10e, 11e) de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11), mientras que el ángulo de inclinación que forman las cuerdas de acero en la parte de los extremos radialmente internos es de 35-60º en por lo menos uno de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11).

2. Neumático radial según la reivindicación 1, caracterizado porque los extremos opuestos (P, Q) de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11), que forman la capa reforzadora (5) de la parte de talón, se juntan a tope.

3. Neumático radial según la reivindicación 2, caracterizado porque la posición de aproximación a tope de los extremos opuestos se encuentra en los alrededores del núcleo del talón (3).

4. Neumático radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las cuerdas de acero de los dos segmentos de capa (10, 11), que se encuentran en las zonas externa e interna de la parte de talón (1), se disponen de forma que presentan la misma dirección de inclinación con respecto a la línea radial del neumático.

5. Neumático radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las cuerdas de acero de los dos segmentos de capa (10, 11) se disponen de forma que presentan direcciones de inclinación opuestas con respecto a la línea radial del neumático.

6. Neumático radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, en el caso de utilizar el neumático con una llanta de centro hundido (20) de 15º o con una llanta de base ancha y plana (21), la posición de aproximación de los extremos opuestos (P, Q) de los dos segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11), que forman la capa reforzadora (5) de la parte de talón, se encuentra entre una línea recta (L_{1}), que pasa por el centro de gravedad gráfico (Cg) de la sección del núcleo del talón (3) y que es perpendicular al eje de rotación del neumático, y una línea normal (L_{2}), que parte de un extremo radialmente más externo (A) de la superficie de la parte de talón (1), que está en contacto con el borde (20F, 21F) de la llanta (20, 21), y se dirige hacia el lado de la capa de carcasa (4) que da al interior del neumático.

7. Neumático radial resistente que comprende una carcasa (4) compuesta de una o varias capas de cuerdas cauchutadas que se extienden entre un par de núcleos de talón (3) embutidos en una parte de talón (1), comprendiendo dichas capas cuerdas dispuestas a lo largo de un plano que incluye un centro de rotación axil del neumático, rodeando por lo menos una de dichas capas el núcleo del talón desde la parte interna del neumático hasta la parte externa del neumático formando así una parte doblada hacia arriba (4t), y una capa reforzadora (5) de la parte de talón, consistiendo dicha capa reforzadora en segmentos independientes y separados de capa de cuerdas de acero cauchutadas que recubren la capa de carcasa, inclusive la parte doblada hacia arriba (4t) en la parte de talón, comprendiendo dicha capa reforzadora (5) de la parte de talón un segmento de capa de refuerzo interno (11) dispuesto junto al lado interno de la capa de carcasa que da al interior del neumático y un segmento de capa de refuerzo externo (10) dispuesto junto al lado externo de la parte doblada hacia arriba (4t) de la capa de carcasa, extendiéndose el extremo radialmente externo (10e) del segmento de capa de refuerzo externo (10) hasta un punto situado por encima del extremo (4te) de la parte doblada hacia arriba (4t) de la capa de carcasa, habiéndose dispuesto los extremos opuestos (P, Q, R, S) de los segmentos de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11, 12) de forma que son contiguos en la proximidad del núcleo del talón (3), caracterizándose el neumático radial porque dicha capa de refuerzo (5) de la parte de talón consta de tres segmentos independientes de capa de cuerdas de acero cauchutadas (10, 11, 12), incluyéndose un segmento de capa de refuerzo central (12) dispuesto entre el segmento de capa de refuerzo interno (11) y el segmento de capa de refuerzo externo (10) de forma que rodea el núcleo del talón (3), y porque el ángulo de inclinación que forman las cuerdas de acero de la capa reforzadora (5) de la parte de talón con respecto a la línea circunferencial del neumático es de 15-30º junto a la parte del extremo radialmente externo de los segmentos de capa de refuerzo externo e interno (10, 11), mientras que junto a la parte del extremo interno de dichos segmentos es de 35-60º, siendo el ángulo de inclinación de las cuerdas de acero en el segmento de capa de refuerzo central (12) mayor que el ángulo de inclinación de las cuerdas de acero junto a la parte del extremo radialmente interno de los segmentos de capa de refuerzo externo e interno (10, 11).

8. Neumático radial según la reivindicación 7, caracterizado porque las cuerdas de acero de por lo menos dos de los tres segmentos de capa de refuerzo (10, 11, 12), que constituyen la capa reforzadora (5) de la parte de talón, se disponen en la misma dirección de inclinación con respecto a la línea radial del neumático.

9. Neumático radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque como cuerda de acero en por lo menos uno de los segmentos de capa de refuerzo, que constituyen la capa reforzadora (5) de la parte de talón, se utiliza una agrupación de dos o más cuerdas de acero contiguas.

10. Neumático radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el recubrimiento de caucho de las cuerdas de acero de un segmento de capa, que se encuentra por lo menos junto a la zona externa de la parte de talón, presenta un módulo al 100% menor que el del revestimiento de caucho de las cuerdas de la capa de carcasa (4).

11. Neumático radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende por lo menos una capa de cuerdas de fibra orgánica (6) dispuesta de forma que recubre la superficie externa de la capa reforzadora (5) de la parte de talón.