ES2220137T3 - Cubiertas flexibles utilizables de forma no neumatica. - Google Patents
Cubiertas flexibles utilizables de forma no neumatica.Info
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Abstract
Cubierta flexible que tiene un eje de rotación y que comprende, esencialmente, una banda de rodadura (11, 21) montada en una estructura portante (11I, 11E) flexible situada radialmente al interior de la citada banda de rodadura y que delimita, al menos parcialmente, una cavidad interna de revolución, comprendiendo la citada estructura portante: - una zona de fijación (110, 210) radialmente en el lado del eje de rotación, para la inmovilización de la citada estructura portante en medios de unión a un cubo, estando dispuesta la citada zona de fijación entre los límites laterales de la citada estructura portante, estando destinada la citada zona de fijación a entrar en contacto con los citados medios de unión a un cubo, estando concebidos los citados medios de unión a un cubo para formar un conjunto rígido. - una pluralidad de elementos de soporte (12, 22), que se extienden, esencialmente, transversalmente, dispuestos entre la zona de fijación y la banda de rodadura, estando los citados elementos de soporte yuxtapuestos circunferencialmente y repartidos alrededor de la circunferencia, estando los elementos de soporte empotrados en la citada zona de fijación, comprendiendo cada elemento de soporte un haz de piezas de base flexibles (13, 23) superpuestas, - una estructura de interconexión (165) entre los elementos de soporte.
Description
Cubiertas flexibles utilizables de forma no
neumática.
La presente invención se refiere a las ruedas de
vehículos de cualquier tipo y de modo más particular, a las
cubiertas concebidas para ser capaces de soportar una carga sin
presión de hinchado, denominadas cubiertas no neumáticas.
Se sabe que el neumático de caucho reforzado e
hinchado a una presión de servicio se ha hecho de uso habitual,
dadas sus grandes cualidades de confort y de robustez. Éste ha sido
adaptado con éxito a aplicaciones tan diferentes como los vehículos
de turismo, las máquinas de ingeniería civil, los aviones, las
motocicletas, las máquinas agrícolas, los vehículos de gran
tonelaje de transporte, etc. La presión de hinchado permite
soportar una carga y repartirla en el suelo.
Aunque la fiabilidad de un neumático haya llegado
a ser muy alta, se sabe que el riesgo de un pinchazo no está
totalmente eliminado. El problema es que, en caso de pérdida de
presión de hinchado, o incluso, de modo más insidioso, en caso de
disminución sustancial de la presión de hinchado, el neumático no
está en situación de efectuar en buenas condiciones el servicio
para el cual está concebido. Por esto hay una multitud de
proposiciones de cubiertas no neumáticas (véase, por ejemplo, la
patente US 5.050.656), cuyo objeto es suprimir la principal causa de
fallo de los neumáticos (pinchazo), pero que no se imponen dejar de
poder ofrecer un nivel suficiente de confort y/o de resistencia a
la fatiga y/o de aptitud para soportar cargas pesadas. Por esto
existen, igualmente, numerosas proposiciones tendentes a
proporcionar a los neumáticos una mayor aptitud para rodar
provisionalmente sin presión de hinchado, como, por ejemplo, la de
la patente US 5.35.800. Puede citarse, igualmente, la patente FR
374 345 correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1.
La proposición citada anteriormente tiene, sin
embargo, el inconveniente de que es complicado, o incluso
imposible, dimensionar un neumático cuyos costados permanezcan
flexibles y puedan soportar sin daño subir bruscamente un neumático
sobre una acera. En efecto, en caso de una solicitación muy fuerte,
los elementos de refuerzo incorporados en los costados corren el
riesgo combarse hasta el punto de que su extremo radialmente
exterior llegue a su base radialmente interior. En este caso, si
estos elementos son suficientemente pinzados localmente de modo que
se alcancen radios de curvatura muy pequeños, se rebasará su límite
de rotura o su límite elástico, según los materiales utilizados. El
objeto propuesto no presenta, por tanto, una seguridad suficiente,
puesto que la probabilidad de que éste se destruya (o peor todavía,
se degrade localmente de modo peligroso, pero no visible
inmediatamente) por solicitaciones realmente extremas, pero no
anormales (un choque contra el borde de una acera) es grande. Por
otra parte, un neumático habitual, incluso muy deshinchado, soporta
mucho mejor estas solicitaciones gracias a sus costados muy
flexibles, incapaces de soportar la carga por sí mismos.
El estado de la técnica, por las dudas entre las
soluciones radicales (cubierta no neumática) y las soluciones que
proporcionan a los neumáticos una aptitud limitada para rodar sin
presión, muestra que el problema del posible fallo de los neumáticos
es extremadamente difícil de resolver.
Además, incluso sin abordar el problema del
fallo, un neumático tal como éste está concebido actualmente,
presenta otros inconvenientes a los que se está habituado desde
hace mucho tiempo. Puede recordarse que un talón está concebido para
que el neumático pueda montarse y desmontarse de la llanta, pudiendo
al mismo tiempo transmitir los esfuerzos de servicio entre el
neumático y la llanta por un apriete suficiente del neumático sobre
la llanta. Esto exige una puesta a punto bastante delicada. Esto
conduce a la construcción bastante maciza y rigidificada que se
conoce. Pero si se razona en servicio prestado al usuario, hay un
verdadero desperdicio de material, porque la utilización de una
parte de éste se explica solamente para asegurar la montabilidad y
la desmontabilidad del neumático.
Se sabe, también, que el compromiso entre confort
(tanto mayor cuanto más flexibles sean los costados) y el
comportamiento (guiado preciso, lo que conduce a rigidificar los
costados y/o a desarrollar tamaños cada vez menores para los
neumáticos de vehículos de turismo), es muy difícil de regular. Se
conoce, también, la gran propensión de los neumáticos de un
vehículo de turismo a tenderse debajo de la rueda delantera al
exterior del viraje en caso de aceleración transversal importante.
En este caso, el neumático trabaja bastante mal, dejando partir
demasiado al interior la banda de rodadura y apoyándose sobre la
carretera por el hombro del neumático.
El objetivo de la presente invención es proponer
una cubierta que pueda utilizarse verdaderamente sin presión de
hinchado, y que, a imagen del neumático, sea capaz de soportar una
carga importante, proporcionando al mismo tiempo un buen confort.
Se trata de proponer una solución alternativa al neumático. No se
trata de conferir simplemente a un neumático aptitudes temporales
para rodar con el neumático en condición de deshinchado.
La invención propone una cubierta flexible que
tiene un eje de rotación y que comprende, esencialmente, una banda
de rodadura montada en una estructura portante flexible situada
radialmente al interior de la citada banda de rodadura y que
delimita, al menos parcialmente, una cavidad interna de revolución,
comprendiendo la citada estructura portante:
\rightarrow una zona de fijación radialmente en
el lado del eje de rotación, para la inmovilización de la citada
estructura portante en medios de unión a un cubo, estando dispuesta
la citada zona de fijación entre los límites laterales de la citada
estructura portante, estando destinada la citada zona de fijación a
entrar en contacto con medios de unión a un cubo, formando los
citados medios de unión a un cubo un conjunto rígido.
\rightarrow una pluralidad de elementos de
soporte, que, esencialmente, se extienden transversalmente,
dispuestos entre la zona de fijación y la banda de rodadura,
estando los citados elementos de soporte yuxtapuestos
circunferencialmente y estando repartidos alrededor de la
circunferencia, estando los elementos de soporte empotrados en la
citada zona de fijación, comprendiendo cada elemento de soporte un
haz de piezas de base flexibles superpuestas, separadas por una
capa de elastómero adherente a cada una de las piezas de base de
modo que forman una viga apta para ser solicitada a flexión,
\rightarrow una estructura de interconexión
entre los elementos de soporte, dispuesta de modo que una parte de
una solicitación radial de un elemento de soporte se traslada a los
elementos de soporte adyacentes circunferencialmente, permitiendo al
mismo tiempo diferencias de desplazamiento entre elementos de
soporte adyacentes.
La aptitud para soportar una carga, en la
cubierta propuesta, proviene, esencialmente, de los elementos de
soporte. Los elementos de soporte, repartidos circunferencialmente,
intervienen sucesivamente para contribuir a la absorción de la carga
cuando la cubierta rueda. Preferentemente, estos intervienen varios
a la vez en el área de contacto. Los elementos de soporte están
orientados transversalmente, y son solicitados, esencialmente, a
flexión para aportar su contribución individual a la absorción de
la carga (es decir, los esfuerzos denominados en "Z"). Se
introduce aquí la solicitación a flexión, pero el lector
comprenderá en lo que sigue que esta solicitación no es exclusiva
de otras solicitaciones.
En cuanto a la constitución de cada elemento de
soporte, se verá en lo que sigue que estos comprenden un haz de
piezas de base flexibles que tienen el aspecto de una cinta,
superpuestas radialmente, y separadas por una capa de elastómero
adherente sobre cada una de las piezas de base. La viga que estos
forman así, es apta para ser solicitada a flexión en un plano
radial. Este aspecto de la constitución de los elementos de soporte
no es, sine embargo, limitativo, especialmente si se observa que
estos elementos de soporte deben acomodarse, igualmente, a otras
deformaciones en la medida en que estos no se deforman todos de modo
idéntico simultáneamente, como se verá mejor en lo que sigue de la
descripción. Al indicar que los medios de unión a un cubo deben
formar un conjunto rígido, se quiere indicar que la totalidad de la
flexión entre el suelo y el eje de rotación proviene de la
deformación de la cubierta flexible de la invención, y no de la
llanta o de la rueda o del dispositivo cualquiera que haga las veces
de medio de unión a un cubo, a la manera de los neumáticos
corrientes actualmente con respecto a sus ruedas.
La invención se explica más en detalle por la
descripción de tres ejemplos de realización, no limitativos,
ilustrados en las figuras, en los cuales:
la figura 1 muestra una sección radial de un
primer modo de realización de una cubierta de acuerdo con la
invención, que tiene una banda de rodadura de aspecto abombado,
semejante a los neumáticos concebidos para funcionar aceptando
ángulos de carrocería importantes,
la figura 2 es un agrandamiento de la parte
rodeada por el círculo A en la figura 1,
la figura 3 muestra la misma cubierta deformada a
un nivel de flecha intermedio,
la figura 4 es una sección según
IV-IV en la figura 1,
la figura 5 es una sección según
V-V en la figura 1,
la figura 6 muestra una sección radial de un
segundo modo de realización de una cubierta de acuerdo con la
invención, que tiene una banda de rodadura de aspecto bastante
plano, habitual en los neumáticos concebidos para funcionar con
ángulos de carrocería nulos o muy pequeños,
la figura 7 muestra la cubierta de la figura 6,
deformada a un nivel de flecha intermedio,
la figura 8 muestra una sección radial de un
tercer modo de realización de una cubierta de acuerdo con la
invención, que tiene, así, una banda de rodadura de aspecto
bastante plano, habitual en los neumáticos concebidos para funcionar
con ángulos de carrocería nulos o muy pequeños,
la figura 9 muestra la cubierta de la figura 8,
montada en una llanta diferente,
la figura 10 es una perspectiva en despiece
parcial y esquemática, que muestra, esencialmente, la estructura de
la cubierta de acuerdo con el segundo o el tercer modo de
realización de la invención, sin carga y en estado libre de toda
tensión,
la figura 11 es una perspectiva en despiece
parcial y esquemática, que muestra, esencialmente, la deformación
bajo carga de la estructura de la cubierta de acuerdo con el
segundo o el tercer modo de realización de la invención.
En la figura 1 se ve una cubierta que comprende
una banda de rodadura 11 cuyo perfil tiene un aspecto general
curvo. La pared de la cubierta comprende, esencialmente, dos partes
denominadas "partes primera y segunda de estructura 11I y 11E".
Estas partes primera y segunda están superpuestas radialmente y
forman dos muelles que actúan en serie y están dispuestas,
respectivamente, radialmente al interior y radialmente al exterior.
Una característica de este primer modo de realización es la seudo
charnela que separa las partes primera 11I y segunda 11E de
estructura, que constituye una zona de menor resistencia a la
flexión. Esta zona de la cubierta, por su constitución, no se opone
o se opone bastante poco, al plegado, es decir a la rotación
relativa de las partes terminales de la primera parte de estructura
radialmente interior y de la segunda parte de estructura
radialmente exterior. Los extremos de cada una de las partes primera
y segunda de estructura portante están situados, sensiblemente, en
los extremos laterales de la estructura portante. Los elementos de
soporte están constituidos por elementos laminados 12. Cada
elemento de soporte de la primera parte de estructura portante va
de un extremo lateral al otro extremo lateral. El perfil de la
superficie radialmente exterior recuerda al de los neumáticos de
motocicletas.
Los elementos laminados 12 son capaces de
soportar momentos de flexión, en mucha mayor medida que los cables -
incluso metálicos - empleados habitualmente para reforzar los
neumáticos. Los elementos laminados 12 comprenden un apilamiento de
lamas 13 flexibles superpuestas y separadas por una capa de caucho
15 (véase la figura 2). Se propone utilizar caucho como elastómero
en todos los ejemplos, pero esto, naturalmente, no es limitativo. La
absorción de una carga hace trabajar cada una de las lamas 13 a
flexión, y el caucho de cada capa 15 a cizallamiento. El espesor de
cada capa 15 (que, además, puede variar), el espesor de cada lama 13
(que, también, puede variar), el número de lamas, el módulo de
elasticidad del material empleado, y la disposición de las lamas,
son otros tantos parámetros que permiten ajustar las propiedades de
la cubierta (lo que significa ajustar la curva que da fuerza
responsable de la aptitud de la cubierta para soportar una carga en
función del aplastamiento de la cubierta, designada,
corrientemente, por la expresión "curva
carga-flecha").
Las lamas están constituidas, esencialmente, por
ejemplo, por una matriz de resina termoendurecible o termoplástica,
reforzada por fibras dispuestas mayoritariamente en dirección
longitudinal en cada lama, es decir, paralelamente a un plano
meridiano de la cubierta (es decir, un plano que contiene el eje de
la cubierta). Fibras de vidrio dan buenos resultados, pero podrían
utilizarse fibras de otra naturaleza según la ventaja aportada por
sus características. Pueden imaginarse numerosas variantes de
realización de las lamas. Por ejemplo, como se ve en la figura 2,
cada lama está constituida por la superposición de cintas 14
pegadas una a otra.
Las cintas pueden ser pegadas, por ejemplo, en el
propio lugar, es decir, en la cubierta en curso de fabricación.
Esta es una solución entre otras para realizar lamas sin precarga
o, al menos, con una precarga despreciable cuando éstas son
implantadas en la cubierta con la curvatura deseada, tal como está
dibujado en la figura 1. La ventaja que hay en partir de cintas
delgadas es que, a partir de una forma de fabricación cualquiera de
las citadas cintas, éstas pueden adaptarse fácilmente a una forma
final cualquiera, siendo la forma final la prevista para una lama.
Las cintas pueden pegarse entre sí, por ejemplo, por medio de una
capa fina de elastómero, o por medio de una resina, haciendo en
este último caso las lamas más monolíticas.
La invención se extiende, así, a un procedimiento
de fabricación de una cubierta flexible que tiene un eje de rotación
y que comprende una estructura portante que tiene un plano medio
perpendicular al eje de rotación y que delimita una cavidad interna
de revolución, comprendiendo la estructura portante una pluralidad
de elementos de soporte repartidos por todo alrededor de la
circunferencia, estando dispuesto cada elemento de soporte,
sensiblemente, en dirección transversal, siendo cada elemento de
soporte un elemento laminado que comprende un apilamiento de lamas
flexibles superpuestas radialmente, procedimiento en el cual se
disponen sobre un soporte no destructible los constituyentes
requeridos para obtener la cubierta, comprendiendo el citado
procedimiento, especialmente, las etapas siguientes:
\rightarrow colocación en el soporte de un
tramo de cinta
\rightarrow curvado del tramo para hacer que
éste se adapte a la forma del soporte
\rightarrow inmovilización de los extremos del
tramo,
\rightarrow repetición de las etapas
precedentes hasta obtener el apilamiento deseado.
En este primer modo de realización, en un
elemento laminado 12, considerando la longitud de las lamas en
abscisa curvilínea, al desplazarse a lo largo de una lama, según
una orientación que va de un extremo lateral hacia el otro extremo
lateral, la citada longitud de cada una de las lamas 13 decrece, al
desplazarse dentro del espesor del elemento laminado, desde la
cavidad hacia el exterior. Esto es lo que aparece en las figuras 1
y 3. Explotando esta disposición, pueden ajustarse las
características de flexibilidad de la cubierta adaptando el
apilamiento al momento de flexión que hay que soportar localmente y
adaptando el apilamiento a las flechas que se desean obtener.
Preferentemente, cada elemento laminado, al
menos, en la parte de estructura portante radialmente exterior, es
simétrico y está centrado axialmente. Finalmente, obsérvese que,
preferentemente, la zona de fijación 110 es monobloque, como se ve
en las figuras 1 y 3. Se entiende por esto, que esta parte,
destinada a ser fijada a una llanta (o al medio de unión a un cubo
que haga sus veces), no presenta estructura laminada. Por ejemplo,
ésta comprende solamente una matriz de resina y fibras de refuerzo,
naturalmente, de modo preferente, con los mismos materiales
constitutivos que las lamas, y no comprende caucho. Esta zona de
fijación asegura un empotramiento del soporte.
Después de haber descrito los aspectos
principales de la arquitectura de la cubierta vista en sección
meridiana, se examinará la arquitectura vista en corte
circunferencial. Para esto se remite al lector a las figuras 4 y 5.
Preferentemente, también, en un elemento laminado, considerando que
la anchura "l" es la dimensión de las lamas, al desplazarse a
lo largo de una lama según una orientación circunferencial, la
anchura l de las lamas es constante (véanse las figuras 4 y 5, así
como las figuras 10 y 11, porque el lector habrá comprendido que
este aspecto, como otros muchos descritos, es igualmente cierto
para los otros modos de realización). Puede ser más simple, en
efecto, fabricar lamas de la misma anchura. Naturalmente, como se
ve comparando las figuras 4 y 5, puesto que la anchura l de las
lamas 13 es constante, el espacio entre elementos laminados 12 es
menor en la parte de estructura portante radialmente interior 11I
que en la parte de estructura portante radialmente exterior 11E.
Por otra parte, y siempre de modo preferente, la
anchura "l_{s}" de los elementos de soporte (considerados
circunferencialmente) es tal que el número de elementos de soporte
en toda la circunferencia es, al menos, 80. Esto es, sensiblemente,
lo que está dibujado en las figuras 10 y 11. Esto hace la cubierta
suficientemente uniforme, aunque la estructura portante así
realizada no pueda ser considerada como homogénea
circunferencialmente, por ejemplo, para su modelación. Una
estructura portante de este tipo presenta una simetría cíclica,
según la terminología clásica. Para mejorar todavía la uniformidad,
puede aumentarse el número de elementos de soporte, y disminuir
concomitantemente su anchura l_{s} en la circunferencia. La
cubierta de acuerdo con la invención es, entonces, ventajosamente,
tal que, considerando que la anchura "l_{s}" es la dimensión
de los elementos de soporte al desplazarse circunferencialmente, la
anchura l_{s} es tal que el número de elementos de soporte en toda
la circunferencia es, al menos, del orden de 200.
En la parte de estructura portante radialmente
exterior, la estructura de interconexión propuesta comprende
refuerzos circunferenciales, al menos, debajo de la banda de
rodadura. Estos son, por ejemplo, hilos circunferenciales 16, que se
perciben, especialmente, en las figuras 1 y 4. Estos hilos aseguran
la estabilidad de las dimensiones de la cubierta en centrifugación.
Además, estos hilos circunferenciales 16 ayudan a repartir la carga
de un elemento de soporte (elemento laminado 12) sobre el elemento
o los elementos de soporte adyacentes. Si se imagina, especialmente,
lo que pasa si un elemento se soporte sube sobre un obstáculo
puntual, éste va a tener tendencia a esquivarse porque la carga
tiene a aplicarse solamente sobre este elemento laminado en lugar
de ser repartida sobre varios elementos laminados. En cuanto el
elemento laminado sobrecargado flexiona más que sus contiguos, los
hilos circunferenciales 16 tiran de los elementos de soporte
contiguos, trasladando, así, una parte de la carga. Esto va
acompañado de un cierto alabeo de los elementos de soporte. La
construcción de los elementos de soporte es tal que ésta les permite
un cierto grado de alabeo. La realización propuesta, en elementos
laminados 12 que comprenden piezas de piezas de base (aquí lamas
13) superpuestas radialmente y separadas por una capa de caucho 15,
es compatible con el grado de alabeo deseable. Pero, naturalmente,
pueden preverse otras realizaciones. La cubierta es, así, capaz de
"absorber" un obstáculo puntual como una piedra en la calzada.
Además, los hilos circunferenciales 16 ayudan al paso del par
repartiendo la solicitación sobre el conjunto de los elementos
laminados 12 de toda la circunferencia de la cubierta.
Además, la estructura de interconexión propuesta
comprende, también, una matriz de caucho 165 que separa las lamas
circunferencialmente (véase la figura 4). Obsérvese, de paso, que
la citada estructura de interconexión podría comprender solamente
caucho que asegurase una unión entre elementos de soporte, por
ejemplo, para aplicaciones de la invención a cubiertas
moderadamente solicitadas. En el ejemplo descrito, el caucho llena
completamente el espacio entre dos elementos laminados adyacentes.
Por otra parte, una capa de caucho recubre completamente los
refuerzos estructurales de la cubierta, creando, así, una piel
exterior continua a imagen de los neumáticos habituales.
Naturalmente, pueden desarrollarse otras variantes, por ejemplo,
desprovistas de caucho o con mucho menos caucho radialmente al
interior de los hilos circunferenciales 16. Esto puede considerarse
ventajoso para alcanzar un nivel más pequeño de resistencia al
avance.
En la presente solicitud, se utiliza el término
"hilo" en un sentido bastante genérico, entendiéndose que se
supone que el citado hilo presenta características suficientes para
trasladar una parte de la solicitación radial a los elementos de
soporte adyacentes y para transmitir la carga más allá del área de
contacto. Pueden utilizarse hilos de un solo filamento, de varios
filamentos, o ensamblajes como cables o, también, cualquier
estructura equivalente, y esto, cualesquiera que sean el material o
los materiales de estos hilos, sus módulos, y cualquiera que sea el
tratamiento de estos hilos, por ejemplo, tratamiento de superficie,
o de revestimiento o preencolado para favorecer la adhesión al
caucho. Se entiende por "circunferencial" una orientación con
un ángulo de cero grados medido con respecto a un plano
perpendicular al eje de rotación del soporte, tomando, así, los
convenios habituales para los neumáticos. En la práctica, el
refuerzo puede realizarse por bobinado de un hilo, con un cierto
paso de colocación de donde resulta que el ángulo no vale cero
grados en sentido estricto, sino que, en la práctica, es, al menos,
ligeramente superior a cero grados, para poder recorrer toda la
anchura deseada.
Las disposiciones descritas en los tres apartados
precedentes no tienen, sin embargo, nada imperativo. Los elementos
laminados pueden estar interconectados por lamas de naturaleza
semejante a las lamas 13 de cada apilamiento. Pueden emplearse otras
muchas formas de interconexión. En resumen, y para decir lo
esencial, los elementos laminados soportan la carga, estos no
trabajan de modo completamente aislado uno de otro, sino que están
unidos entre sí de modo que aseguran un buen funcionamiento de
conjunto evitando cizallamientos demasiado intensos entre dos
elementos laminados adyacentes, y de modo que ofrecen una buena
uniformidad, es decir, una relativa constancia de propiedades
cualquiera que sea la posición circunferencial de la cubierta con
respecto al suelo.
Se vuelve ahora a la unión entre la parte de
estructura portante radialmente exterior 11E y la parte de
estructura portante radialmente interior 11I, de la que se ha dicho
forma una especie de charnela 17. Hilos radiales sensiblemente
inextensibles 170, inmersos en una matriz de caucho, recubren la
unión en el lado exterior de ésta, para solidarizar correctamente
la parte de estructura portante radialmente interior y la parte de
estructura portante radialmente exterior (véase la parte izquierda
de la figura 1). Estos hilos radiales 170 están dispuestos en las
zonas de menor resistencia a la flexión y están inmersos en un
matriz de caucho. En variante (véase la parte derecha de la figura
1), cada hilo radial está dispuesto con respecto a los elementos de
soporte, en el lado de la cavidad interna en una de las partes de
estructura portante (véanse los hilos 170a y 170c) y en el lado
exterior en la otra de las partes de estructura portante (véanse los
hilos 170b y 170d), estando dispuestos los hilos sucesivos en la
citada primera parte de estructura portante radialmente interior
uno al exterior y los otros al interior de la cavidad interna y,
preferentemente, en alternancia.
En este primer modo de realización, los elementos
laminados 12 tienen el aspecto de ballestas, salvo que aquí, las
lamas están pegadas una a otra por una capa de caucho. Las partes
de estructura portante radialmente interior 11I y exterior 11E
presentan, en cualquier plano meridiano, una casi simetría a una y
otra parte de un cilindro virtual que pasa por las charnelas 17.
Las partes de estructura portante radialmente exterior 11E y
radialmente interior 11I están construidas de modo que cada una
absorbe, aproximadamente, la mitad de la flecha resultante de una
puesta en carga, lo que es favorable para la resistencia a la
fatiga de la zona que forma la charnela, porque la flexión es
posible sin movimiento relativo de los extremos axiales de las
partes de estructura portante. La figura 3 muestra el aspecto de la
cubierta en carga.
Se comprende que, en caso de sobrecarga muy
importante, como, por ejemplo, debida a un choque contra un borde
de acera, la parte de estructura portante radialmente exterior hace
tope, naturalmente, contra la parte de estructura portante
radialmente interior. Esto sobreviene mucho antes de que los
elementos laminados hayan podido ser flexionados hasta el punto de
llegar a la rotura. Por este motivo la cubierta propuesta por la
invención aporta una solución muy robusta, ofreciendo una buena
resistencia a la fatiga bajo el efecto de las solicitaciones más
severas que pueden encontrarse en servicio normal en un
vehículo.
La cubierta que ilustra el primer modo de
realización descrita anteriormente comprende elementos laminados
dispuestos sensiblemente en dirección radial. A imagen de lo que se
sabe del funcionamiento de un neumático radial habitual, obsérvese
que los elementos laminados se "desradializan" un poco durante
el paso por el área de contacto, porque, además de la flexión,
están solicitados, también, a torsión. Se denomina
"desradialización" el hecho de que refuerzos que normalmente
están orientados radialmente en los costados (hilos de carcasa para
un neumático radial habitual, elementos de soporte para los modos de
realización de la cubierta descritos aquí) se separan un poco de
esta orientación radial, observándose el máximo de este desvío para
los refuerzos frente a la entrada y a la salida del área de contacto
con el suelo. Obsérvese que esta desradialización es posible por la
aptitud que tienen los elementos de soporte para acomodarse a otras
deformaciones que una simple flexión en un plano radial.
En cuanto a la fijación a medios de unión a un
cubo, la cubierta puede fijarse a un disco de rueda o a cualquier
otro órgano que asegure la unión funcional rígida con un cubo. El
conjunto cubierta y rueda presenta, a imagen de lo que se conoce
para los neumáticos, una rigidez transversal suficiente para poder
guiar un vehículo, especialmente en virajes. En lo que concierne a
la cubierta, uno o varios refuerzos circunferencialmente
inextensibles, por ejemplo, cercos rígidos 18 para el primer modo
de realización, están dispuestos en la zona de fijación, y
contribuyen a la buena inmovilización de la cubierta en su llanta
en caso de esfuerzos transversales.
La figura 6 ilustra un segundo modo de
realización en el cual el perfil de la cubierta, visto en sección
meridiana, recuerda el perfil de un neumático concebido para
funcionar con ángulo de carrocería nulo o de valor muy pequeño (por
ejemplo, los neumáticos para vehículos de turismo). Los costados 29
son redondeados y ocupan la mayor parte de la altura radial de la
cubierta. La estructura portante comprende, esencialmente,
elementos laminados 22 que comprenden un apilamiento de lamas 23
flexibles, superpuestas y separadas por capas de caucho 25, y que
constituyen los elementos de soporte. La zona de fijación 210 está
dispuesta sensiblemente en el centro de la pared radialmente
interior de la cubierta. Los elementos de soporte, que franquean
esta zona de fijación 210 y forman a una y otra parte un voladizo,
están, como en el primer modo de realización, empotrados en la
citada zona de fijación.
Los parámetros de dimensionamiento, de regulación
de las propiedades de la cubierta de acuerdo con este segundo modo
de realización son, especialmente, los citados anteriormente, a
saber, el espesor de cada capa 25, de cada lama 23, el número de
lamas, el módulo de elasticidad del material empleado para las
lamas, el módulo de elasticidad del elastómero empleado, y la
disposición de las lamas. Asimismo, para la constitución de las
lamas 23, se remite al lector a las explicaciones facilitadas para
las lamas 13. La cubierta comprende, también, refuerzos orientados
circunferencialmente (no representados) debajo de la banda de
rodadura.
La cubierta comprende una banda de rodadura 21,
que puede ser muy ligeramente arqueada cuando éste no soporta carga.
La parte radialmente exterior de la estructura portante, es decir,
la zona que comprende la banda de rodadura 21 y la parte de los
costados 29 próxima a la banda de rodadura 21, contribuyen muy poco
a la absorción de flecha (en el sentido radial) bajo el efecto de
la carga. Los costados 29 y, de modo más particular, la parte
radialmente interior de estos, así como la pared radialmente
interior de la estructura portante, son asiento de deformaciones
responsables de la mayor parte de la flecha bajo carga. La parte de
la estructura portante radialmente interior, que con carga nula es
sensiblemente rectilínea (véase la figura 6), paralela al eje de
rotación, toma un aspecto deformado en arco cuya concavidad está
dirigida hacia el interior (véase la figura 7), lo que va
acompañado de una ligera aproximación relativa de sus límites
laterales. Este modo de deformación aplica a cada una de las zonas
laterales de la estructura portante debajo de la banda de rodadura
un momento tendente a trasladar la carga a la zona central de la
banda de rodadura, y concomitantemente a aligerar los hombros de la
cubierta, lo que, globalmente, permite asegurar una relativa
constancia de las presiones sobre el suelo en el área de
contacto.
Como en el primer modo de realización, la
cubierta se fija aun disco de rueda o a cualquier otro órgano que
asegure la unión funcional rígida con un cubo. El conjunto
presenta, en la zona media de la pared radialmente interior de la
estructura portante, una rigidez transversal suficiente para poder
guiar un vehículo, especialmente, en virajes.
Obsérvese, también, que las propiedades de la
cubierta pueden ajustarse actuando sobre la concepción de los medios
de unión al cubo de la cubierta, que se denomina "llanta" por
comodidad de lenguaje. Agrandando más o menos, preferentemente de
modo simétrico, la superficie de apoyo 291 de la cubierta sobre la
llanta, puede ajustarse la flexibilidad radial de la cubierta, un
poco a la manera de la presión de hinchado de un neumático, que se
ajuste para un neumático de un mismo modelo según el vehículo
equipado, según el eje del vehículo, y según que el vehículo se
utilice en carga o en vacío. Por tanto, según la llanta utilizada,
la flexibilidad radial de la cubierta montada en su llanta
varía.
La invención se extiende a una llanta destinada a
ser utilizada con una cubierta deformable concebida de acuerdo con
la que se ha explicado anteriormente, comprendiendo la citada llanta
medios de montaje para recibir e inmovilizar la citada zona de
fijación de la cubierta, y comprendiendo, al menos, en un lado
axialmente (y, preferentemente, en los dos), un asiento que se
extiende, sensiblemente, paralelo a la citada zona de fijación de
la cubierta, en la cual la posición axial del punto axialmente más
al exterior 284 todavía en contacto con la cubierta es regulable
(véase la figura 7, observando que la citada superficie de apoyo
está comprendida axialmente entre los límites fijados por los
puntos 284, ó 384 en la figura 9). De este modo, puede hacerse
variar la superficie de apoyo 291 de la cubierta sobre la llanta. A
lo largo del apoyo, la pared de la cubierta no puede desplazarse
radialmente hacia el eje de rotación, lo que modifica el
funcionamiento de la cubierta.
Las figuras 8 y 9 ilustran un tercer modo de
realización muy semejante al segundo. Se encuentra una banda de
rodadura 31 y elementos de soporte 32. La estructura de
interconexión comprende refuerzos circunferenciales 36 en forma de
lamas. La zona de fijación está ranurada circunferencialmente (no
representada en las vistas simplificadas de las figuras 10 y 11),
de modo que la cubierta presenta dos engrosamientos en calzos de
unión 320, susceptibles de ser desplazados axialmente uno respecto
del otro. Los citados calzos de unión 320 están destinados, cada
uno, a entrar en contacto con los citados medios de unión a un
cubo, especialmente, por una superficie de contacto 391 en el lado
radialmente interior de cada uno de los citados calzos de unión 320.
Los citados calzos de unión, que constituyen la zona de fijación ya
citada, aseguran el empotramiento de los elementos de soporte
32.
En la figura 8 se ve que los citados medios de
unión se parecen a una llanta estrecha concebida para pinzar los
citados calzos de unión 320 por medio de un perfil 321 de forma
apropiada. Se ve un disco de rueda 38 prolongado por un primer
reborde 380. Un segundo reborde 381 está montado en el disco 38 por
medio de tornillos y tuercas 382, con inserción del perfil 321 y de
los citados calzos de unión 320 de la cubierta. El perfil 321 es
una pieza de revolución cuya sección meridiana es bien visible en
las figuras 8 y 9, y que puede estar ranurado, por tanto,
interrumpido circunferencialmente, de modo que se facilita su
inserción entre los citados calzos 320 de la cubierta. A
continuación, se coloca correctamente la cubierta, con el perfil
insertado entre los citados calzos 320, con respecto al primer
reborde 380, y después se fija el segundo reborde 381 al primero,
con interposición del perfil. El perfil 321 permite, con los
primeros y segundos rebordes 380 y 381, pinzar los citados calzos
de unión 320, de modo que la cubierta queda empotrada en los medios
de unión al cubo, lo que constituye el montaje preferido de la
cubierta.
Así, la invención se extiende, también, a una
llanta que comprende medios de montaje para recibir e inmovilizar
una cubierta flexible que tiene un eje de rotación y que comprende,
esencialmente, una banda de rodadura montada en una estructura
portante flexible situada radialmente al interior de la citada banda
de rodadura y que delimita, al menos, parcialmente, una cavidad
interna de revolución, comprendiendo la citada estructura portante
una zona de fijación radialmente en el lado del eje de rotación,
para la inmovilización de la citada estructura portante en medios de
unión a un cubo, formando los citados medios de unión a un cubo un
conjunto rígido, estando dispuesta la citada zona de fijación
axialmente entre los límites laterales de la citada estructura
portante, estando la citada zona de fijación ranurada
circunferencialmente, de modo que la cubierta presenta dos calzos
de unión 320, susceptibles de ser desplazados axialmente uno
respecto de otro, comprendiendo la citada llanta:
- dos rebordes 380, 381 que sirven, cada uno, de
asiento de uno de los dos calzos 320,
- un perfil 321 destinado a cooperar con los
citados rebordes 380, 381 para pinzar los citados calzos 320 e
inmovilizarlos en la llanta. Por ejemplo, puede obligarse a los
citados calzos de unión 320 a aproximarse axialmente durante el
montaje. La forma ensanchada de los citados calzos de unión 320,
que forma una especie de cola de milano, ayuda a evitar cualquier
desmontaje accidental de la cubierta bajo el efecto de la
pretensión instalada en ésta. Puede ajustarse, así, la flexibilidad
por una precarga en los elementos laminados 32 según la separación
axial relativa entre los citados calzos de unión 320 de la
cubierta.
Por otra parte, como ya se explicó anteriormente,
según la dimensión de la superficie de contacto 391, puede actuarse
sobre la absorción de flecha por la cubierta. Pueden añadirse,
también, aros suplementarios 383 para agrandar la superficie de
apoyo de la cubierta con el fin antes citado (véase la superficie
de apoyo 391b en la figura 9).
Finalmente, las figuras 10 y 11 representan el
aspecto general de la estructura portante flexible. La comparación
de estas figuras muestra la flecha obtenida con una cubierta de
acuerdo con la invención. Obsérvese que en todos los modos de
realización descritos existe una cierta desradialización de los
elementos de soporte. Esto es visible, especialmente, en la parte
inferior de la figura 11, observando atentamente la zona flexionada
D, en la que se constata que la flexión de los elementos de soporte
va acompañada de un basculamiento de los elementos de soporte que
provoca un alabeo de su parte justo más allá del empotramiento,
siendo este alabeo y este basculamiento tanto más importantes al
alejarse longitudinalmente del plano de corte.
En los ejemplos que ilustran la presente memoria,
los elementos de soporte tienen la forma de elementos laminados. El
haz de piezas de base está formado, por tanto, por un apilamiento
de lamas, con interposición de caucho, cualquiera que sea la forma
de realización de las propias lamas. A la luz de la descripción que
sigue, la función de estos elementos de soporte aparecerá más
claramente, y el experto en la materia podrá sustituir,
naturalmente, estos elementos laminados por otras formas de
realización, es decir, sustituirlos por lamas de otras formas para
las piezas de base, siempre que los elementos de soporte ofrezcan
la flexibilidad radial buscada y aporten la contribución requerida
para la absorción de la carga, y sean, también, aptos para ofrecer
las características convenientes frente a las solicitaciones no
radiales de las que es asiento una cubierta de este tipo
(transmisión de los esfuerzos denominados en "X" y en
"Y") y para trabajar en armonía con los elementos de soporte
adyacentes. Es decir, que la estructura portante, al deformarse,
permita una cierta puesta en un plano de la zona debajo de la banda
de rodadura correspondiente, por el contacto con el suelo, de modo
que la huella en el suelo de la cubierta cargada presente un cierto
tamaño, a la manera del funcionamiento bien conocido de los
neumáticos hinchados.
Obsérvese, también, que cada elemento de soporte
está presente, al menos, en la parte de la estructura portante
comprendida entre los extremos laterales de la citada estructura
portante y la banda de rodadura y no necesariamente debajo de la
banda de rodadura, aunque en los ejemplos descritos, los citados
elementos de soporte son continuos debajo de la banda de rodadura.
Sin embargo, en variante y, al menos, debajo de una parte
importante de la banda de rodadura, el apilamiento de lamas, es
decir, el haz de piezas de base, podría reemplazarse por una virola
bastante rígida del tipo de la propuesta como refuerzo debajo de la
banda de rodadura en la patente US 4.111.249. Igualmente, el
apilamiento de lamas puede reemplazarse por una barra relativamente
rígida; circunferencialmente, se dispone un gran número de barras,
estando las barras del conjunto articuladas entre sí y formando,
así, una especie de oruga circunferencial (véase, por ejemplo, la
estructura de refuerzo debajo de la banda de rodadura descrita en
la solicitud de patente EP 0 836 956). De modo más general, podría
disponerse, así, debajo de la banda de rodadura una estructura
cualquiera, siempre que ésta fuese capaz de trasladar un
cizallamiento hacia las partes laterales de la cubierta.
Obsérvese, también, que, en todas las variantes
propuestas, la parte de la estructura portante radialmente
interior, la más próxima al eje de rotación, tiene una contribución
importante a la flecha bajo carga, por tanto, en el confort
proporcionado por la cubierta. Por tanto, conviene que la zona de
fijación esté localizada, preferentemente, en una fracción
correspondiente, como mucho, al 50% de la distancia que separa
axialmente los límites laterales de la cubierta. La citada parte
radialmente interior de la estructura portante flexible está, así,
en voladizo bastante pronunciado más allá de la zona de fijación.
Una disposición constructiva favorable es que los elementos de
soporte estén, justo más allá de la zona de fijación, orientados
según una dirección sensiblemente paralela al eje de rotación. Esto
es lo que aparece en los ejemplos que se describen más adelante.
Obsérvese, finalmente, que, siendo las cubiertas descritas
simétricas, la zona de fijación está sensiblemente centrada entre
los límites axiales de la citada cubierta, sin que esto sea
limitativo. Naturalmente, podría adaptarse una arquitectura
disimétrica, especialmente, en la localización de la zona de
fijación.
En cuanto al grado de contribución a la flecha
bajo carga de la parte de la estructura portante radialmente
exterior, éste puede ser variable de acuerdo con los modos de
realización.
En el primer ejemplo propuesto, la estructura
portante comprende una primera parte de estructura portante
radialmente interior y una segunda parte de estructura portante
radialmente exterior, estando solidarizadas entre sí las citadas
partes primera y segunda de estructura portante por una zona de
menor resistencia a la flexión, conteniendo cada una de las citadas
partes primera y segunda de estructura portante los citados
elementos de soporte, yendo cada elemento de soporte de la primera
parte de estructura portante radialmente interior, al menos, desde
un extremo lateral hasta la citada zona de fijación, de modo que
las zonas de menor resistencia a la flexión entre las partes primera
y segunda de estructura portante son, bajo el efecto de las
solicitaciones de servicio, móviles radialmente con respecto a la
zona de fijación. Preferentemente, cada elemento de soporte de la
segunda parte de estructura portante radialmente exterior va de un
extremo lateral al otro extremo lateral de la citada segunda parte
de estructura portante.
La parte de la estructura portante radialmente
interior forma dos zonas que están en voladizo con respecto a la
unión central rígida. De acuerdo con la invención, estas dos zonas
participan plenamente en la flexibilidad de la cubierta. Esto es lo
que se ha querido expresar anteriormente precisando que las zonas
de menor resistencia a la flexión, son, bajo el efecto de las
solicitaciones de servicio, móviles radialmente con respecto a la
zona de fijación. Se obtiene, así, una consecuencia clara, válida,
por otra parte, para todos los modos de realización: para permitir
el buen funcionamiento de la cubierta de acuerdo con la invención,
ningún obstáculo debe impedir la deformación elástica radialmente
hacia el interior de la parte de estructura portante radialmente
interior, es decir, de la parte que llega a la citada unión central
rígida. Ésta, al flexionar, se aproxima algo al eje de rotación. La
forma de la cubierta en flexión máxima impone, por tanto, una
envuelta límite al exterior de la cual no debe encontrarse ninguna
de las piezas mecánicas del vehículo: disco de rueda y/o llanta,
órganos de frenado, órganos de suspensión, etc.
En el primero de los ejemplos ilustrados, el
grado de contribución a la flecha bajo carga de la parte de la
estructura portante radialmente al exterior es sensiblemente
equivalente al grado de contribución a la flecha bajo carga de la
parte de la estructura portante radialmente interior. Naturalmente,
la citada zona de menor resistencia a la flexión puede estar menos
localizada, y corresponder a una parte más importante de la pared de
la estructura portante.
En un segundo modo de realización, los elementos
de soporte son continuos en el costado de la cubierta. La
contribución a la flecha proviene mayoritariamente de la parte de
la estructura portante situada radialmente al interior. Consultando
el conjunto de las figuras 6 y 7, se ve que la flexión debida a una
carga provoca una disminución del radio de curvatura formado por
los elementos de soporte: R en la figura 6, que representa la
cubierta no cargada, es mayor que r en la figura 7, que representa
la cubierta cargada.
Se vuelve ahora al montaje de la cubierta
propuesta por la invención. En el caso de un neumático habitual, se
sabe que la llanta tiene, sensiblemente, la anchura del neumático.
Aquí, por el contrario, la cubierta sobresale ampliamente por una y
otra parte de la pieza mecánica central que hace las veces de
llanta, y que en la introducción de la invención se ha designado,
de modo más general, por la expresión más funcional de "medios de
unión a un cubo". Estos medios pueden tomar formas muy variadas.
Puede tratarse de un disco semejante a un disco de rueda, terminado
en una pieza de revolución cuyo perfil meridiano es una garganta
abierta hacia los radios mayores, realizada, por ejemplo, en dos
partes para poder encerrar un nervio de la cubierta que tiene una
forma complementaria. Puede tratarse, también, de una rueda del tipo
de la descrita en la patente US 5.071.196, es decir, desprovista de
disco. En resumen, y para decir lo esencial, los citados medios de
unión a un cubo son rígidos como es la rueda con su llanta en el
estado de la técnica de uso habitual.
En cuanto al material constitutivo de las piezas
de base, éste es, ventajosamente, un material compuesto, es decir,
una asociación de materiales diferentes. Los elementos de soporte
ilustrados aquí, son elementos laminados. La geometría de los
elementos de soporte les permite ofrecer la flexibilidad deseable
sin llegar ni a la rotura ni al límite elástico en las
deformaciones encontradas. Cada una de las lamas es de muy pequeño
espesor. Ésta, por tanto, puede deformarse alcanzando radios de
curvatura pequeños.
Ninguna lama es capaz de soportar sola la carga
nominal buscada. Se va, por tanto, a multiplicar las lamas; sus
contribuciones respectivas a la absorción de la carga van,
aproximadamente, a adicionarse. Las lamas son solidarizadas entre sí
por caucho que se adhiere a las citadas lamas. Así, gracias a un
apilamiento de algunas lamas muy delgadas, se obtiene una capacidad
de carga suficiente pudiendo al mismo tiempo alcanzar una flecha
importante.
La arquitectura de la cubierta propuesta permite
construir cubiertas concebidas para funcionar sin presión de
hinchado (cubierta no neumática). Obsérvese, y esta es una
observación importante, que nada impide poner en la cubierta
propuesta una cierta presión de aire. Basta, naturalmente, proceder
de modo que la cubierta sea estanca al aire. A la estructura
portante se añade una capa adecuada, que de todos modos es útil
para evitar el aplastamiento de la cavidad interna. Pueden
ajustarse, entonces, las características, especialmente de
flexibilidad, jugando con una cierta puesta a presión "p" de
la cavidad interna. Procediendo de modo análogo a un neumático
hinchado, la puesta a presión "p" citada aquí para la cubierta
de acuerdo con la invención, se compara con la variación de presión
\Deltap alrededor de una presión nominal P para la cual está
concebido el citado neumático que hay que hinchar. Así, y para fijar
las ideas, cuando, según sus destinos, se utiliza un neumático
tradicional con niveles de presiones que van de P a P+\Deltap, se
va a utilizar la cubierta de acuerdo con la invención, según sus
destinos, en "niveles" de presión que van de 0 (es decir, sin
presión) a \Deltap.
Pero éste es solamente un medio de regulación
entre otros, más estructurales, que han sido explicados. No es
menos cierto que la cubierta propuesta está concebida para
funcionar verdaderamente sin presión de hinchado, y comprende:
\rightarrow una zona de fijación radialmente en
el lado del eje de rotación, para la inmovilización de la citada
estructura portante en medios de unión a un cubo, estando
concebidos los citados medios de unión a un cubo para formar un
conjunto rígido,
\rightarrow una pluralidad de elementos de
soporte, que se extienden, esencialmente, en dirección transversal,
dispuestos entre la zona de fijación y la banda de rodadura,
estando los citados elementos de soporte yuxtapuestos
circunferencialmente y repartidos alrededor de la circunferencia,
comprendiendo cada elemento de soporte un haz de piezas de base
flexibles 13, 23, superpuestas, separadas por una capa de elastómero
15, 25 que se adhiere a cada una de las piezas de base de modo que
forman una viga apta para ser solicitada a flexión,
\rightarrow una estructura de interconexión
entre los elementos de soporte, dispuesta de modo que una parte de
una solicitación radial de un elemento de soporte se traslada a los
elementos de soporte adyacentes circunferencialmente, permitiendo al
mismo tiempo diferencias de desplazamiento entre elementos de
soporte adyacentes,
\rightarrow los elementos de soporte y la
estructura de interconexión están dimensionados para un
funcionamiento de la citada cubierta sin presión de hinchado.
Una ventaja de la presente invención es proponer
una arquitectura que, de modo más particular, permite, a la vez,
soportar la carga deseada y absorber sin daño obstáculos muy
puntuales como una piedra en la carretera.
Otra ventaja de la invención es, también,
asegurar, de otro modo que por el apriete de un talón sobre una
llanta, la unión entre la cubierta y la llanta o la pieza o las
piezas que hacen las veces de llanta, para dar la referencia que es
el eje de rotación. Se obtiene, así, una economía de material, por
tanto, una ventaja de peso, de esta parte de la cubierta.
Se ha visto que la cubierta propuesta comprende
una estructura portante, una banda de rodadura radialmente en el
lado exterior de la estructura portante, y medios de fijación a una
llanta rígida o a una pieza mecánica equivalente. Se ha visto,
también, que la estructura portante comprende una pluralidad de
elementos de soporte yuxtapuestos y repartidos alrededor de la
circunferencia, estando dispuesto cada elemento de soporte según
una orientación, principalmente, transversal y, generalmente,
radial, de modo que cada elemento de soporte interviene
sucesivamente para trasladar una fracción de la carga de la
cubierta de la banda de rodadura al cubo cuando la cubierta rueda y
está cargada, solicitando el desplazamiento de la carga cada
elemento de soporte esencialmente a flexión. Las cubiertas que
ilustran la invención son capaces de proporcionar una buena
adherencia y una buena aptitud para transmitir empujes laterales
importantes. Se ha constatado, además, que, para las cubiertas de
acuerdo con las figuras 6 a 11, un aumento de la solicitud
transversal, que sobreviene, por ejemplo, en viraje, va acompañado
de una ligera disminución de la flecha radial de la citada
cubierta, proporcionando un efecto antibalanceo.
En resumen, los elementos de soporte están
construidos, ventajosamente, por elementos laminados que comprenden
un apilamiento de lamas flexibles, estando las lamas flexibles
superpuestas radialmente y separadas por una capa de elastómero
adherente a cada una de las lamas, yendo acompañada la flexión de
los elementos laminados de un desplazamiento tangencial relativo
entre las lamas y de una puesta en tensión de cizallamiento del
elastómero, siendo cada elemento laminado flexible radialmente bajo
el efecto de las solicitaciones de servicio, trasladando la flexión
de un elemento laminado un momento a los citados medios de fijación.
Además, se ha visto que la estructura portante comprende medios de
interconexión entre los elementos de soporte (los elementos
laminados), dispuestos de modo que una parte de la solicitación
radial de los elementos de soporte se encuentra trasladada a los
elementos laminados adyacentes circunferencialmente, permitiendo al
mismo tiempo las diferencias de desplazamiento entre elementos
laminados adyacentes. Estos medios de interconexión pueden
interesar a los elementos de soporte en toda su longitud, o
solamente a una parte de ésta, de modo más particular debajo de la
banda de rodadura. La estructura portante está prevista de modo
que, cuando la flecha radial absorbida por la cubierta lleva la
parte radialmente exterior de la estructura portante a tope contra
la zona de fijación a la llanta (inmóvil), las tensiones debidas a
la flexión en los elementos de soporte que resultan son inferiores
al límite de rotura (y son inferiores al límite elástico si en la
constitución de las piezas de base interviene un material que tiene
un límite elástico inferior al límite de rotura).
Claims (33)
1. Cubierta flexible que tiene un eje de rotación
y que comprende, esencialmente, una banda de rodadura (11, 21)
montada en una estructura portante (11I, 11E) flexible situada
radialmente al interior de la citada banda de rodadura y que
delimita, al menos parcialmente, una cavidad interna de revolución,
comprendiendo la citada estructura portante:
- una zona de fijación (110, 210) radialmente en
el lado del eje de rotación, para la inmovilización de la citada
estructura portante en medios de unión a un cubo, estando dispuesta
la citada zona de fijación entre los límites laterales de la citada
estructura portante, estando destinada la citada zona de fijación a
entrar en contacto con los citados medios de unión a un cubo,
estando concebidos los citados medios de unión a un cubo para
formar un conjunto rígido.
- una pluralidad de elementos de soporte (12,
22), que se extienden, esencialmente, transversalmente, dispuestos
entre la zona de fijación y la banda de rodadura, estando los
citados elementos de soporte yuxtapuestos circunferencialmente y
repartidos alrededor de la circunferencia, estando los elementos de
soporte empotrados en la citada zona de fijación, comprendiendo
cada elemento de soporte un haz de piezas de base flexibles (13,
23) superpuestas,
- una estructura de interconexión (165) entre los
elementos de soporte,
caracterizada porque
las piezas de base flexibles (13, 23)
superpuestas en cada haz están separadas por una capa de elastómero
(15, 25) adherente a cada una de las piezas de base de modo que
forman una viga apta para ser solicitada a flexión y porque la
estructura de interconexión (165) entre los elementos de soporte
está dispuesta de modo que una parte de una solicitación radial de
un elemento de soporte se desplaza a los elementos de soporte
adyacentes circunferencialmente, permitiendo al mismo tiempo
diferencias de desplazamiento entre elementos de soporte
adyacentes.
2. Cubierta de acuerdo con la reivindicación 1,
en la cual la zona de fijación (110, 210) está localizada en una
fracción correspondiente, como mucho, al 50% de la distancia que
separa axialmente los citados límites laterales.
3. Cubierta de acuerdo con las reivindicaciones 1
ó 2, en la cual los citados elementos de soporte son continuos
debajo de la banda de rodadura (11, 21).
4. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, en la cual las piezas de base son de
material compuesto.
5. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, en la cual los elementos de soporte están,
justo más allá de la zona de fijación, orientados según una
dirección sensiblemente paralela al eje de rotación.
6. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, en la cual la zona de fijación (110, 210)
está sensiblemente centrada entre los límites axiales de la citada
cubierta.
7. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, en la cual la zona de fijación (110, 210)
es monobloque.
8. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, en la cual la estructura portante comprende
una primera parte de estructura portante radialmente interior (11I)
y una segunda parte de estructura portante radialmente exterior
(11E), estando solidarizadas entre sí las citadas partes primera y
segunda de estructura portante por una zona de menor resistencia a
la flexión (17), conteniendo cada una de las citadas partes primera
y segunda de estructura portante los citados elementos de soporte,
yendo cada elemento de soporte de la primera parte de estructura
portante, al menos, desde un extremo lateral hasta la citada zona
de fijación, de modo que las zonas de menor resistencia a la flexión
entre las partes primera y segunda de estructura portante son, bajo
el efecto de las solicitaciones de servicio, móviles radialmente con
respecto a la zona de fijación.
9. Cubierta de acuerdo con la reivindicación 8,
en la cual cada elemento de soporte de la segunda parte de
estructura portante radialmente exterior va de un extremo lateral
al otro extremo lateral de la citada segunda parte de estructura
portante.
10. Cubierta de acuerdo con las reivindicaciones
8 ó 9, en la cual cada elemento de soporte de la primera parte de
estructura portante radialmente interior va de un extremo lateral
al otro extremo lateral.
11. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 8 a 10, en la cual la sección meridiana de la
primera parte de estructura portante radialmente interior tiene un
aspecto general arqueado cuya concavidad está orientada hacia el
exterior.
12. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 8 a 11, en la cual la sección meridiana de la
segunda parte de estructura portante radialmente exterior tiene un
aspecto general arqueado cuya concavidad está orientada radialmente
hacia el interior.
13. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 8 a 12, en la cual los extremos de cada una de las
partes primera y segunda de estructura portante están situados,
sensiblemente, en los límites laterales de la estructura
portante.
14. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 8 a 13, en la cual las zonas de menor resistencia
a la flexión comprenden hilos radiales inextensibles (170) inmersos
en una matriz de elastómero.
15. Cubierta de acuerdo con la reivindicación 14,
en la cual cada hilo radial está dispuesto, con respecto a los
elementos de soporte, en el lado de la cavidad interna, en una de
las partes de estructura portante (11I) y en lado exterior en la
otra de las partes de estructura portante (11E), estando dispuestos
los hilos sucesivos en la citada primera parte de estructura
portante radialmente interior, unos al exterior (170b, 170d) y los
otros al interior (170a, 170c) de la cavidad interna.
16. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 8 a 15, en la cual, en un elemento de soporte,
considerando la longitud de las piezas de base en abscisa
curvilínea, la longitud de cada una de las piezas de base decrece,
al desplazarse dentro del espesor, de un elemento de soporte desde
la cavidad hacia el exterior.
17. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, en la cual la zona de flexión está ranurada
circunferencialmente, de modo que la cubierta presenta dos calzos
de unión (320), susceptibles de ser desplazados axialmente uno
respecto del otro.
18. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7 ó 17, en la cual, en la parte de un elemento
de soporte situada debajo de la banda de rodadura, considerando la
longitud de las piezas de base en abscisa curvilínea, la longitud de
cada una de las piezas de base aumenta, al desplazarse dentro del
espesor, de un elemento de soporte desde la cavidad hacia el
exterior.
19. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 18, en la cual cada una de las piezas de base
es una lama flexible, de modo que cada elemento de soporte forma un
elemento laminado que comprende un apilamiento de las citadas lamas
flexibles.
20. Cubierta de acuerdo con la reivindicación 19,
en la cual, en un elemento laminado, considerando que la anchura
"l" es la dimensión de las lamas, al desplazarse a lo largo de
una lama, según una orientación circunferencial, la anchura de las
lamas es constante.
21. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 19 ó 20, en la cual cada lama está constituida por
la superposición de cintas (14) pegadas una a otra.
22. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 19 a 21, en la cual las lamas están constituidas
por una matriz de resina termoendurecible o termoplástica,
reforzada por fibras dispuestas mayoritariamente en dirección
longitudinal en cada lama.
23. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 22, en la cual, considerando que la anchura
"l_{s}" es la dimensión de los elementos de soporte al
desplazarse circunferencialmente, la anchura l_{s} es tal que el
número de elementos de soporte en toda la circunferencia es, al
menos, 80.
24. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 22, en la cual, considerando que la anchura
"l_{s}" es la dimensión de los elementos de soporte al
desplazarse circunferencialmente, la anchura l_{s} es tal que el
número de elementos de soporte en toda la circunferencia es, al
menos, 200.
25. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 24, en la cual la estructura de interconexión
comprende refuerzos circunferenciales (16, 36), al menos, debajo de
la banda de rodadura.
26. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 25, en la cual la estructura de interconexión
comprende una matriz de elastómero (165) que separa los elementos
de soporte circunferencialmente.
27. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 26, en la cual los elementos de soporte están
dispuestos sensiblemente en dirección radial.
28. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 27, en la cual la zona de fijación (110, 210)
comprende, al menos, un refuerzo circunferencialmente inextensible
(18).
29. Cubierta de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 28, en la cual el elastómero es un caucho.
30. Llanta destinada a ser utilizada con una
cubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 29, que
comprende medios de montaje para recibir e inmovilizar la citada
zona de fijación (110, 210) de la cubierta, y que comprende, en un
lado, al menos, axialmente, un asiento que se extiende,
sensiblemente, paralelo a la citada zona de fijación de la
cubierta, caracterizada porque la posición axial del punto
axialmente más al exterior (284, 384) en contacto con la cubierta es
regulable.
31. Llanta que comprende medios de montaje para
recibir e inmovilizar una cubierta flexible que tiene un eje de
rotación y que comprende, esencialmente, una banda de rodadura
montada en una estructura portante flexible situada radialmente al
interior de la citada banda de rodadura y que delimita, al menos
parcialmente, una cavidad interna de revolución, comprendiendo la
citada estructura portante una zona de fijación radialmente en el
lado del eje de rotación, para la inmovilización de la citada
estructura portante en medios de unión a un cubo, formando los
citados medios de unión a un cubo un conjunto rígido, estando
dispuesta la citada zona de fijación axialmente entre los límites
laterales de la citada estructura portante, caracterizada
porque la citada zona de fijación está ranurada
circunferencialmente, de modo que la cubierta presenta dos calzos
de unión (320), susceptibles de ser desplazados axialmente uno
respecto del otro, comprendiendo la citada llanta:
- dos rebordes (380, 381) que sirven, cada uno,
de asiento de uno de los dos calzos (320),
- un perfil (321) destinado a cooperar con los
citados rebordes (380, 381) para pinzar los citados calzos (320) e
inmovilizarlos en la llanta.
32. Llanta de acuerdo con la reivindicación 31,
que comprende aros suplementarios (383) que permiten agrandar la
superficie de apoyo de la cubierta de la llanta.
33. Procedimiento de fabricación de una cubierta
flexible que tiene un eje de rotación y que comprende una
estructura portante que tiene un plano medio perpendicular al eje
de rotación y que delimita una cavidad interna de revolución,
comprendiendo la citada estructura portante una pluralidad de
elementos de soporte repartidos alrededor de la circunferencia,
estando dispuesto cada elemento de soporte, sensiblemente, en
dirección transversal, siendo cada elemento de soporte un elemento
laminado que comprende un apilamiento de lamas flexibles
superpuestas radialmente, procedimiento en el cual se depositan
sobre un soporte destructible los constituyentes requeridos para
obtener la cubierta, comprendiendo el citado procedimiento las
etapas siguientes:
- colocación de un tramo de cinta en el
soporte,
- curvado del tramo para hacer que se adapte a la
forma del soporte,
- inmovilización de los extremos del tramo,
- repetición de las etapas precedentes hasta
obtener el apilamiento deseado.
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