ES2230279T3 - Estructura de carcasa para neumaticos y neumatico provisto de dicha estructura de carcasa. - Google Patents

Abstract

Estructura de carcasa para neumáticos de vehículos de dos ruedas, que comprende: por lo menos una tela de carcasa (3) que comprende una primera y una segunda series de segmentos a modo de banda (13, 14) distribuidos circunferencialmente alrededor de un eje de rotación geométrico, y comprendiendo cada uno por lo menos dos elementos filiformes (15) colocados longitudinalmente y paralelos entre sí y por lo menos parcialmente recubierto por al menos una capa de material elastomérico en crudo (18), extendiéndose cada uno de dichos segmentos a modo de banda (13, 14) según la conformación substancialmente en forma de ¿U¿ alrededor del perfil de la sección transversal de la estructura de carcasa, para definir dos porciones laterales (13a, 14a) separadas entre sí en la dirección axial, y una porción de anillo (13b, 14b) que se extiende en una posición radialmente exterior entre las porciones laterales (13a, 14a); y un par de estructuras de refuerzo anulares (4) cada una acoplada en proximidad con unrespectivo borde circunferencial interior de la tela de carcasa (3), en la que cada una de dichas estructuras de refuerzo anulares (4) comprende: por lo menos una porción primaria (4a) que presenta un lado axialmente interior orientado hacia bordes terminales de los segmentos que pertenecen a la primera serie (13) y un lado axialmente exterior orientado hacia los bordes terminales de los segmentos que pertenecen a la segunda serie (14); por lo menos una porción adicional (24) colocada contra los bordes terminales de los segmentos a modo de banda que pertenecen a la segunda serie (14), en el lado opuesto respecto a dicha porción primaria (4a); en la que la porción primaria (4a) de cada una de dichas estructuras anulares inextensibles (4) comprende: una primera inserción anular (21) circunferencialmente inextensible conformada substancialmente en la manera de un anillo colocado coaxialmente respecto a la estructura de carcasa (2) y de manera adyacente a un borde circunferencial interior de la tela de carcasa (3), estando formada dicha primera inserción anular (21) por al menos un elemento alargado que se extiende según vueltas concéntricas (21a); un cuerpo de relleno (22) hecho de material elastomérico que presenta un lado unido a la primera inserción de anclaje anular (21); y en la que dicha por lo menos una porción adicional (24) comprende por lo menos una segunda inserción anular circunferencialmente inextensible (24) conformada substancialmente en la manera de un anillo, formada por al menos un elemento alargado que se extiende según vueltas concéntricas (24a) colocadas contra los bordes terminales de los segmentos a modo de banda que pertenecen a la segunda serie (14), caracterizada por el hecho de que los segmentos a modo de banda que pertenecen respectivamente a la primera serie (13) y a la segunda serie (14) están dispuestos en una secuencia alternada entre sí a lo largo del desarrollo circunferencial de la estructura de carcasa (2), para formar una única tela de carcasa (3), y dicha segunda inserción anular (24) presenta una extensión radial menor que la extensión radial de la primera inserción anular (21).

Description

Estructura de carcasa para neumáticos y neumático provisto de dicha estructura de carcasa.

La presente invención se refiere a una estructura de carcasa para neumáticos de vehículos de dos ruedas.

La fabricación de neumáticos para ruedas de vehículos implica la formación de una estructura de carcasa compuesta esencialmente por una o más telas de carcasa conformadas según una configuración substancialmente toroidal y que presenta sus bordes laterales axialmente opuestos acoplados a respectivos elementos de refuerzo anulares circunferencialmente inextensibles, usualmente llamados "anillos de talón".

Sobre la estructura de carcasa se aplica, en una posición circunferencialmente exterior, una estructura de cintura que comprende una o más bandas de cintura conformadas como un bucle cerrado, compuesto esencialmente de cuerdas textiles o metálicas orientadas de manera adecuada entre sí y respecto a las cuerdas que pertenecen a las telas de carcasa adyacentes.

En una posición circunferencialmente exterior a la estructura de cintura se aplica a continuación una banda de rodadura, normalmente constituida por una banda de material elastomérico de un espesor adecuado.

Debe indicarse que, para los propósitos de la presente descripción, el término "material elastomérico" significa el compuesto de caucho en su conjunto, es decir, el juego formado por al menos una base polimérica amalgamada de manera adecuada con rellenos de refuerzo y/o aditivos de proceso de varios tipos.

Finalmente, en los lados opuestos del neumático que se fabrica, se aplican un par de flancos, cada uno de los cuales cubre una porción lateral del neumático colocada entre una llamada zona lateral, situada en proximidad con el correspondiente borde lateral de la banda de rodadura, y un llamado talón situado en correspondencia con el correspondiente anillo de talón.

Los procedimientos de fabricación tradicionales prevén esencialmente que los componentes del neumático listados anteriormente se produzcan primero de manera separada entre sí, y a continuación se monten en una fase de fabricación del neumático.

En percepción del solicitante, estos procedimientos de fabricación son todavía insatisfactorios, por lo menos parcialmente, respecto a la calidad del producto acabado y presentan algunos aspectos críticos respecto a la implementación del proceso, que es complejo y difícil de controlar.

Por ejemplo, la fabricación de la tela o telas de la carcasa que se han de asociar a los anillos de talón para formar la estructura de carcasa requiere primero que, a través de un proceso de extrusión y/o calandrado, se produzca un tejido cauchutado que comprenden cuerdas textiles o metálicas continuas, dispuestas longitudinalmente. Este tejido cauchutado se somete a una operación de corte transversal para producir segmentos de dimensiones predeterminadas, que se unen posteriormente para original un producto semiacabado continuo a modo de banda, que tiene cuerdas paralelas colocadas transversalmente.

Este producto manufacturado se ha de cortar a continuación se segmentos de una longitud correlacionada con el desarrollo circunferencial de la carcasa q1ue se ha de producir.

También se han propuesto procedimientos de fabricación que, en lugar de producir productos semiacabados, produce la estructura de carcasa directamente durante la fase de fabricación del neumático.

Por ejemplo, la patente US 5.362.243 describe un procedimiento y un aparato que forma una tela de carcasa a partir de una única cuerda previamente enrollada sobre una bobina.

Según el procedimiento y el aparato descritos en esta patente, en cada ciclo operativo del aparato, la cuerda retirada de la bobina mediante rodillos de accionamiento motorizados y mantenida distendida mediante un sistema de tensado neumático se corta a la medida para obtener un segmento de una longitud predefinida.

El segmento de cuerda se retira mediante un elemento de agarre montado sobre una cintura enrollada sobre poleas motorizadas para colocarse transversalmente sobre la superficie exterior de un soporte toroidal.

Los extremos del segmento se acoplan a continuación mediante elementos de plegado de la cintura que operan sobre lados opuestos del soporte toroidal para aplicar el segmento de cuerda radialmente sobre el propio soporte toroidal mediante elementos de cursor que actúan a modo de dedos a lo largo de las porciones laterales del segmento.

La repetición del ciclo operativo descrito anteriormente lleva a la colocación de muchos segmentos de cuerda en relación circunferencial uno al lado del otro hasta que se cubre todo el desarrollo circunferencial del soporte toroidal.

Por necesidad, el soporte toroidal está previamente recubierto con una capa de caucho en crudo que tiene una doble función de adherir las cuerdas colocadas sobre el mismo para sujetarlas adecuadamente según una colocación fija, y de constituir un revestimiento interior, impermeable al aire, en el neumático acabado.

Los neumáticos obtenidos a través de este procedimiento de fabricación presenta una estructura de carcasa en la que la tela o telas de carcasa están constituidas por cuerdas simples, presentando cada una dos porciones laterales axialmente separadas entre sí y orientadas radialmente respecto al eje de rotación del neumático, y una porción de anillo que se extiende en una posición radialmente exterior entre las porciones laterales.

Dentro del ámbito de la fabricación de la estructura de carcasa, también se conoce que en la proximidad de cada uno de los talones del neumático estén colocados los extremos opuestos de las cuerdas simples que constituyen una tela de carcasa, con una secuencia alterna en posiciones axialmente opuestas respecto a un elemento de anclaje anular que constituye el anillo de talón citado anteriormente, conformado en la manera de un anillo compuesto por vueltas de alambre radialmente superpuestas entre sí, tal como se puede observar en la patente EP 0 664 231 y en la patente US 5.702.548. Según las enseñanzas de estos documentos, un cuerpo de relleno hecho de material elastomérico se interpone necesariamente entre la inserción de anclaje anular y los alambres que forman la tela o telas de carcasa.

En la patente FR 384 231, se propone la producción de una estructura de carcasa mediante la colocación, sobre un soporte toroidal, de una serie de bandas rectangulares hechas de tejido cauchutado colocadas circunferencialmente una al lado de la otra y una después de la otra y dispuestas según planos radiales respecto al eje geométrico del propio tambor de soporte. La disposición de las bandas se realiza de tal manera que los bordes terminales de dos bandas no consecutivas están parcialmente cubiertos por los bordes terminales de la banda interpuesta entre los mismos.

Los espacios existentes entre los bordes terminales cubiertos por las bandas están rellenos mediante inserciones trapezoidales aplicadas a los bordes terminales de la banda superpuesta sobre los mismos. La colocación de las bandas se realiza según varias capas superpuestas, en un número correlacionado con el espesor que se ha de conferir a la estructura de carcasa. La presencia de las inserciones trapezoidales citadas anteriormente determina un espesor de la estructura de carcasa en las zonas de los talones, proporcionándoles un doble espesor que se puede medir en la llanta.

La patente US 4.248.287 describe un procedimiento según el que se prevé la formación de las estructuras de carcasa para la colocación, sobre un tambor toroidal, de una pluralidad de capas, cada una formada por bandas radiales compuestas por alambres cauchutados y colocados circunferencialmente uno al lado del otro. Una vez se completa la colocación, dos anillos de talón se aplican en la zona del talón, alrededor del cual los anillos de talón se doblan sobre los bordes terminales de las capas de la carcasa formadas por las bandas radiales.

El solicitante ha observado que se pueden conseguir ventajas considerables en términos de simplificación del proceso de fabricación, y en términos de mejoras de las características de comportamiento del neumático si la tela o telas de carcasa se fabrican adecuadamente colocando sobre un soporte toroidal rígido segmentos a modo de banda, cada uno comprendiendo una pluralidad de cuerdas paralelas entre sí incorporadas en una capa elastomérica.

En relación con esto, el solicitante ya ha desarrollado varios procedimientos de fabricación que constituyen el objeto de respectivas solicitudes de patente europea.

Por ejemplo, los documentos EP 928680 A y EP 928702 A, siendo este último la técnica anterior más relevante, describen respectivamente un procedimiento de fabricación y un neumático en el que la estructura de carcasa se obtiene produciendo una primera y una segunda telas de carcasa, cada una obtenida mediante segmentos a modo de banda colocados de manera secuencial circunferencialmente entre sí uno al lado del otro.

Los neumáticos obtenidos tal como se describe en estos documentos tiene las porciones terminales de los segmentos a modo de banda que pertenecen a la primera y la segunda telas de carcasa colocadas en partes respectivamente opuestas respecto a las estructuras de refuerzo del talón anular.

Esta característica, combinada con la orientación respectivamente atravesada de los segmentos a modo de banda que pertenecen a una y a la otra tela, proporciona unas ventajas considerables en términos de resistencia estructural del neumático en proximidad con los talones y los flancos.

La solicitud de Patente Europea EP 976535, incluida dentro de las previsiones del Artículo 54(3) EPC, también a nombre del solicitante, propone la fabricación de una tela de carcasa colocando una primera y una segunda series de segmentos a modo de banda en una secuencia alterna, con los segmentos que pertenecen a la primera y a la segunda serie terminando en partes respectivamente opuestas respecto a las estructuras de refuerzo del talón.

Así es posible conseguir ventajas en términos de resistencia estructural en correspondencia con los talones y los flancos del neumático, incluso en presencia de una única tela de carcasa.

Según la presente invención, se observó que adoptando conceptos particulares en la fabricación de las estructuras anulares que refuerzan los talones, es posible conferir las deseadas características de comportamiento al neumático y permitir la explotación de los conceptos de fabricación citados anteriormente desarrollados de manera reciente por el solicitante, y todos los aspectos ventajosos relacionados con los mismos, también dentro del ámbito de la fabricación de neumáticos para motocicletas y similares.

Más específicamente, la invención se refiere a una estructura de carcasa para neumáticos de vehículos de dos ruedas, tal como se reivindica en la reivindicación 1.

En particular, la extensión radial de la segunda inserción anular preferiblemente varía entre 1/3 y 2/3 de la extensión radial de la primera inserción anular.

Ventajosamente, los segmentos individuales a modo de banda que pertenecen respectivamente a una de dichas primera y segunda series están dispuestos según un paso de distribución circunferencial correspondiente a un múltiplo de la anchura de los propios segmentos a modo de banda.

Las porciones de anillo que pertenecen respectivamente a los segmentos de la primera y la segunda series están colocadas ventajosamente una al lado de la otra en alineación mutua a lo largo del desarrollo circunferencial de la estructura de carcasa, mientras que las porciones laterales de cada segmento a modo de banda que pertenecen a la primera serie están parcialmente cubiertas cada una por una porción lateral de por lo menos un segmento a modo de banda adyacente que pertenece a la segunda serie, en la longitud colocada entre un borde radialmente exterior de la porción primaria de la estructura de refuerzo anular y una zona de transición entre dichas porciones laterales y dichas porciones de anillo.

Se puede prever ventajosamente que cada segmento a modo de banda presente zonas con una anchura aumentada en proximidad con los bordes circunferenciales interior de la estructura de carcasa, en correspondencia con los que los elementos filiformes comprendidos en cada segmento a modo de banda están retirados entre sí.

La invención también se refiere a un neumático, particularmente para vehículos de dos ruedas, que comprende una estructura de carcasa que presenta uno o más de las soluciones técnicas innovadoras especificadas anteriormente.

Otras características y ventajas se harán más fácilmente evidentes a partir de la descripción detallada de una realización preferida, pero no exclusiva, de una estructura de carcasa para neumáticos, particularmente para vehículos de dos ruedas, según la presente invención. La descripción se hará a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados puramente a modo de indicación no limitativa, en los que:

- la figura 1 es una vista interrumpida y seccionada de un neumático provisto de una estructura de carcasa fabricada según la presente invención;

- la figura 2 es un diagrama que muestra la fabricación de un elemento continuo a modo de banda destinado a formar la tela o telas de carcasa del neumático;

- la figura 3 muestra, en una vista en sección transversal, una realización del elemento a modo de banda citado anteriormente;

- la figura 4 muestra una vista en perspectiva interrumpida de una representación esquemática de la secuencia de disposición de una primera serie de segmentos a modo de banda para formar una tela de carcasa del neumático según la invención;

- la figura 5 muestra una vista en perspectiva interrumpida de una porción primaria de una estructura de refuerzo anular aplicada de manera lateral sobre los bordes terminales de los segmentos a modo de banda que pertenecen a la primera serie;

- la figura 6 muestra una vista en perspectiva interrumpida de una representación esquemática de la secuencia de disposición de una segunda serie de segmentos a modo de banda con respectivos bordes terminales superpuestos a la porción primaria de la estructura de refuerzo anular;

- la figura 7 es una semisección transversal de un neumático para motocicletas provisto de una estructura de carcasa según la presente invención.

Con referencia a las figuras citadas anteriormente, el número 1 indica globalmente un neumático, particularmente para vehículos de dos ruedas, que tiene una estructura de carcasa 2 fabricada según la presente invención.

La estructura de carcasa 2 tiene por lo menos una tela de carcasa 3 conformada según una configuración substancialmente toroidal y acoplada mediante sus bordes circunferenciales opuestos, a un par de estructuras de refuerzo anulares 4 (de las cuales solamente una se muestra en los dibujos), cada una de las cuales, una vez se ha completado el neumático, está situada en una zona usualmente identificada con el nombre de "talón".

Sobre la estructura de carcasa 2 se aplica, en una posición circunferencialmente exterior, una estructura de cintura 5 que comprende por lo menos una banda de cintura primaria 7, formada por una o más cuerdas continuas enrolladas según vueltas colocadas axialmente una al lado de la otra y substancialmente paralelas a la dirección del desarrollo circunferencial del neumático, así como posibles bandas de cintura auxiliares 6a, 6b situadas en una posición radialmente interior respecto a la banda de cintura primaria 7. En la estructura de cintura 5 está circunferencialmente superpuesta una banda de rodadura 8 sobre la que, siguiendo una operación de moldeado realizada simultáneamente con el curado del neumático, se obtienen cavidades longitudinales y/o transversales 8a, dispuestas para definir un "diseño de la banda de rodadura" deseado.

El neumático también comprende un par de los llamados "flancos" 9 aplicados lateralmente en lados opuestos sobre la estructura de carcasa 2.

La estructura de carcasa 2 se puede recubrir sobre sus paredes internas mediante una capa de sellado 10 o un llamado "revestimiento", que constituye esencialmente una capa de material elastomérico impermeable al aire capaz de garantizar la estanqueidad hermética del neumático hinchado.

El montaje de los componentes citados, así como la fabricación de uno o más de los mismos, se realiza con la ayuda de un soporte toroidal 11, visible de manera esquemática en la figura 1, conformado según la configuración de las paredes internas del neumático que se ha de fabricar.

El soporte toroidal 11 puede tener una dimensiones menores que el neumático acabado, según una medición lineal que varía preferiblemente entre el 2% y el 5%, tomada, a modo de indicación, a lo largo del desarrollo circunferencial del propio soporte en correspondencia con su plano ecuatorial X-X, que coincide con el plano ecuatorial del propio neumático.

El soporte toroidal 11, no descrito ni representado en detalle porque no es particularmente relevante para los propósitos de la invención, puede estar constituido, por ejemplo, mediante un tambor plegable o mediante un tubo hinchable reforzado adecuadamente para asumir y mantener la forma toroidal deseada en la condición hinchada.

Habiéndose dicho todo esto, la fabricación del neumático 1 implica primero la formación de la estructura de carcasa 2, que empieza con la posible formación de la capa de sellado 10.

Esta capa de sellado 10 se puede obtener ventajosamente mediante en enrollado circunferencial alrededor del soporte toroidal 11 de por lo menos una banda a modo de cinta 12 hecha de material elastomérico impermeable al aire, producida mediante un tensor y/o una calandria situada en la proximidad del propio soporte toroidal. Tal como puede observarse a partir de la figura 1, el enrollado de la banda a modo de cinta 12 se realiza substancialmente según vueltas circunferenciales colocadas de manera consecutiva una al lado de la otra para seguir el perfil en sección transversal de la superficie externa del soporte toroidal 11.

Para los propósitos de la presente invención, el término sección transversal significa la configuración presentada por la semisección del soporte toroidal 11 seccionado según un plano radial a su propio eje de rotación geométrico, no representado en los dibujos, que coincide con el eje de rotación geométrico del neumático y, por lo tanto, de la estructura de carcasa 2 que se fabrica.

La tela de carcasa 3 se forma directamente sobre el soporte toroidal 11 mediante la colocación, tal como se quedará más claro posteriormente, de una primera y una segunda series de segmentos a modo de banda 13, 14 obtenidos a partir de por lo menos un elemento continuo a modo de banda 2a que presenta preferiblemente una anchura que varía entre 3 mm y 15 mm.

Tal como se muestra en la figura 2, la preparación del elemento continuo a modo de banda 2a prevé esencialmente uno o más elementos filiformes 15, y preferiblemente de tres a diez elementos filiformes 15, suministrados mediante respectivas bobinas 15a, para guiarse a través de un tensor 16 asociado con un aparato de extrusión 17 que alimenta material elastomérico en crudo a través del propio tensor.

Se especifica que, para los propósitos de la presente invención, el término "tensor" significa la parte del aparato de extrusión identificada en la técnica también con el término "cabezal de extrusión", provisto de una llamada "matriz" que es atravesada por el producto que se procesa en correspondencia con una puerto de salida conformado y dimensionado según las características geométricas y dimensionales que se le han de dar al propio producto.

El material elastomérico y los elementos filiformes 15 están unidos íntimamente en el interior del tensor 16, generando en su salida un elemento continuo a modo de banda 2a, formado por al menos una capa de material elastomérico 18, en cuyo espesor están incorporados los propios elementos filiformes.

Dependiendo de los requerimientos, es posible guiar los elementos filiformes 15 al interior del tensor de tal manera que no estén íntegramente incorporados en la capa de material elastomérico 18 mediante la salida de una o las dos de sus superficies.

Los elementos filiformes 15 pueden, por ejemplo, estar constituidos cada uno por una cuerda textil con un diámetro que varía preferiblemente entre 0,6 mm y 1,2 mm, o mediante una cuerda de metal, con un diámetro que varía preferiblemente entre 0,3 mm y 2,1 mm.

Ventajosamente, si se requiere, los elementos filiformes 15 se pueden colocar en el elemento continuo a modo de banda 2a de tal manera que proporcione características de compacidad y homogeneidad inesperadas a la tela de carcasa 3 obtenida de esta manera.

Para este propósito, los elementos filiformes 15 pueden colocarse, por ejemplo, según una densidad que supere los seis elementos filiformes por centímetro, medidos circunferencialmente sobre la tela de carcasa 3 en la proximidad del plano ecuatorial del neumático 1. En cualquier caso, se prevé preferiblemente que los elementos filiformes 15 se coloquen en el elemento a modo de banda 2a según una distancia entre sus centros respectivos no menor de 1,5 veces el diámetro de los propios elementos filiformes, para permitir una cauchutación adecuada entre los alambres adyacentes.

El elemento continuo a modo de banda 2a que sale del tensor 16 se puede guiar ventajosamente, posiblemente a través de un dispositivo de acumulación-compensación 19, sobre un aparato de colocación cuyas características estructurales y operativas se describen en mayor detalle en el documento EP 928 680 A, a nombre del mismo solicitante, cuyo contenido se considera aquí adjunto.

Este aparato de colocación puede cortar secuencialmente el elemento continuo a modo de banda 2a para obtener segmentos a modo de banda 13, 14 de longitud predeterminada.

La ejecución del corte de cada segmento a modo de banda 13, 14 es seguida inmediatamente por la colocación del segmento sobre el soporte toroidal 11, conformando el segmento a modo de banda según una configuración en "U" alrededor del perfil de la sección transversal del propio soporte toroidal, de tal manera que en el segmento a modo de banda 13, 14 se pueden identificar dos porciones laterales 13a, 14a que se desarrollan radialmente hacia el eje del soporte toroidal 11, en posiciones que están axialmente distanciadas entre sí, y una porción de anillo 13b, 14b que se extiende en la posición radialmente exterior entre las propias porciones laterales.

El espesor del material elastomérico en crudo que forma la capa 18 que recubre los elementos filiformes 15 asegura la adhesión estable de los segmentos a modo de banda 13, 14 sobre las superficies del soporte toroidal 11, también en ausencia de la capa de sellado 10 sobre el propio soporte toroidal. Más en particular, la adhesión descrita anteriormente se manifiesta tan pronto como el segmento a modo de banda 13, 14 entra en contacto con el soporte toroidal 11 en una zona radialmente exterior de su perfil de la sección transversal.

Además o en lugar de la explotación del espesor natural del material elastomérico, tal como se ha descrito anteriormente, el soporte de uno o más de los segmentos a modo de banda 13, 14 sobre el soporte toroidal 11 se puede obtener mediante una acción de aspiración producida a través de uno o más orificios adecuados previstos en el propio soporte toroidal.

El soporte toroidal 11 se puede accionar el rotación angular según un movimiento por pasos en sincronía con el accionamiento del aparato de colocación citado anteriormente, de tal manera que cada acción de corte en cada segmento a modo de banda 13, 14 es seguida por su colocación en una posición circunferencialmente separada respecto al segmento 13, 14 colocado previamente.

Más específicamente, la rotación del soporte toroidal 11 se realiza según un paso angular en el que se corresponde un desplazamiento circunferencial igual a un múltiplo de, y más precisamente al doble, la anchura de cada segmento a modo de banda 13, 14.

Debe indicarse que, para los propósitos de la presente descripción, a menos que se indique lo contrario, el término "circunferencial" se refiere a una disposición de circunferencia en el plano ecuatorial y en proximidad a la superficie exterior del soporte toroidal 11.

La secuencia operativa descrita anteriormente es tal que una primera revolución completa del soporte toroidal 11 alrededor de su propio eje determina la disposición de la primera serie de segmentos a modo de banda 13, distribuidos circunferencialmente según un paso circunferencial igual al doble de la anchura de cada uno de los mismos. De esta manera, tal como muestra claramente la figura 4, entre uno y el otro de los segmentos que pertenecen a la primera serie se deja un espacio vacío "S" que, por lo menos en correspondencia con las porciones de anillo 13b de los propios segmentos, igual a estos últimos en anchura.

Dependiendo de los requerimientos, la disposición de los segmentos a modo de banda 13 que pertenecen a la primera serie se puede realizar según planos radiales al eje de rotación del soporte toroidal 11, o desplazados en forma paralela respecto a dicho plano radial, tal como se describe en la solicitud de patente WO 00/38906 a nombre del solicitante.

Además, esta operación de colocación se puede realizar según una orientación inclinada respecto a la dirección del desarrollo circunferencial del soporte toroidal 11, por ejemplo según un ángulo que varía entre 3 y 15 grados.

El ajuste del ángulo de disposición de los segmentos a modo de banda se puede obtener, por ejemplo, mediante la orientación adecuada del eje de rotación geométrico del tambor respecto al aparato de colocación.

La fabricación de una tela de carcasa 2 se realiza a continuación con la fase de aplicación de las estructuras de refuerzo anulares 4 citadas anteriormente, y más específicamente las porciones primarias 4a de las mismas, en proximidad con cada uno de los bordes circunferenciales interiores de la tela de carcasa 3 que se fabrica, para obtener las zonas de la carcasa conocidas como "talones", especialmente destinadas a garantizar el anclaje del neumático a una llanta de montaje correspondiente.

Cada una de las estructuras de refuerzo anulares 4 citadas anteriormente comprende preferiblemente una primera inserción de anclaje anular 21 substancialmente inextensible en el sentido circunferencial, substancialmente conformada en la manera de un anillo concéntrico con el eje de rotación geométrico del soporte toroidal 11 y situado en una porción circunferencialmente interior contra los bordes terminales que presentan segmentos a modo de banda 13 que pertenecen a la primera serie.

La primera inserción de anclaje anular 21 está compuesta por al menos un elemento metálico alargado enrollado según múltiples vueltas 21a substancialmenteconcéntricas. Las vueltas 21a se pueden definir mediante una espiral continua o mediante anillos concéntricos formados mediante respectivos elementos alargados.

Con la inserción de anclaje anular 21 está combinado un cuerpo de relleno 22 hecho de material elastomérico, preferiblemente termoplástico, que tiene una dureza que varía entre 48º y 55º Shore D, medida a una temperatura de 23ºC y que presenta preferiblemente una extensión radial que supera la extensión radial de la inserción de anclaje anular 21.

Preferiblemente, el cuerpo de relleno 22 está situado en una posición axialmente externa contra la primera inserción de anclaje anular 21, y se extiende radialmente, estrechándose al alejarse de la propia inserción anular.

Según una realización preferida, el elemento de anclaje anular 21 se fabrica directamente contra los bordes terminales de los segmentos a modo de banda 13, formando las vueltas 21 mediante el enrollado del elemento alargado con la posible ayuda de rodillos u otros dispositivos convenientes que actúan en contraste con la superficie del soporte toroidal 11.

El espesor de la capa elastomérica 18 que recubre los elementos a modo de banda 13 que pertenecen a la primera serie, así como la posible capa de sellado 10 previamente colocada sobre el propio tambor, aseguran una colocación estable de las vueltas individuales 21 al formarse.

La colocación del elemento alargado también puede estar ventajosamente precedida por una fase de cauchutado en la que los propios elementos alargados se recubren con por lo menos una capa de material elastomérico en crudo que, además de garantizar una fijación óptima caucho-metal sobre el propio elemento alargado, también favorece la adhesión.

Posteriormente, el cuerpo de relleno 22 se puede formar, a su vez, directamente en contacto con la inserción de anclaje anular 21, por ejemplo aplicando una banda continua hecha de un material elastomérico que sale de un tensor situado de manera adyacente al tambor 11. La banda continua puede presentar la forma en sección final del cuerpo de relleno 22, ya cuando sale del respectivo tensor. Alternativamente, la banda continua presentará una sección transversal más pequeña que la del cuerpo de relleno, y este último se obtendrá aplicando la propia banda según múltiples vueltas situadas una al lado de la otra y/o superpuestas, para definir el cuerpo de relleno 22 en su configuración final.

Después de la aplicación de las porciones primarias 4a que pertenecen a las respectivas estructuras de refuerzo anulares 4, la formación de la tela de carcasa 3 se completa colocando la segunda serie de segmentos a modo de banda 14 obtenidos mediante el corte a medida del elemento continuo a modo de banda 2a y aplicado sobre el soporte toroidal 11 de una manera similar a la descrita para los segmentos a modo de banda 13 que pertenecen a la primera serie.

Tal como se muestra claramente en la figura 6, cada segmento 14 que pertenece a la segunda serie se coloca según una configuración en "U" alrededor del perfil en sección transversal del soporte toroidal 11, entre dos segmentos consecutivos 13 que pertenecen a la primera serie y orientados paralelos entre sí. Más específicamente, cada segmento 14 que pertenece a la segunda serie presenta la respectiva porción de anillo 14b circunferencial interpuesta entre las porciones de anillo 13a de los segmentos 13 que pertenecen a la primera serie, para llenar el espacio "S" existente entre los mismos, y un par de porciones laterales 14a que llevan los bordes terminales del propio segmento en superposición con las porciones primarias 4a de las respectivas estructuras de refuerzo anulares 4, en posiciones axialmente opuestas respecto a los bordes terminales de los segmentos 13 que pertenecen a la primera serie.

En otras palabras, cada porción primaria 4a, que tiene un perfil en sección que se estrecha al alejarse del eje del neumático, presenta un lado axialmente interior orientado hacia los bordes terminales de los segmentos a modo de banda 13 que pertenecen a la primera serie, y un lado axialmente exterior orientado hacia los bordes terminales de los segmentos 14 que pertenecen a la segunda serie.

Las porciones laterales 14a de cada segmento 14 que pertenecen a la segunda serie también pueden cubrir parcialmente las porciones laterales 13a de dos segmentos 13 consecutivos que pertenecen a la primera serie, cada uno en una longitud colocada entre el borde radialmente exterior de la porción primaria 4a que pertenece a la respectiva estructura de refuerzo anular 4 y la zona de transición entre la propia porción lateral y la porción de anillo 13b, 14b.

Debido a la convergencia mutua entre las porciones laterales contiguas 13a, 14a orientadas radialmente respecto al eje geométrico del soporte toroidal 11, la superposición o cubrimiento de las porciones laterales 13a de los segmentos 13 que pertenecen a la primera serie, es decir, la amplitud circunferencial de las zonas de superposición, disminuye progresivamente empezando desde un valor máximo en proximidad con el borde radialmente exterior de la porción primaria 4a de cada estructura de refuerzo anular 4, hasta un valor de cero en correspondencia con la zona de transición entre las porciones laterales 13a, 14a de las porciones de anillo 13b, 14b.

Si, en proximidad a los talones, se ha de obtener una distribución más homogénea de los elementos filiformes 15 que componen respectivamente los segmentos 13, 14 de la primera y de la segunda series, se puede realizar una etapa de deflexión de manera secuencial sobre el elemento continuo a modo de banda 2a en las zonas de su desarrollo longitudinal correspondiente a las extremidades de los segmentos a modo de banda 13, 14 que se han de obtener siguiendo las acciones de corte. De esta manera, sobre el desarrollo de cada segmento a modo de banda 13, 14, se definen zonas con una anchura aumentada, colocadas en correspondencia con los bordes circunferenciales internos de la tela de carcasa 3 así formada.

La acción de deflexión provoca una reducción en el espesor de la capa elastomérica 18 y un aumento en la anchura del elemento a modo de banda 2a con la consiguiente separación mutua de los elementos filiformes 15. Al hacer esto, los bordes terminales de cada segmento 13, 14 se pueden ensanchar hasta que presenten, en correspondencia con las extremidades circunferencialmente interiores, una anchura que puede ser incluso el doble que las porciones de anillo 13b, 14b, y en cualquier caso para recubrir completamente los respectivos lados interior y exterior de cada porción primaria 4a.

Después de colocar los segmentos a modo de banda 14 que pertenecen a la segunda serie de la manera descrita anteriormente, se completa la formación de las estructuras de refuerzo anulares del talón 4.

Para este propósito, tal como muestra la figura 6, para cada una de las estructuras de refuerzo 4a se forma una segunda inserción anular 24, conformada de la manera de un anillo, obtenida por ejemplo mediante el ensanchamiento de un segundo elemento alargado según vueltas concéntricas 24a, de una manera similar a la descrita con referencia a la formación de la primera inserción anular 21.

La segunda inserción 24 constituye así una porción adicional de la estructura de refuerzo 4, que se forma y/o aplica contra los bordes terminales 14a de los segmentos a modo de banda 14 que pertenecen a la segunda serie. Para este propósito, el segundo elemento alargado se puede enrollar directamente contra la tela de carcasa 3 previamente formada sobre el soporte toroidal 11, para formar la segunda inserción anular 24 directamente en contacto sobre la propia tela de carcasa.

Siguiendo a esta operación, cada uno de los bordes terminales 14a de los segmentos 14 que pertenecen a la segunda serie se encierra ventajosamente entre la porción primaria 4a y la porción adicional 24 de la respectiva estructura de refuerzo anular 4.

Ventajosamente, la segunda inserción anular 24 presenta una extensión radial menor que la de la primera inserción anular 21, y preferiblemente varía entre 1/3 y 2/3 de la misma.

En neumáticos radiales, una estructura de cintura 5 usualmente se aplica a la estructura de carcasa 2.

Esta estructura de carcasa 5 se puede obtener de cualquier manera conveniente para el técnico en la materia y comprende esencialmente una banda de cintura primaria 7, por ejemplo obtenida mediante el enrollado de por lo menos una cuerda continua según vueltas colocadas axialmente una al lado de la otra sobre la tela de carcasa 3. Junto con la banda primaria 7 citada anteriormente, también pueden preverse capas de refuerzo adicionales, ventajosamente constituidas por bandas de tejido y/o de fieltro, es decir, capas de compuesto cargado con cortas fibras de refuerzo, por ejemplo de tipo aramídico.

En la realización presentada, la estructura de cintura también comprende una primera y una segunda bandas de cintura auxiliares 6a, 6b que presentan cuerdas con una orientación respectivamente atravesada, situadas en una posición que es radialmente interior a la banda primaria 7.

Sobre la estructura de cintura 5 se aplican a continuación la banda de rodadura 8 y los flancos 9, que también se pueden obtener de cualquier manera encontrada conveniente por el técnico en la materia.

El neumático 1 así fabricado se puede someter ahora, si es necesario después de su retirada del soporte 11, a una fase de curado que se puede realizar de cualquier manera conocida y convencional.

La presente invención consigue importantes ventajas.

La estructura de carcasa se puede obtener directamente sobre un soporte toroidal sobre el que, ventajosamente, todo el neumático se puede formar, con una considerable reducción en los tiempos de procesamiento comparado con el procedimiento descrito en el documento US 5.362.343.

La concepción constructiva y estructural del neumático, especialmente con referencia a su estructura de carcasa 2, permite conseguir mejoras considerables en términos de resistencia estructural, especialmente en proximidad con los flancos y los talones, donde se requiere normalmente una mayor resistencia, así como el comportamiento en carretera, que se beneficia mientras tanto de todas las ventajas típicamente conectadas con una estructura de carcasa de una única tela.

En particular, las características constructivas de las estructuras anulares inextensibles 4 y la manera con la que se integran en la tela de carcasa 3 son tales que dan una excelente resistencia estructural al neumático 1, mientras que contienen adecuadamente su espesor es correspondencia con los talones, según los requerimientos típicamente encontrados en los neumáticos de motocicletas.

La presencia de las inserciones anulares circunferencialmente inextensibles 21, 24, cuyas vueltas 21a, 24a están íntimamente unidas a la tela de carcasa 3 y orientadas substancialmente perpendiculares respecto a los elementos filiformes 15 que pertenecen a las diferentes series de segmentos a modo de banda 13, 14, proporcionan un excelente acoplamiento con los propios elementos filiformes. La estructura de carcasa 2 se refuerza así de manera considerable en las zonas correspondientes a los talones del neumático 1 sin requerir, para este propósito, el uso de inserciones a modo de banda adicionales, usualmente llamadas "aletas", enrolladas en un bucle alrededor de las estructuras de refuerzo anulares 4, usadas en su lugar en la técnica anterior.

Claims (8)

1. Estructura de carcasa para neumáticos de vehículos de dos ruedas, que comprende:

por lo menos una tela de carcasa (3) que comprende una primera y una segunda series de segmentos a modo de banda (13, 14) distribuidos circunferencialmente alrededor de un eje de rotación geométrico, y comprendiendo cada uno por lo menos dos elementos filiformes (15) colocados longitudinalmente y paralelos entre sí y por lo menos parcialmente recubierto por al menos una capa de material elastomérico en crudo (18), extendiéndose cada uno de dichos segmentos a modo de banda (13, 14) según la conformación substancialmente en forma de "U" alrededor del perfil de la sección transversal de la estructura de carcasa, para definir dos porciones laterales (13a, 14a) separadas entre sí en la dirección axial, y una porción de anillo (13b, 14b) que se extiende en una posición radialmente exterior entre las porciones laterales (13a, 14a); y

un par de estructuras de refuerzo anulares (4) cada una acoplada en proximidad con un respectivo borde circunferencial interior de la tela de carcasa (3),

en la que cada una de dichas estructuras de refuerzo anulares (4) comprende:

por lo menos una porción primaria (4a) que presenta un lado axialmente interior orientado hacia bordes terminales de los segmentos que pertenecen a la primera serie (13) y un lado axialmente exterior orientado hacia los bordes terminales de los segmentos que pertenecen a la segunda serie (14);

por lo menos una porción adicional (24) colocada contra los bordes terminales de los segmentos a modo de banda que pertenecen a la segunda serie (14), en el lado opuesto respecto a dicha porción primaria (4a);

en la que la porción primaria (4a) de cada una de dichas estructuras anulares inextensibles (4) comprende:

una primera inserción anular (21) circunferencialmente inextensible conformada substancialmente en la manera de un anillo colocado coaxialmente respecto a la estructura de carcasa (2) y de manera adyacente a un borde circunferencial interior de la tela de carcasa (3), estando formada dicha primera inserción anular (21) por al menos un elemento alargado que se extiende según vueltas concéntricas (21a);

un cuerpo de relleno (22) hecho de material elastomérico que presenta un lado unido a la primera inserción de anclaje anular (21); y en la que dicha por lo menos una porción adicional (24) comprende por lo menos una segunda inserción anular circunferencialmente inextensible (24) conformada substancialmente en la manera de un anillo, formada por al menos un elemento alargado que se extiende según vueltas concéntricas (24a) colocadas contra los bordes terminales de los segmentos a modo de banda que pertenecen a la segunda serie (14),

caracterizada por el hecho de que los segmentos a modo de banda que pertenecen respectivamente a la primera serie (13) y a la segunda serie (14) están dispuestos en una secuencia alternada entre sí a lo largo del desarrollo circunferencial de la estructura de carcasa (2), para formar una única tela de carcasa (3), y dicha segunda inserción anular (24) presenta una extensión radial menor que la extensión radial de la primera inserción anular (21).

2. Estructura de carcasa según la reivindicación 1, en la que la extensión radial de la segunda inserción anular (24) varía entre 1/3 y 2/3 de la extensión radial de la primera inserción anular (21).

3. Estructura de carcasa según la reivindicación 1, en la que los segmentos individuales a modo de banda (13, 14) que pertenecen respectivamente a una de dichas primera y segunda series están dispuestos según un paso de distribución circunferencial correspondiente a un múltiplo de la anchura de los propios segmentos a modo de banda.

4. Estructura de carcasa según la reivindicación 1, en la que las porciones de anillo (13b, 14b) que pertenecen respectivamente a los segmentos de la primera y la segunda series (13, 14) están colocados uno al lado del otro en alineación mutua a lo largo del desarrollo circunferencial de la estructura de carcasa (2).

5. Estructura de carcasa según la reivindicación 4, en la que las porciones laterales (13a) de cada segmento a modo de banda (13) que pertenecen a la primera serie están parcialmente cubiertas cada una por una porción lateral (14a) de por lo menos un segmento a modo de banda (14) adyacente que pertenece a la segunda serie, en la longitud colocada entre un borde radialmente exterior de la porción primaria (4a) de la estructura de refuerzo anular (4) y una zona de transición entre dichas porciones laterales (13a, 14a) y dichas porciones de anillo (13b, 14b).

6. Estructura de carcasa según la reivindicación 1, en la que cada segmento a modo de banda (13, 14) presenta zonas con una anchura aumentada en proximidad con los bordes circunferenciales interior de la estructura de carcasa (2).

7. Estructura de carcasa según la reivindicación 6, en la que los elementos filiformes (15) comprendidos en cada segmento a modo de banda (13, 14) están separados entre sí en correspondencia con dichas zonas con una anchura aumentada.

8. Neumático para vehículos de dos ruedas, que comprende una estructura de carcasa tal como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores.