ES2235439T3 - Neumatico. - Google Patents
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Abstract
SE PRESENTA UN NEUMATICO QUE COMPRENDE UNA BANDA DE RODAMIENTO COMPUESTA DE UNAS PORCIONES EN RELIEVE CONFORMADAS A MODO DE BLOQUES Y UNA PLURALIDAD DE MUESCAS FINAS FORMADAS SOBRE LAS PORCIONES EN RELIEVE EN FORMA DE BLOQUES. AL MENOS EN UNA PORCION EN LA DIRECCION DE LA PROFUNDIDAD DE LA MUESCA, LA MUESCA TIENE UNA AMPLITUD EN LA DIRECCION DEL ANCHO DE LA MUESCA Y SE EXTIENDE EN LA DIRECCION TRANSVERSAL DEL NEUMATICO, Y AL MENOS UNA PORCION DE CADA MUESCA EN LA DIRECCION DE LA PROFUNDIDAD DE LA MUESCA ESTA DISPUESTA EN UNA POSICION DESCENTRADA RESPECTO A OTRA PORCION DE LA MUESCA EN LA DIRECCION CIRCUNFERENCIAL DEL NEUMATICO. LA AMPLITUD DE LA MUESCA DE LA PRESENTE INVENCION PUEDE CAMBIAR EN LA DIRECCION DE LA PROFUNDIDAD Y EL CAMBIO PUEDE VARIAR DE UN AUMENTO A UN DESCENSO O DE UN DESCENSO A UN AUMENTO EN UNA O UNA PLURALIDAD DE POSICIONES NODALES DISPUESTAS EN LA MUESCA EN LA DIRECCION DE LA PROFUNDIDAD DE LA MUESCA. LA SECCION TRANSVERSAL DE LA MUESCA EN UNA DIRECCION CIRCUNFERENCIAL DEL NEUMATICO PUEDE TENER UNA FORMA ESPECIFICA TAL COMO UNA FORMA SUSTANCIALMENTE SIMETRICA RESPECTO A LA LINEA CENTRAL DE LA PORCION SALIENTE EN FORMA DE BLOQUES EN LA DIRECCION CIRCUNFERENCIAL DEL NEUMATICO. CON LA ESTRUCTURA ANTEDICHA SE PUEDE ELIMINAR EL DETERIORO DE LA PROPIEDAD DE SUJECION A LA CARRETERA PROVOCADO POR UN AUMENTO DEL NUMERO DE MUESCAS Y SE PUEDEN MEJORAR EL COMPORTAMIENTO DE AGARRE SOBRE SUPERFICIES MOJADAS, EL COMPORTAMIENTO DE ACELERACION Y FRENADO SOBRE HIELO Y LA RESISTENCIA A UN DESGASTE IRREGULAR DEL NEUMATICO.
Description
Neumático.
La presente invención se refiere a un neumático
y, más particularmente, a un neumático mejorado que presenta un
excelente comportamiento rodando sobre hielo y nieve.
El uso de neumáticos claveteados ha sido
prohibido y se han realizado diversas mejoras en las bandas de
rodadura para la producción de neumáticos sin clavos mejorados.
Los neumáticos sin clavos presentan una
característica común consistente en que las bandas de rodadura
presentan numerosos cortes de drenaje que se extienden directamente
en dirección de la profundidad.
La superficie de la banda de rodadura queda
dividida en numerosos bloques por los cortes de drenaje. Se ha
estudiado la forma del corte de drenaje en dirección transversal
con el fin de incrementar el coeficiente de rozamiento (\mu)
sobre el hielo utilizando las esquinas de los bloque (efecto
borde).
Como procedimientos convencionales para
incrementar el coeficiente de rozamiento sobre hielo, existen un
procedimiento según el cual se aumenta el número de cortes de
drenaje y otro procedimiento según el cual se mejora el efecto de
drenaje.
Si se incrementa el número de cortes de drenaje
según un procedimiento convencional empeora la propiedad de
adherencia a la carretera debido a la reducción de la rigidez del
bloque no pudiéndose conseguir el efecto deseado. Además, el
empeoramiento de la propiedad de adherencia a la carretera da lugar
a un desgaste irregular (desgaste de
punta-tacón).
Debe prestarse atención también a lo que se da a
conocer en las patentes
FR-A-2703002 (que da a conocer un
neumático según el preámbulo de la reivindicación 1),
US-A-5350001,
JP-09-094829A,
JP-02-246810A y
EP-1073562A.
La presente invención se ha realizado para
superar el problema señalado. Un objeto de la presente invención es
proporcionar un neumático que puede evitar el empeoramiento de la
propiedad de adherencia a la carretera producido por el aumento del
número de cortes de drenaje y presenta mejoras en el comportamiento
de adherencia del neumático sobre superficies mojadas, el
comportamiento en la aceleración y el frenado sobre hielo y la
resistencia al desgaste irregular (abrasión).
La presente invención proporciona un neumático
según la reivindicación 1.
En la presente invención, el neumático comprende
una banda de rodadura la cual comprende, a su vez, porciones de
campo en forma de bloques separados por una pluralidad de ranuras
principales que se extienden en dirección circunferencial del
neumático y por numerosas ranuras de tacos que se cortan con las
ranuras principales, y una pluralidad de cortes de drenaje formados
en las porciones de campo en forma de bloque; en el que por lo
menos una parte de cada corte de drenaje en dirección de la
profundidad de corte presenta una amplitud en dirección de la
anchura del corte y se extiende en dirección transversal del
neumático, y por lo menos una parte de cada corte de drenaje en
dirección de la profundidad del corte está dispuesta en una
posición desplazada en dirección circunferencial del neumático con
respecto a otra parte del corte de drenaje.
La parte dispuesta en posición desplazada con
respecto a la dirección circunferencial del neumático y la otra
parte del corte de drenaje adyacente a la parte dispuesta en
posición desplazada están conectadas por una parte de conexión que
se extiende en una dirección que se corta con la dirección radial
del neumático.
La amplitud del corte de drenaje en dirección de
la anchura del corte puede cambiar en dirección de la profundidad
del corte, y el cambio de la amplitud se produce en una de una
pluralidad de posiciones nodales dispuestas en el corte en
dirección de la profundidad.
Cuando la amplitud del corte de drenaje en
dirección de la anchura del corte cambia en la dirección de la
profundidad del corte, el cambio en la amplitud puede alternar
desde un aumento a una disminución o desde una disminución a un
aumento en una o en una pluralidad de posiciones nodales situadas en
el corte en dirección de la profundidad del mismo.
Dicho de otro modo, en cierta posición en
dirección de la profundidad, el corte de drenaje en el neumático de
la presente invención presenta una parte de pliegue que se forma
por la parte dispuesta en la posición desplazada en dirección
circunferencial del neumático y debido al cambio en la amplitud en
dirección de la anchura del corte de drenaje. Por tanto, el corte de
drenaje presenta una mayor superficie de contacto entre las caras
laterales del corte y un mayor efecto de supresión de la
deformación de la porción de campo en forma de bloque cuando se
aplica una aceleración o un frenado, en comparación con cortes de
drenaje de forma convencional que se extienden directamente en
dirección de la profundidad.
La deformación de la porción de campo en forma de
bloque bajo la aplicación de una aceleración o un frenado puede
suprimirse por los cortes de drenaje de la presente invención con
mayor efectividad que por los cortes de drenaje convencionales,
aunque el número de cortes de drenaje aumente, porque la superficie
de contacto entre las caras laterales de los cortes y la fuerza de
contacto entre los cortes bajo la deformación por el esfuerzo de
compresión aumenta por el efecto de la amplitud.
Por tanto, en el neumático de la presente
invención, puede suprimirse el aumento de la deformación de la
porción de campo en forma de bloque debida al aumento del número de
cortes de drenaje y puede evitarse el empeoramiento de la propiedad
de adherencia a la carretera. Así pues, el neumático de la presente
invención puede presentar mejoras en el comportamiento de adherencia
del neumático sobre superficies mojadas, el comportamiento en la
aceleración y en el frenado sobre hielo y la resistencia a un
desgaste irregular.
El corte de drenaje plegado sustancialmente en
dirección de la profundidad según la invención que se ha descrito
se caracteriza porque una sección transversal del corte de drenaje
en la dirección circunferencial del neumático presenta un forma tal
que la forma desplazada en la zona del neumático a un lado del
centro de la porción de campo en forma de bloque en dirección
circunferencial del neumático y la forma desplazada en la zona del
neumático al otro lado del centro de la porción de campo en forma
de bloque en la dirección circunferencial se corresponden entre
sí.
La sección transversal del corte de drenaje en
dirección circunferencial del neumático puede presentar una forma
tal que es sustancialmente simétrica con respecto a la línea axial
de la porción de campo en forma de bloque en dirección
circunferencial del neumático,
La deformación de los pequeños bloques que quedan
divididos por los cortes de drenaje se suprime por la fuerza del
contacto entre las caras laterales de los pequeños bloques a ambos
lados del corte de drenaje y por tanto se aumenta todavía más el
efecto de supresión de la deformación de la porción de campo en
forma de bloque.
La sección transversal del corte de drenaje en
dirección circunferencial del neumático puede presentar una forma
tal que los cortes de drenaje adyacentes entre sí presenten formas
que sean sustancialmente simétricas con respecto a la línea central
entre los cortes de drenaje en la dirección de la profundidad de
los mismos.
La deformación de los pequeños bloques se suprime
por la fuerza de contacto entre los pequeños bloques adyacentes.
Los pequeños bloques situados en todas las demás posiciones
presentan una mayor anchura en torno a la parte inferior y muestran
una mayor rigidez y la deformación se suprime con mayor efectividad.
La deformación de la porción de campo en forma de bloque se suprime
con una mejora del equilibrio
La sección transversal del corte de drenaje en
dirección circunferencial del neumático puede presentar una forma
tal que la parte plegada se encuentra dispuesta en una posición en
dirección de la profundidad diferente de unos cortes de drenaje a
otros.
Por ejemplo, cuando cada uno de los cortes de
drenaje presenta una sola parte plegada, los cortes de drenaje
pueden estar dispuestos de tal manera que cuanto más próximos se
encuentren a la línea central en dirección circunferencial del
neumático, tanto más profunda es la posición del pliegue que tiene
una forma sustancialmente plegada. Cuando los cortes de drenaje se
encuentran formados de esta manera, la rigidez a la deformación de
la porción de campo en forma de bloque aumenta gradualmente desde
la línea central en dirección circunferencial del bloque hacia la
cara lateral de la porción de campo en forma de bloque que se abre
a una ranura de taco. Por tanto, la presente construcción de los
cortes de drenaje consigue un mejor efecto en la supresión de la
deformación si se compara con las formaciones convencionales de los
cortes de drenaje.
La invención se describirá de forma más completa
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1A muestra una vista en perspectiva de
una porción de campo en forma de bloque de un neumático según la
primera forma de realización de la presente invención.
La Figura 1B muestra una vista lateral de la
porción de campo en forma de bloque representada en la Figura
1A.
La Figura 2 muestra otra vista lateral de la
porción de campo en forma de bloque representada en la Figura 1A
para la descripción del funcionamiento de un neumático según la
primera forma de realización de la presente invención.
La Figura 3 muestra una vista en planta que
ilustra una parte de una banda de rodadura según la primera forma
de realización de la presente invención.
La Figura 4 muestra una vista lateral que ilustra
un ejemplo modificado de una porción de campo en forma de bloque de
un neumático según la primera forma de realización de la presente
invención.
La Figura 5 muestra una vista lateral que ilustra
todavía otro ejemplo modificado de una porción de campo en forma de
bloque de un neumático según la primera forma de realización de la
presente invención.
La Figura 6A muestra una vista en perspectiva de
una porción de campo en forma de bloque de un neumático según la
segunda forma de realización de la presente invención.
La Figura 6B muestra una vista lateral de la
porción de campo en forma de bloque representada en la Figura
6A.
La Figura 7 muestra una vista lateral que
representa un ejemplo modificado de una porción de campo en forma
de bloque de un neumático según la segunda forma de realización de
la presente invención.
La Figura 8 muestra una vista en perspectiva de
una porción de campo en forma de bloque de un neumático según la
tercera forma de realización de la presente invención.
La Figura 9 muestra una vista en perspectiva que
ilustra una porción de campo en forma de bloque de un neumático
convencional.
A continuación se describirá la primera forma de
realización del neumático de la presente invención haciendo
referencia a las Figuras 1A a 5.
El neumático 10 de la presente forma de
realización presenta la estructura interna de un neumático radial
convencional y se omiten las descripciones de dicha estructura.
Como se representa en la Figura 3, en la banda de
rodadura 12 del neumático 10 de la presente invención, se forman
una pluralidad de ranuras principales 14 que se extienden en la
dirección circunferencial del neumático (la dirección indicada por
la flecha S) y numerosas ranuras de tacos 16 que se cortan con las
ranuras principales 10. Entre las ranuras principales 14 y las
ranuras de tacos 16 quedan definidas unas porciones de campo en
forma de bloque
18.
18.
En la presente forma de realización, tanto las
ranuras principales 14 como las ranuras de tacos 16 son todas ellas
rectas. Las ranuras principales 14 pueden ser de otros tipos de
ranuras convencionales tales como en zigzag o acodadas y
extendiéndose en dirección circunferencial del neumático con una
determinada distancia entre las ranuras individuales. Las ranuras
de tacos 16 también pueden ser diferentes presentando formas tales
como en zigzag o curvadas.
Como se ilustra en las Figuras 1A y 3, la porción
de campo en forma de bloque 18 de la presente forma de realización
presenta una forma cuadrada en la cual la longitud L1 en dirección
circunferencial del neumático y la longitud L2 en dirección
transversal (la dirección indicada por la flecha W) se establecen de
la misma longitud. Sin embargo podrían utilizarse otras formas como
la forma rectangular.
Como se ilustra en la Figura 3, en cada un de las
porciones de campo en forma de bloque 18 y cortándolas
transversalmente, se extienden una pluralidad de cortes de drenaje
20 en dirección transversal del neumático. Cada una de las porciones
de campo en forma de bloque 18 queda dividida por la pluralidad de
cortes de drenaje 20 en una pluralidad de pequeños bloques
(pequeñas porciones de campo) 18B.
Como se ilustra en la Figura 1A, el corte de
drenaje de la presente forma de realización es un corte de drenaje
denominado en zigzag (corte de drenaje que presenta una forma en
línea quebrada triangular) de amplitud a. En el neumático de la
presente forma de realización, en por lo menos una parte en
dirección de la profundidad, el corte de drenaje presenta una
amplitud en dirección de la anchura del corte y se extiende en la
dirección transversal del neumático.
En la presente forma de realización, existen dos
partes, cada una de ellas con una amplitud en la dirección de la
anchura del corte de drenaje y extendiéndose en la dirección
transversal del neumático, dispuestas en posiciones desplazadas
entre sí y conectadas mediante una parte de conexión que se extiende
en una dirección que se corta con la dirección radial del
neumático.
La Figura 1 muestra un ejemplo de este corte de
drenaje que está compuesto por una primera parte 20A, una segunda
parte 20B y una parte inclinada 20C. Las partes primera 20A y
segunda 20B, presentan cada una de ellas una amplitud a en la
dirección de la anchura del corte de drenaje y se extienden en la
dirección transversal del neumático. Las partes primera 20A y
segunda 20B se encuentran situadas en posiciones desplazadas entre
sí en dirección circunferencial del neumático. La parte inclinada
20C es una parte de conexión que se une a la parte extrema contigua
de la primera parte 20A y a la parte extrema contigua de la segunda
parte 20B y se extiende en dirección transversal del neumático.
En el neumático según la presente forma de
realización representado en las Figuras 1A, 1B y 2, la amplitud a
no cambia en la primera parte 20A ni en la segunda 20B, y se
establece en un valor constante.
El corte de drenaje 20 puede presentar una forma
cualquiera con tal de que presente la amplitud a en la superficie
18A de contacto con la carretera. La forma en la superficie que
hace contacto con la carretera puede ser en forma de zigzag o
adoptar otras formas como puede ser una sinusoide.
Como se representa en las Figuras 1A y 1B, el
corte de drenaje 20 en la porción de campo en forma de bloque 18
está compuesto de la primera parte 20A, la segunda parte 20B y la
parte inclinada 20C. La primera parte 20A se extiende en dirección
sustancialmente perpendicular a la superficie 18A que hace contacto
con la carretera y termina en esta superficie 18A. La segunda parte
20B se extiende en dirección sustancialmente perpendicular a la
superficie 18A que hace contacto con la carretera, y se encuentra
más distante de dicha superficie 18A que la primera parte 20A y
está situada en una posición desplazada con respecto a la primera
parte 20A hacia el lado más alejado de la línea central de la
porción de campo en forma de bloque 18 en dirección circunferencial
del neumático. La parte inclinada 20C está unida a la parte extrema
contigua de la primera parte 20A y a la parte extrema contigua de
la segunda parte 20B y se extiende oblicuamente hacia abajo a
partir de la primera parte 20A hacia la segunda parte 20B.
En la presente forma de realización, la
profundidad B del corte de drenaje 20 está establecida en el mismo
valor para todos los cortes de drenaje 20. La distancia A_{1}
desde la superficie 18A que hace contacto con la carretera hasta
una posición central de la parte inclinada 20C (la posición que se
indica mediante línea de trazo y punto en la Figura 1A) medida en
dirección perpendicular, se establece en el mismo valor para todos
los cortes de drenaje 20.
La profundidad B del corte de drenaje y la
distancia A_{1} se establecen de manera que satisfagan la
relación: 1/10 < A_{1}/B < 2/3.
Si la relación de A_{1} y B es tal que
A_{1}/B < 1/10, el efecto de la presente invención puede
perderse en una fase temprana del desgaste puesto que la parte
inclinada 20C pronto desaparece y tiene lugar el desgaste
punta-tacón en fases medias del desgaste debido a
la disminución de la rigidez del bloque.
Si la relación entre A_{1} y B es tal que 2/3
< A_{1}/B, la rigidez disminuye solamente en la parte inferior
(parte de la base) de los pequeños bloques separados por los cortes
de drenaje 20. De este modo, la deformación se concentra en la zona
en torno a la parte inferior de los pequeños bloques y no puede
impedirse la deformación de la porción de campo en forma de bloque
18. Por tanto el desgaste punta-tacón tiene lugar
en fases muy tempranas del desgaste.
A continuación se describe el funcionamiento del
neumático 10 de la presente invención.
En la Figura 2, en la porción de campo en forma
de bloque18, se forman los cortes de drenaje 20 cada uno de los
cuales presenta la primera parte 20A y la segunda parte 20B. La
fuerza indicada por la flecha F se aplica sobre la superficie de la
porción de campo en forma de bloque 18 que hace contacto con la
carretera. Los pequeños bloques 100A y 100B se inclinan cada uno de
ellos contra el pequeño bloque adyacente en la dirección que indica
la flecha F. Dicho de otro modo, el pequeño bloque 100A se inclina
contra el pequeño bloque 100B y el pequeño bloque 100B se inclina
contra el pequeño bloque 100C. Las caras laterales del corte de
drenaje 20 entre el pequeño bloque 100A y el pequeño bloque 100B
entran en contacto entre sí y las caras laterales del corte de
drenaje 20 entre el pequeño bloque 100B y el pequeño bloque 100C
entran en contacto entre sí.
La deformación de los pequeños bloques 100A y
100B puede suprimirse por la fuerza del contacto entre las caras
laterales de los cortes de drenaje 20 antes descritos.
El pequeño bloque 100C recibe la fuerza del
contacto del pequeño bloque 100B. Sin embargo, la deformación del
pequeño bloque 100C se suprime porque la anchura en torno a la
parte inferior es grande y el bloque presenta mayor rigidez.
Incluso si la rigidez del pequeño bloque 100C es insuficiente, el
pequeño bloque 100C es soportado por los pequeños bloques 100D y
100E que no se deforman por la fuerza aplicada (F). Normalmente, la
deformación de los pequeños bloques 100D y 100E se suprime por la
rigidez del pequeño bloque 100C.
Por consiguiente, en el neumático de la presente
invención, el efecto de supresión de la deformación de la porción
de campo en forma de bloque es mayor que en los neumáticos
convencionales.
Con mayor detalle, el corte de drenaje 20 del
neumático 10 de la presente forma de realización presenta la parte
inclinada 20C en una posición intermedia con respecto a la
profundidad. Por tanto, en comparación con un corte de drenaje que
se extienda directamente en dirección de la profundidad y de la
misma profundidad que el corte de drenaje 20, la superficie de
contacto entre las caras laterales del corte de drenaje aumenta y
el efecto de supresión de la deformación de la porción de campo en
forma de bloque 18 en la aceración y en el frenado aumenta.
En la parte inclinada 20C, las caras laterales
del corte de drenaje entran fácilmente en contacto entre sí cuando
la porción de campo en forma de bloque 18 sufre una deformación por
la fuerza de compresión, puesto que la parte inclinada 20C está
dispuesta en una dirección que se corta con la dirección de
compresión, y la fuerza de contacto entre los cortes de drenaje
causada por la deformación del bloque aumenta todavía más. Por
tanto, la porción de campo en forma de bloque 18 de la presente
forma de realización presenta una menor deformación que los bloques
convencionales en los cuales se forman los cortes de drenaje sin la
parte inclinada 20C.
Así pues, el neumático 10 de la presente
invención puede suprimir con mayor efectividad la deformación de la
porción de campo en forma de bloque 18 por efecto de la aplicación
de una aceleración o de frenado aunque el número de cortes de
drenaje aumente, debido a que aumenta la superficie de contacto
entre las caras laterales de los cortes de drenaje y aumenta
también la fuerza de contacto entre los cortes de drenaje en la
parte inclinada 20C bajo la deformación por la fuerza de
compresión, debido a la presencia de dicha parte inclinada 20C.
Como se ha descrito anteriormente, en el
neumático 10 de la presente forma de realización, puede suprimirse
el empeoramiento de la propiedad de adherencia a la carretera por
la supresión del aumento de la deformación de la porción de campo
en forma de bloque 18 en el caso en que se incremente el número de
cortes de drenaje. En consecuencia, los comportamientos de la
adherencia del neumático sobre superficies mojadas, de la
aceleración y frenado sobre hielo y la resistencia a un desgaste
irregular, mejoran todos ellos.
En la presente forma de realización, en cada una
de las porciones de campo en forma de bloque 18 se forman cuatro
cortes de drenaje 20. Alternativamente en cada una de las porciones
de campo en forma de bloque 18 pueden formarse seis cortes de
drenaje 20, como se representa en la Figura 4, lo que constituye una
modificación. El número de cortes de drenaje 20 en cada una de las
porciones de campo en forma de bloque 18 no se limita a los números
que se han representado a modo de ejemplos.
En la presente forma de realización, según otra
modificación, los cortes de drenaje 20 pueden estar dispuestos de
manera que la parte inclinada 20C del corte más próximo a la línea
central se encuentre a mayor profundidad en la porción de campo en
forma de bloque 18, como se ilustra en la Figura 5. En esta
estructura, la deformación de la porción de campo en forma de bloque
18 puede suprimirse más efectivamente que en la estructura que
presenta las partes inclinadas 20C a la misma profundidad, si se
comparan estructuras con el mismo número de cortes de drenaje. Por
tanto, puede mantenerse con seguridad una superficie de adherencia
a la carretera suficiente y el comportamiento de adherencia del
neumático sobre superficies mojadas, la aceleración y el frenado
sobre hielo y la resistencia a un desgaste irregular pueden
mantenerse a alto nivel.
A continuación se describirá el funcionamiento
del neumático con la modificación representada en la Figura 5.
En el neumático de la presente modificación, las
partes inclinadas de la pluralidad de cortes de drenaje formados en
cada una de las porciones de campo en forma de bloque, se
encuentran dispuestas de tal manera que la parte inclinada situada
más próxima a la línea central de la porción de campo en forma de
bloque en la dirección circunferencial del neumático se encuentra
situada a mayor profundidad. Por tanto la rigidez a la deformación
de la porción de campo en forma de bloque aumenta gradualmente
desde la línea central en dirección circunferencial del bloque
hacia la cara lateral de la porción de campo en forma de bloque
lindante con una ranura de taco. Así, la porción de campo en forma
de bloque ha aumentado el efecto de supresión de la deformación en
comparación con otra porción de campo en forma de bloque que
presente la partes inclinadas a la misma profundidad.
En la presente forma de realización, también es
posible que el corte de drenaje no constituya el corte transversal
20 que se forma de un extremo al otro de la porción de campo en
forma de bloque 18, como se ilustra en la Figura 3, sino que puede
formarse de otra manera. Por ejemplo, pueden formarse cortes de
drenaje incompletos de la forma siguiente: se dispone un corte de
drenaje similar al de la Figura 3 pero que se extiende hacia una
ranura principal por un lado y presenta una parte extrema en
dirección longitudinal del corte de drenaje que termina en un punto
interior de la porción de campo en forma de bloque; junto a dicho
corte de drenaje se forma, en dirección circunferencial del
neumático, otro corte de drenaje pero que se extiende hasta otra
ranura principal en el otro lado y que presenta su extremo en otra
dirección longitudinal de los cortes de drenaje terminando dentro
de la porción de campo en forma de bloque; y estos cortes de
drenaje se disponen alternativamente. El corte de drenaje totalmente
atravesado, tal como el corte de drenaje 20, y el corte de drenaje
incompleto que se acaba de describir pueden utilizarse
combinados.
A continuación se describirá, haciendo referencia
a la Figura 6A, una segunda forma de realización del neumático de
la presente invención. En aquellas partes que tengan la misma
construcción que en la primera forma de realización, se aplicarán
las mismas referencias numéricas y se omitirá su descripción.
Como se ilustra en la Figura 6A, en cada una de
las porciones de campo en forma de bloque 18 se forman una
pluralidad de cortes de drenaje 24 en dirección transversal al
neumático (la dirección indicada por la flecha W).
Como también se ilustra en la Figura 6A, el corte
de drenaje 24 en la presente forma de realización es un corte de
drenaje de los denominados en zigzag (corte que presenta la forma
de una línea quebrada triangular) cuya amplitud es a. Este corte de
drenaje presenta sustancialmente la misma construcción que el corte
de drenaje 20 descrito en la primera forma de realización. Sin
embargo, en el neumático de la presente forma de realización, la
amplitud del corte de drenaje 24 en la dirección de la anchura del
neumático cambia en dirección de la profundidad del corte y este
cambio de amplitud se alterna entre un aumento y una disminución o
entre una disminución y un aumento en una o en una pluralidad de
posiciones nodales dispuestas en el corte de drenaje en dirección de
la profundidad del mismo.
Como se ilustra en las Figuras 6A y 6B, el corte
de drenaje 24 que se forma en la porción de campo en forma de
bloque 18 se compone de una primera parte 24A, una segunda parte
24B y una parte inclinada 24C. La primera parte 24A se extiende en
dirección sustancialmente perpendicular a la superficie 18A de
contacto con la carretera y alcanza dicha superficie 18A. La segunda
parte 24B se extiende en dirección sustancialmente perpendicular a
la superficie 18A, es más distante de esta superficie 18A que la
primera parte 24A y está dispuesta en una posición desplazada con
respecto a la primera parte 24A hacia el lado más distante del
centro de la porción de campo en forma de bloque 18 en dirección
circunferencial del neumático. La parte inclinada 24C está unida la
las partes extremas adyacentes de la primera parte 24A y de la
segunda parte 24B y se extiende oblicuamente hacia abajo a partir
de la primera parte 24A hacia la segunda parte 24B.
En la primera parte 24A, la amplitud disminuye
gradualmente desde la superficie 18A que hace contacto con la
carretera hacia la parte inferior del corte de drenaje y la
amplitud a se anula en una posición en que se une con la parte
inclinada 24C.
Dicho más brevemente, en la presente forma de
realización, el corte de drenaje 24 presenta una forma plegada en
dirección de la profundidad que se forma por el cambio de la
amplitud del corte de drenaje y también por la disposición de la
primera parte 24A y la segunda parte 24B en posiciones desplazadas
una con respecto a la otra.
Es preferible, atendiendo al comportamiento en el
drenaje que la amplitud a de toda la parte inclinada 24C sea cero.
Por tanto, la amplitud de toda la parte inclinada 24 se establece
en cero en la presente forma de realización. O bien, la amplitud de
toda la parte inclinada 24C puede establecerse naturalmente en cero
en la disposición única de la presente forma de realización.
En la segunda parte 24B, la amplitud a es cero en
la posición conectada con la parte inclinada 24C y aumenta hacia la
parte inferior del corte de drenaje.
Dicho de otro modo, en la presente forma de
realización la amplitud del corte de drenaje 24 cambia en cada
parte de la manera siguiente: en la primera parte a \rightarrow
0, en la parte inclinada: 0; y en la segunda parte: 0 \rightarrow
a.
En la presente forma de realización, la
profundidad B de todos los cortes de drenaje 24 se establece en el
mismo valor y la distancia A_{1} de la superficie de contacto con
la carretera a la posición central (la posición indicada con línea
de trazos y puntos) de la parte inclinada 20C, se establece en el
mismo valor para todos los cortes de drenaje 24.
En la presente forma de realización, la
profundidad B del corte de drenaje y la distancia A_{1} se
establecen de manera que satisfagan la expresión: 1/10 <
A_{1}/B < 1/2.
A continuación se describe el funcionamiento del
neumático 10 de la presente forma de realización.
El corte de drenaje 24 del neumático 10 de la
presente forma de realización presenta la parte inclinada 24C en
una posición intermedia en dirección de la profundidad. Por tanto,
en comparación con un corte de drenaje que se extienda directamente
en dirección de la profundidad, la superficie de contacto entre las
caras laterales de corte de drenaje aumenta y aumenta el efecto de
supresión de la deformación de la porción de campo en forma de
bloque 18 en la aceleración y en el frenado.
En la parte inclinada 24C, las caras laterales
del corte de drenaje entran fácilmente en contacto entre sí cuando
la porción de campo en forma de bloque 18 se deforma por la fuerza
de compresión porque la parte inclinada 24C está dispuesta en una
dirección que se corta con la dirección de la compresión, y la
fuerza de contacto entre las caras laterales del corte de drenaje
causada por la deformación del bloque aumenta todavía más. Por
tanto, la porción de campo en forma de bloque 18 de la presente
forma de realización sufre una deformación menor que los bloques
convencionales en los cuales se forman los cortes de drenaje sin la
parte inclinada 24C.
Por tanto, el neumático 10 de la presente forma
de realización puede suprimir con mayor efectividad la deformación
de la porción de campo en forma de bloque 18 bajo la aplicación de
una fuerza de aceleración o de frenado incluso si el número de
cortes de drenaje aumenta puesto que la superficie de contacto entre
las caras laterales de los cortes de drenaje aumenta y la fuerza de
contacto entre las caras laterales del corte de drenaje en la parte
inclinada 24C aumenta bajo la deformación por la fuerza de
compresión debida a la presencia de la parte inclinada 24C.
Como se ha descrito anteriormente, en el
neumático 10 de la presente forma de realización, el empeoramiento
en la propiedad de adherencia a la carretera causado por un aumento
en el número de cortes de drenaje puede suprimirse si se suprime el
aumento de la deformación de la porción de campo en forma de bloque
18. Como consecuencia el comportamiento de adherencia del neumático
sobre superficies mojadas, el comportamiento en aceleraciones y
frenados sobre hielo y la resistencia a un desgaste irregular
pueden todos ellos ser mejorados.
En el neumático 10 de la presente forma de
realización, la amplitud a del corte de drenaje 24 se hace nula en
la parte inclinada 24C. Por tato, el agua que se inyecta en el
frenado a la lámina de agua existente entre el neumático y la
superficie de la carretera y que es aspirada dentro del corte de
drenaje 24 por sus bordes expuestos a la superficie 18A que hace
contacto con la carretera, puede expulsarse suavemente por las
caras laterales de la porción de campo en forma de bloque 18
(partes extremas de los cortes de drenaje 24 en dirección
longitudinal) hacia las ranuras principales 14 por medio de la parte
inclinada 24C, que presenta una amplitud nula y se extiende
directamente en la dirección transversal del neumático. Por tanto,
se mejora el comportamiento drenaje.
En general, un corte de drenaje que se extienda
directamente en la dirección transversal del neumático no puede
romper la lámina de agua existente entre el neumático y la
superficie de la carretera puesto que la longitud del corte
expuesta a dicha superficie de contacto es insuficiente. Por otra
parte, un corte de drenaje, en el cual existe una determinada
amplitud en la superficie del bloque y permanece sin cambio en
dirección de la profundidad (por ejemplo los cortes de drenaje
convencionales en zigzag) pueden romper, en cierto modo, la lámina
de agua por la amplitud de la estructura formada en la superficie
del bloque y puede aspirar el agua existente entre el neumático y
la superficie de la carretera al interior del corte de drenaje. Sin
embargo, el agua absorbida en la parte media del bloque no puede
expulsarse suavemente hacia el exterior del mismo.
Por tanto, los inconvenientes apuntados de los
neumáticos convencionales pueden ser todos ellos superados por el
neumático de la presente invención.
Si la relación entre A_{1} y B es tal que
A_{1}/B < 1/10, la parte inclinada 24C desaparece en una fase
temprana del desgaste y puede perderse el efecto de la presente
invención. Además, el desgaste de punta-tacón se
presenta en una fase media del desgaste debido a la disminución de
la rigidez del bloque.
Si la relación entre A_{1} y B es tal que 1/2
< A_{1}/B, la distancia entre la parte inclinada 24C y la
superficie 18A de contacto con la carretera aumenta y las
condiciones de drenaje empeoran. Por tanto, el corte de drenaje 24
no puede aspirar suficientemente el agua existente entre el
neumático y la superficie de la carretera y el efecto de la
presente invención no puede manifestarse plenamente.
Al igual que en la primera forma de realización,
los cortes de drenaje 24 de la presente forma de realización pueden
estar formados de tal manera que la parte inclinada 24C más próxima
a la parte central, se encuentre situada en una posición más
profunda en una de las porciones de campo en forma de bloque 18,
como se representa en la Figura 7, lo que constituye otra
modificación. Con esta estructura, puede suprimirse la deformación
de la parte de campo en forma de bloque 18 más efectivamente que en
una estructura que presente todas las partes inclinadas 24C a la
misma profundidad, si se comparan estructuras que presenten el
mismo número de cortes de drenaje. Por tanto, puede mantenerse con
seguridad una zona suficiente de contacto con la carretera y el
comportamiento de adherencia del neumático sobre superficies
mojadas, el comportamiento en la aceleración y el frenado sobre
hielo así como la resistencia a un desgaste irregular pueden
mantenerse a alto nivel.
El corte de drenaje 24 puede estar dispuesto
también de tal manera que las segundas partes 24B adyacentes entre
sí presenten formas sustancialmente simétricas con respecto a la
línea central entre estas dos segundas partes 24B en la dirección
de la profundidad de los cortes de drenaje, si bien esta
disposición no se representa en las figuras.
Es preferible que la amplitud a de la presente
forma de realización se encuentre dentro de la gama de 1 a 3 mm. Si
la amplitud a es inferior a 1 mm, la superficie de contacto entre
las caras laterales del corte de drenaje disminuye por lo que
disminuye el efecto del corte de drenaje. Si la amplitud a es
superior a 3 mm, aumenta la distancia entre los cortes de drenaje y
disminuye el número de cortes de drenaje existentes en una porción
de campo en forma de bloque.
Para confirmar las ventajas de los neumáticos
presentados específicamente en las formas de realización primera y
segunda de la presente invención, se prepararon neumáticos
convencionales y neumáticos según las formas de realización primera
y segunda y se evaluaron el comportamiento ante el frenado sobre
hielo y la resistencia al desgaste punta-tacón de
los neumáticos preparados. Todos los neumáticos eran de las
dimensiones 185/70R14.
El comportamiento en el frenado sobre hielo se
evaluó de la siguiente forma: Se montaron los neumáticos en un
automóvil. Se procedió a frenar a fondo el automóvil marchando
sobre hielo a la velocidad de 20 km/h. Se midió la distancia entre
el punto de frenado y el punto de paro y la inversa del valor
obtenido se estableció como valor del comportamiento de frenado
sobre hielo. El resultado obtenido con el neumático convencional se
estableció como valor 100 y los resultados obtenidos con los
neumáticos de la presente invención se establecieron como índices
con respecto a dicho valor. Los resultados se recogen en la Tabla
1. A valores mayores corresponde un mejor comportamiento. Las
mediciones mencionadas se realizaron utilizando neumáticos nuevos y
neumáticos con un desgaste (abrasión) de 50%, cada una se repitió
dos veces.
La resistencia al desgaste
punta-tacón se evaluó de la forma siguiente: Después
de que el automóvil hubiera recorrido 20.000 km se midió la
diferencia de altura de los escalones formados por el desgaste
punta-tacón. La inversa del valor obtenido se tomó
como la resistencia al desgaste punta-tacón
(abrasión). El resultado obtenido con el neumático convencional se
estableció en un valor 100 y los resultados obtenidos con los
neumáticos de prueba de la presente invención se expresaron como un
índice con respecto a dicho valor. Los resultados se recogen en la
Tabla 1. A valores mayores corresponde un mejor comportamiento.
Se prepararon neumáticos con la banda de rodadura
dotada de porciones de campo en forma de bloque según la primera
forma de realización, representadas en la Figura 1A. Su
construcción era la siguiente: la porción de campo en forma de
bloque presentaba una longitud L1 en dirección circunferencial del
neumático de 20 mm, una longitud L2 en dirección transversal del
neumático de 20 mm y una altura H de 10 mm; y el corte de drenaje
presentaba una profundidad B de 7 mm, una distancia A_{1} desde
la superficie de contacto con la carretera hasta la posición
central de la parte inclinada de 3,5 mm y un amplitud a de 1,5
mm.
Se prepararon neumáticos con la banda de rodadura
dotada de porciones de campo en forma de bloque según la segunda
forma de realización, representadas en la Figura 6A. Su
construcción era la siguiente: la porción de campo en forma de
bloque presentaba las mismas dimensiones que las de los neumáticos
de la primera forma de realización; y el corte de drenaje
presentaba una profundidad B de 7 mm, una distancia A_{1}desde la
superficie de contacto con la carretera hasta la posición central
de la parte inclinada de 3,5 mm y un valor máximo de la amplitud a
de 1,5 mm.
\newpage
Ejemplo del neumático
convencional
Se prepararon neumáticos con cortes de drenaje
rectos 72. La porciones de campo en forma de bloque 70 presentaban
las mismas dimensiones que las de los neumáticos de las formas de
realización primera y segunda como se representa en la Figura 9. La
profundidad B de los cortes de drenaje rectos 72 era la misma que
las de los neumáticos de los Ejemplos 1 y 2, esto es, 7 mm.
Los resultados de la Tabla1 indican claramente
que los neumáticos de los Ejemplos 1 y 2 según la presente
invención demostraron un mejor comportamiento en el frenado sobre
hielo que el neumático convencional.
El neumático del Ejemplo 2 demostró un mejor
comportamiento en el frenado sobre hielo que el neumático del
Ejemplo 1 debido a que el drenaje en la parte inclinada del corte
de drenaje era mejor en el neumático del Ejemplo 2.
El neumático del Ejemplo 1 demostró un
comportamiento en el frenado sobre hielo mejor que los otros
neumáticos en el estado de desgaste del 50% (abrasión) debido a que
el neumático del Ejemplo 1 tenía una mayor longitud de bordes en la
superficie del bloque.
Como se ha descrito anteriormente, el neumático
de la presente invención presenta un excelente efecto porque el
comportamiento de su adherencia sobre superficies mojadas, el
comportamiento en la aceleración y el frenado sobre hielo y la
resistencia al desgaste irregular mejoraron debido a la construcción
de las formas de realización expuestas anteriormente.
Utilizando la construcción correspondiente a la
segunda forma de realización, el agua absorbida hacia el interior
de los cortes de drenaje puede ser expulsada suavemente hacia las
ranuras principales por las caras laterales de los bloques a través
de caminos en torno a las partes de los cortes de drenaje en donde
la amplitud del corte de drenaje se anula. Se demuestra así otro
efecto excelente según el cual pueden mejorarse todavía más el
comportamiento de la adherencia del neumático en superficies
mojadas y el comportamiento en la aceleración y frenado sobre
hielo.
Utilizando la construcción que se representa en
las modificaciones de la primera forma de realización, el efecto de
supresión de la deformación es potenciado y mejoran los
comportamientos sobre hielo y sobre superficies mojadas; y el
desgaste de punta-tacón se suprime debido a la
mejora del equilibrio en la supresión de la deformación y la mejora
de la uniformidad de la presión sobre la superficie de la
carretera, manteniendo así la resistencia al desgaste irregular a
un alto nivel.
La tercera forma de realización del neumático de
la presente invención se describirá haciendo referencia a la Figura
8. En aquellas partes en que la construcción sea igual a la de las
anteriores formas de realización, se utilizarán las mismas
referencias numéricas y se omitirá su descripción.
Como se ilustra en la Figura 8, al igual que en
las anteriores formas de realización, el corte de drenaje de la
presente forma de realización presenta una amplitud en dirección de
la anchura del corte de drenaje y se extiende en dirección
transversal del neumático. La amplitud cambia en la dirección de la
profundidad del corte de drenaje y el cambio en la amplitud alterna
de un aumento a una disminución o de una disminución a un aumento
en una o una pluralidad de porciones nodales dispuestas en el corte
de drenaje en la dirección de la profundidad del mismo.
\newpage
Dicho de otro modo, en la presente forma de
realización, el corte de drenaje presenta un pliegue en la
dirección de la profundidad que está constituida por el cambio de
amplitud del corte de drenaje.
Como se ilustra en la Figura 8, el corte de
drenaje 26 de la presente forma de realización presenta una forma
en zigzag en la superficie que hace contacto con la carretera 18.
La amplitud de la forma del zigzag decrece gradualmente hacia la
parte inferior y se hace cero a una determinada profundidad A.
Después dicha amplitud aumenta de nuevo gradualmente hacia la parte
inferior y, a una determinada profundidad A+\lambda, llega a
alcanzar el mismo valor (=a) que en la superficie de contacto con
la carretera 18A. Subsiguientemente, la amplitud decrece
gradualmente hacia la parte inferior y se hace cero en la parte del
fondo.
Dicho de otro modo, en la presente forma de
realización, la amplitud del cote de drenaje 26 cambia a partir de
la superficie de contacto con el suelo hacia la parte inferior
sucesivamente en las partes referidas anteriormente en la forma
siguiente: (a\rightarrow0), (0\rightarrowa) y
(a\rightarrow0).
La forma del corte de drenaje 26 expuesto en la
superficie 18A de contacto con la carretera no se limita a la forma
de zigzag, sino que puede presentar otras formas como una
sinusoide.
En el corte de drenaje 26 de la presente forma de
realización, la superficie de contacto entre las caras laterales
del corte de drenaje es superior a la de los cortes de drenaje
convencionales que presentan la misma profundidad que el corte de
drenaje 26 y se extiende directamente en la dirección de la
profundidad, y por tanto el efecto de supresión de la deformación
de la porción de campo en forma de bloque 18 aumenta cuando se
aplica la aceleración o el frenado.
La amplitud a de este corte de drenaje 26 cambia
en la dirección de la profundidad y la forma de la sección
transversal del corte en la dirección perpendicular a su dirección
longitudinal presenta substancialmente una forma plegada en la
dirección de la profundidad. Análogamente a las anteriores formas
de realización, los lados de los cortes de drenaje adyacentes entran
fácilmente en contacto entre sí cuando la porción de campo en forma
de bloque 18 se deforma por la fuerza de compresión. Por tanto, la
fuerza de contacto entre las caras laterales del corte de drenaje
aumenta cuando el bloque se deforma y la porción de campo en forma
de bloque 18 de la presente forma de realización experimenta una
menor deformación en comparación con una porción de campo en forma
de bloque convencional que presenta cortes de drenaje que se
extienden directamente en dirección de la profundidad.
En la presente forma de realización, el corte de
drenaje que presenta una amplitud a tiene una mayor superficie de
contacto entre las caras laterales del corte de drenaje y una mayor
fuerza de contacto entre dichas caras laterales cuando el bloque se
deforma por la fuerza de compresión por lo que puede suprimirse con
mayor eficacia la deformación de la porción de campo en forma de
bloque 18 bajo la aceleración o el frenado aún cuando se aumente el
número de cortes de drenaje. Por tanto el comportamiento de la
adherencia del neumático sobre superficie mojadas, el
comportamiento en la aceleración y el frenado sobre hielo y la
resistencia un desgaste irregular pueden mejorar de modo análogo a
las anteriores formas de realización.
Cuando existe una pluralidad de posiciones
nodales en las que se produce el cambio de amplitud en lugar de una
única posición nodal de la manera que representada en el corte de
drenaje 26 de la presente forma de realización, y, por ejemplo,
cuando la posición nodal del cambo de amplitud más próxima a la
superficie 18A de contacto con la carretera desaparece por el
desgaste, existe otra posición nodal de cambio de amplitud en
dirección de la profundidad. De este modo, puede evitarse el
empeoramiento de los comportamientos por el desgaste.
Cuando se dispone una pluralidad de posiciones
nodales de la amplitud en la manera que se representa en el corte
de drenaje 26 de la presente forma de realización, no se requieren
posiciones nodales del cambio de amplitud distintas de las
posiciones nodales más próximas a la superficie 18A de contacto con
la carretera para satisfacer la condición de expulsar suavemente el
agua absorbida al interior del corte de drenaje, es decir
1/10<A/B<1/2, como se describe en la primera forma de
realización. Es preferible que la distancia \lambda entre
posiciones nodales de cambio de amplitud adyacentes sea por lo menos
de 0,125B.
Claims (7)
1. Neumático (10) que comprende una banda de
rodadura (12), comprendiendo dicha banda de rodadura:
porciones de campo en forma de bloque (18)
separadas por una pluralidad de ranuras principales (14) que se
extienden en la dirección circunferencial del neumático y por
numerosas ranuras de tacos (16) que se cortan con las ranuras
principales, y
una pluralidad de cortes de drenaje (20) formados
en las porciones de campo en forma de bloque (18);
en el que por lo menos una parte (20A, 20B) de
cada uno de los cortes de drenaje (20) en la dirección de la
profundidad B de los cortes de drenaje presenta una amplitud a en
dirección ortogonal a la dirección longitudinal de los cortes de
drenaje, y por lo menos una parte de cada corte de drenaje en
dirección de la profundidad del corte de drenaje está dispuesta en
una posición desplazada con respecto a otra parte del corte de
drenaje,
en el que los cortes de drenaje se extienden en
la dirección transversal del neumático, y
en el que la parte dispuesta en la posición
desplazada y dicha otra parte en la proximidad de la parte
dispuesta en posición desplazada están conectadas entre sí por una
parte de conexión (20C),
caracterizado porque en la porción de
campo en forma de bloque, una sección transversal de los cortes de
drenaje en dirección ortogonal a la dirección longitudinal de los
mismos presenta una forma tal que el desplazamiento de la forma de
los cortes de drenaje en la zona a un lado de la línea central de la
porción de campo en forma de bloque y el desplazamiento de la forma
de los cortes de drenaje en la zona al otro lado de dicha línea
central son simétricas entre sí.
2. Neumático según la reivindicación 1, en el
que, en la porción de campo en forma de bloque, la sección
transversal de los cortes de drenaje en dirección ortogonal a la
dirección longitudinal de los mismos presenta una forma que es
sustancialmente simétrica con respecto a la línea central de la
porción de campo en forma de bloque.
3. Neumático según la reivindicación 1, en el que
la amplitud de los cortes de drenaje cambia en dirección de la
profundidad de los mismos y el cambio de la amplitud se produce en
una posición nodal única de la pluralidad de posiciones nodales,
dispuestas en los cortes de drenaje en dirección de la profundidad
de los mismos.
4. Neumático según la reivindicación 3, en el que
la amplitud se hace cero en el nodo que conecta la parte de
conexión y la parte dispuesta en la posición desplazada y en el
nodo que conecta la parte de conexión y la otra parte en la
proximidad de la parte dispuesta en la posición desplazada.
5. Neumático según la reivindicación 1, en el
que, en la porción de campo en forma de bloque, una sección
transversal de los cortes de drenaje en dirección ortogonal a la
dirección longitudinal de los mismos presenta una forma tal que los
cortes de drenaje adyacentes entre sí presentan formas que son
sustancialmente simétricas con respecto a la línea central entre los
cortes de drenaje en dirección de la profundidad de los mismos.
6. Neumático según la reivindicación 1, en el
que, en la porción de campo en forma de bloque, una sección
transversal de los cortes de drenaje en dirección ortogonal a la
dirección longitudinal de los mismos presenta una forma tal que la
parte de pliegue que presenta una forma sustancialmente plegada está
dispuesta en cada uno de los cortes de drenaje en una posición en
dirección de la profundidad que difiere entre los cortes de
drenaje.
7. Neumático según la reivindicación 6, en el
que, en la porción de campo en forma de bloque, la sección
transversal de los cortes de drenaje en dirección ortogonal a la
dirección longitudinal de los mismos presenta una forma en la que
cuanto más próxima sea la posición del corte de drenaje a la línea
central de la porción de campo en forma de bloque, más profunda es
la posición de la parte de pliegue que presenta una parte
sustancialmente plegada.
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