ES2247345T3 - Tela de refuerzo para neumatico. - Google Patents

Abstract

Lona de refuerzo N para neumático, formada por elementos de refuerzo recubiertos con productos de recubrimiento, caracterizada porque comprende una primera C1 y una segunda C2 capas de elementos metálicos E1, E2 paralelos entre sí, recubiertos con un(os) producto(s) de recubrimiento M1, M2 y, entre las dos capas C1 Y C2 dichas, una tercera capa C3 de elementos E3 de material textil recubiertos con un producto de recubrimiento M3, estando orientados dichos elementos textiles E3 en relación con los elementos metálicos con un ángulo comprendido entre 70º y 110º.

Description

Tela de refuerzo para neumático.

La invención se refiere a un neumático con armadura de carcasa radial destinado a equipar maquinaria de obra y/o de Obras Públicas tales como cargadoras, camiones, niveladoras, excavadoras.

El neumático anterior comprende, al menos y principalmente, una armadura de carcasa de cables metálicos radiales y, entre dicha armadura de carcasa y la banda de rodadura, una armadura de cima que comprende principalmente una armadura denominada de trabajo compuesta por, al menos, dos lonas de cables metálicos inextensibles, paralelos entre sí en cada lona y cruzados entre una lona y la siguiente formando con la dirección circunferencial ángulos que pueden estar comprendidos entre 0º y 45º. La utilización de máquinas equipadas con neumáticos de este tipo exige, además, radialmente al exterior de las lonas de trabajo, la presencia de una armadura suplementaria denominada de protección, compuesta por, al menos, una lona de cables metálicos elásticos. Se llama cable elástico a un cable que, bajo una fuerza de tensión igual a su fuerza de ruptura, presenta al menos un alargamiento relativo igual al 3%, mientras que un cable denominado inextensible presenta, bajo una fuerza de tracción igual al 10% de su fuerza de ruptura, un alargamiento relativo igual, como máximo, al 0,2%. Los cables de la(s) lona(s) de protección forman con la dirección circunferencial ángulos que pueden estar comprendidos entre 5º y 35º y, en el caso de la existencia de dos lonas, están generalmente cruzadas entre sí una capa con la siguiente.

Para obtener una armadura de cima con buenas características de flexibilidad, de lo que se obtendrá como resultado una mayor resistencia a los choques sufridos por el neumático y un mayor confort, la patente FR 1 550 749 enseña que las lonas de cables metálicos que forman dicha armadura deben obedecer a ciertas reglas:

* la distancia axial entre dos cables de diámetro d de una misma capa debe estar comprendida entre 1,75 y 2,4 d,

* la distancia radial b entre dos cables correspondientes a dos capas debe ser tal que la relación a/b esté comprendida entre 0,82 y 1,20.

Con el fin de evitar movimientos de fricción en los cruces de los hilos o cables de trama con los hilos o cables de urdimbre en un tejido tramado, la patente US 2 151 186 enseña a utilizar como elementos de trama caucho o un compuesto de caucho en una condición plástica y extensible, siendo los elementos de urdimbre, como se conoce de por sí, los elementos destinados a reforzar el tejido, mientras que los elementos de trama tienen como único objeto el mantenimiento del paralelismo entre elementos de urdimbre.

La patente FR 2 614 582, en el caso de la arquitectura muy particular de una armadura para un neumático de avión, propone utilizar como armadura de cima un producto de refuerzo laminado o compuesto por hojas que comprende un cierto número de capas de refuerzo apiladas unas sobre las otras, conteniendo cada una de dichas capas elementos de refuerzo paralelos entre sí y recubiertos de caucho, teniendo los elementos de una primera capa los ejes centrales decalados un semipaso con relación a los ejes centrales de los elementos de la segunda capa adyacente a la primera. Dicha disposición permitiría a una armadura de cima hecha de elementos de refuerzo en poliamida aromática conservar su resistencia a los choques y tener una mejor durabilidad.

Un neumático de la clase considerada está sometido de parte del suelo sobre el cual evoluciona a múltiples agresiones, en particular, para las máquinas de carga y de transporte. Tales agresiones por objetos cortantes, afilados y otros, conducen a) a cortes de la banda de rodadura, de las lonas de protección, e incluso de las lonas de trabajo con la posibilidad de propagación y de oxidación de los elementos metálicos de dichas lonas por la humedad y las partículas de suelo, b) a perforaciones de la cima en su integridad, pudiendo la propia armadura de carcasa ser perforada según la naturaleza y la forma del objeto agresor.

Con el fin de remediar los inconvenientes anteriores y de mejorar tanto como se pueda la resistencia de las armaduras de cima de los neumáticos de la clase considerada, la invención propone una lona de refuerzo para neumático, formada por elementos de refuerzo recubiertos con mezclas de cauchos de recubrimiento, caracterizada porque comprende una primera y una segunda capas de elementos metálicos paralelos entre sí, recubiertos con una(s) mezcla(s) de recubrimiento y, entre las dos capas dichas, una tercera capa de elementos de material textil recubiertos con una mezcla de recubrimiento, estando orientados dichos elementos textiles en relación con los elementos metálicos con un ángulo comprendido entre 70º y 110º.

El material textil puede ser de poliamida alifática, de poliéster y, preferiblemente, de poliamida aromática.

Un elemento textil puede ser un cable de varios hilos retorcidos pero también un monofilamento.

Los elementos metálicos de las primera y segunda capas son, preferentemente, cables de acero denominados elásticos. Los cables de la primera capa pueden ser diferentes de los de la segunda capa, sin embargo, la utilización de una misma calidad de cable metálico para las dos capas dichas es ventajosa en lo que se refiere a los costes de fabricación.

El(los) producto(s) de recubrimiento utilizado(s) preferentemente es(son) una(s) mezclas de cauchos (es posible, sin embargo, utilizar ciertos plastómeros, en particular para recubrir los elementos de material textil de la tercera capa de la lona). Los elementos de refuerzo metálicos y textiles de las tres capas de la lona de acuerdo con la invención pueden estar recubiertos con una mezcla de cauchos única, pero pueden también estar recubiertos con dos mezclas de cauchos diferentes por su composición y/o propiedades, recubriendo una primera mezcla los elementos metálicos y una segunda mezcla los elementos textiles. Los elementos metálicos de las capas primera y segunda pueden también estar recubiertos con dos mezclas de cauchos diferentes: una primera mezcla que cubra las caras radialmente superior e inferior respectivamente de las dos primeras capas y una segunda mezcla que constituye las caras inferior y superior respectivamente de dichas dos primeras capas, siendo dicha segunda mezcla preferentemente la mezcla que asegura el recubrimiento de los elementos textiles de la tercera capa.

Las características de la presente invención serán mejor comprendidas con la ayuda de la descripción de modos de realización descritos a título no limitativo e ilustrados por los dibujos anexos en los cuales:

* la figura 1 representa esquemáticamente, vista en sección, una lona según una primera variante de acuerdo con la invención.

* la figura 2 representa de la misma manera una lona según una segunda variante,

* la figura 3 es una vista en sección meridiana de un neumático para obras que comprende las lonas de protección de acuerdo con la invención,

* la figura 4 representa muy esquemáticamente y a título de ejemplo el conjunto de máquinas o utillaje utilizados para la fabricación de lonas de ese
tipo.

La figura 1 es una vista, en sección perpendicular a la dirección de los elementos de refuerzo principales E_{1} y E_{2}, de la lona N de acuerdo con la invención. Dichos elementos E_{1} y E_{2} son cables metálicos de acero y elásticos: son considerados como elásticos los cables que, bajo una fuerza de tracción igual a su fuerza de ruptura, presentan un alargamiento relativo al menos igual a 3%. Los elementos E_{1} están recubiertos con una mezcla de cauchos M_{1} de calandrado y son, con dicha mezcla, los constituyentes de la capa superior C_{1} de la lona N. Los elementos E_{2} están recubiertos con una mezcla de cauchos M_{2} y son, con dicha mezcla, los constituyentes de la capa inferior C_{2} de la lona N. Los elementos E_{1} y E_{2} son paralelos entre sí en cada capa y separados axialmente entre sí un paso p constante. Los elementos E_{1} y E_{2} pueden ser diferentes para las dos capas C_{1} y C_{2}: por ejemplo, los cables E_{1} de una estructura dada para la capa C_{1} y los cables E_{2} de otra estructura para la capa C_{2}, pero la aplicación industrial es importante cuando dichos elementos son idénticos. Esto es lo mismo para las mezclas M_{1} y M_{2}. Entre las dos capas C_{1} y C_{2} está dispuesta una tercera capa C_{3} de elementos de refuerzo E_{3} recubiertos con una mezcla de cauchos M_{3} de calandrado. Dichos elementos E_{3} son monofilamentos textiles de poliamida, cuya dirección es perpendicular a la dirección de los elementos metálicos E_{1}, son paralelos entre sí en la capa C_{3} y están distanciados entre sí en un paso P, que puede estar comprendido entre 1,2 y 4 veces el paso p. Si se llama e_{1} al espesor de la mezcla de cauchos M_{1}, existente sobre las generatrices radialmente superiores de los elementos E_{1} de la capa C_{1}, y e_{2} al espesor de la misma mezcla M_{1}, existente sobre las generatrices radialmente inferiores de los mismos elementos, e_{2} puede ser o no igual a e_{1}. Los costes de fabricación se aminoran si, preferentemente, los dos espesores e_{1} y e_{2} son iguales. Del mismo modo, si se llama e_{3} y e_{4} a los espesores de la mezcla M_{3}, respectivamente, sobre las generatrices superiores y bajo las generatrices inferiores de los elementos E_{3} de la capa intermedia C_{3}, es preferible tener e_{3} = e_{4}. Por el contrario, e_{3} y e_{4} son generalmente diferentes de e_{1} y e_{2}, supuesto que la mezcla de calandrado M_{3} es generalmente diferente de la mezcla M_{1} por su constitución, aunque perfectamente compatible con la mezcla M_{1} desde el punto de vista de la adhesión entre mezclas, sea ésta en el estado no vulcanizado o en el estado vulcanizado.

La lona N mostrada en la figura 2 difiere principalmente de la lona de la figura 1 en los puntos siguientes:

\bullet no existen las capas de mezcla de calandrado M_{1}, M_{2}, respectivamente, bajo las generatrices inferiores de los elementos E_{1} de la capa superior C_{1} y sobre las generatrices superiores de los elementos E_{2} de la capa inferior C_{2}, de forma que dichos elementos E_{1} y E_{2} están en contacto directo con la capa de mezcla de calandrado M_{3}.

\bullet si los elementos metálicos E_{1} son de la misma naturaleza y estructura que los elementos de la figura 1, los elementos textiles E_{3} son, por el contrario, en el caso descrito y mostrado en la figura 2, cables textiles de poliamida aromática, cables que son, por su constitución, más flexibles que los monofilamentos y que permiten, para un diámetro sensiblemente igual y bajo la influencia de la presión ejercida por los dos rodillos de la calandria de fabricación de la lona, una interpenetración de los elementos metálicos E_{1} con reducción del espesor de la lona N y aparición de una forma ondulada para la capa intermedia C_{3}.

En la figura 3, una lona N de tres capas C_{1}, C_{2}, C_{3} constituye una lona de protección 33 o 34 de un neumático de Obras Públicas descrito a continuación. Dicho neumático, de dimensión 18.00-33 XK, comprende una armadura de carcasa compuesta por una sola lona 1 de cable metálicos radiales de acero e inextensibles, estando dicha lona 1 anclada en cada anillo, generalmente por arrollamiento alrededor de una varilla 2, para formar las vueltas 10 de una armadura de carcasa, vueltas cuyos extremos están situados sensiblemente a media altura de los flancos 5. Entre dicha armadura de carcasa y la banda de rodadura 4, está dispuesta una armadura de cima 3 que comprende una primera armadura denominada de trabajo y compuesta por al menos dos lonas 31 y 32 de cables metálicos inextensibles, paralelos entre sí en cada lona y cruzados de una lona 31 a la siguiente 32, formando con la dirección circunferencial ángulos iguales, respectivamente, a 34º y 20º. Dicha armadura de trabajo 3 está completada radialmente hacia el interior por una armadura de zunchado 36 de carcasa 1 que se presenta bajo la forma de un bloque limitador 356 de dos lonas 360 y 361 de cables metálicos inextensibles orientados en relación con la dirección circunferencial en un ángulo más pequeño que el ángulo más pequeño de los cables de las lonas de trabajo e igual a 8º, teniendo dichas lonas de zunchado 360 y 361 anchuras axiales pequeñas comparativamente con las anchuras axiales de las lonas de trabajo 31 y 32.

Radialmente al exterior de la armadura de trabajo 31, 32, está dispuesta la armadura de protección compuesta, en el caso descrito, por dos lonas 33 y 34 de protección, siendo cada una de dichas lonas una lona N constituida por tres capas C_{1}, C_{2}, C_{3}. Las capas C_{1} y C_{2} son idénticas y están constituidas por cables metálicos elásticos recubiertos con una mezcla M_{1} a base de caucho natural. La capa C_{3} está constituida por monofilamentos de poliamida recubiertos con la misma mezcla M_{1}. Las anchuras axiales de dichas dos lonas de protección 33 y 34 son tales que la anchura axial de la lona de protección 33, radialmente más interior, sea mayor que la anchura axial de la lona de trabajo 31, radialmente más interior, y que la anchura axial de la lona de protección 34, radialmente más exterior, sea mayor que la anchura axial de la lona de trabajo 32, radialmente más exterior.

La utilización de lonas de protección de ese tipo ha permitido una ganancia muy significativa en resistencia a los cortes a la vez que no penaliza la resistencia a los choques y perforaciones: para un mismo número de horas de rodadura efectuadas sobre un suelo pedregoso, el número de cortes observados sobre la última lona de protección 34 está sensiblemente dividido por 1,5, el número de cortes observados sobre la lona de protección 33 más interior está dividido por 4 y, mientras que el neumático testigo (con lonas de protección usuales) presenta cortes sobre la lona de trabajo 32, la lona 32 del neumático de ensayo no tiene señal alguna. Hace falta añadir que se dan signos de numerosas señales de oxidación sobre la lona 32 de trabajo del neumático testigo mientras que la del neumático de ensayo está intacta.

El conjunto de máquinas necesarias para la fabricación de una lona de acuerdo con la invención es simple y conocida de por sí. En referencia a la figura 4, la tercera capa C_{3} es prefabricada introduciendo simultáneamente entre dos rodillos 104 y 105 de una calandria por un lado una fila de elementos textiles E_{3} enrollados sobre una bobina 101 y por otro lado dos capas u hojas de mezcla de calandrado M_{3}. De los rodillos 104 y 105 sale la capa C_{3} que se corta a continuación en una cortadora 106 perpendicularmente, en el caso descrito, a la dirección de calandrado que es la dirección de los elementos E_{3}. Las bandas obtenidas son, a continuación, empalmadas en una empalmadora 107 para formar una capa C_{3} cuyos elementos son perpendiculares a la dirección de calandrado en la calandria 104, 105, capa C_{3} que es bobinada sobre una bobina 110. Dicha bobina 110 alimenta, al mismo tiempo que los elementos metálicos E_{1}, E_{2} (bobinados en las bobinas 109 y 111) y que las capas de mezcla de calandrado M_{1}, M_{2} que salen de los rodillos 113 y 114, a una calandria formada principalmente por los rodillos 115 y 116 de donde sale la lona N enrollada entonces sobre el rodillo 117.

Claims (7)

1. Lona de refuerzo N para neumático, formada por elementos de refuerzo recubiertos con productos de recubrimiento, caracterizada porque comprende una primera C_{1} y una segunda C_{2} capas de elementos metálicos E_{1}, E_{2} paralelos entre sí, recubiertos con un(os) producto(s) de recubrimiento M_{1}, M_{2} y, entre las dos capas C_{1} y C_{2} dichas, una tercera capa C_{3} de elementos E_{3} de material textil recubiertos con un producto de recubrimiento M_{3}, estando orientados dichos elementos textiles E_{3} en relación con los elementos metálicos con un ángulo comprendido entre 70º y 110º.

2. Lona de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque el material textil es de poliamida aromática.

3. Lona de refuerzo según la reivindicación 2, caracterizada porque los elementos textiles E_{3} son
monofilamentos.

4. Lona de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque los elementos metálicos E_{1} y E_{2} son cables de acero denominados elásticos e idénticos para las primera y segunda capa C_{1} y C_{2}.

5. Lona de refuerzo según la reivindicación 4, caracterizada porque las mezclas de cauchos M_{1}, M_{2}, M_{3} son de constitución idéntica.

6. Lona de refuerzo según la reivindicación 4, caracterizada porque las mezclas M_{1} y M_{2} son de constitución idéntica mientras que la mezcla M_{3} es de constitución diferente.

7. Neumático de armadura de carcasa radial (1) rematada radialmente por una armadura de cima (3) que comprende al menos una lona denominada de protección (33, 34), caracterizado porque dicha lona (33, 34) es una lona según una de las reivindicaciones 1 a 6.