ES2248579T3 - Armadura de corona para neumatico. - Google Patents

Armadura de corona para neumatico.

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ES2248579T3 ES02748679T ES02748679T ES2248579T3 ES 2248579 T3 ES2248579 T3 ES 2248579T3 ES 02748679 T ES02748679 T ES 02748679T ES 02748679 T ES02748679 T ES 02748679T ES 2248579 T3 ES2248579 T3 ES 2248579T3
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Abstract

Un neumático para dispositivos de Ingeniería Civil que comprende una armadura de carcasa radial (1) anclada en cada reborde a un elemento anular (2) de refuerzo de reborde, y radialmente por encima de una armadura de corona (3) compuesta al menos de dos capas de corona de trabajo (320, 321) de cables metálicos inextensibles cruzados de una capa (320) a la siguiente (321), teniendo dichas capas anchuras al menos iguales al 50% de la anchura L de la banda de rodadura (4) y, radialmente por encima de dos capas de corona de protección (330, 331) de cables metálicos denominados elásticos cruzados de una capa (330) a la siguiente (331), comprendiendo la banda de rodadura (4) en su parte no ranurada de espesor D al menos una armadura (34) de elementos de refuerzo, caracterizado porque dicha armadura (34) está compuesta al menos de dos telas (340, 341) de monofilamentos de material textil, paralelos entre ellos en cada tela, siendo las anchuras axiales de dichas telas (340, 341) al menos iguales ala anchura de la capa de trabajo (321) menos ancha.

Description

Armadura de corona para neumático.
El invento se refiere a un neumático de armadura de carcasa radial destinado a equipar dispositivos de cantera y/o de Ingeniería Civil 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 corona, que comprende principalmente una armadura denominada de trabajo compuesta al menos de dos capas de cables metálicos inextensibles, paralelos entre ellos en cada capa, y cruzados de una capa a la siguiente formando con la dirección circunferencial ángulos que pueden estar comprendidos entre 0º y 45º. La utilización de dispositivos equipados con dichos neumáticos exige además, radialmente al exterior de las capas de trabajo, la presencia de una armadura suplementaria denominada de protección, compuesta al menos de una capa de cables metálicos elásticos. Se llama cable elástico a un cable que, bajo una fuerza de tracción igual a su fuerza de ruptura, presenta un alargamiento relativo al menos igual a 3%, mientras que un cable denominado inextensible presenta, bajo una fuerza de tracción igual al 10% de su fuerza de ruptura, un alargamiento relativo como mucho igual al 0,2%. Los cables de la(s) capa(s) de protección forman con la dirección circunferencial ángulos que pueden estar comprendidos entre 5 y 35º, y, en el caso de la existencia de dos capas, se cruzan generalmente entre los de una capa y la siguiente.
Si inicialmente, y tal como su nombre indica, dichas capas de protección tienen por función primera proteger la armadura de trabajo contra las agresiones del suelo sufridas por el neumático, sus características estructurales en los neumáticos contemporáneos hacen que por una parte aporten una fuerte contribución a la resistencia a la separación entre las dos capas de trabajo, y son, por otra parte, siendo mayor la duración de la vida de los neumáticos de Ingeniería Civil, insuficientes para asegurar una protección constante durante dicha duración de vida.
Un neumático de la clase considerada se somete, por parte del suelo sobre el que rueda, a múltiples agresiones, en particular para los dispositivos de carga y de transporte. Dichas agresiones por objetos cortantes, desgarradores y otros, conducen a
a) cortes en la banda de rodadura, que aumentan la velocidad de degradación de dicha banda de rodadura, cortes en las capas de protección, que aportan una contribución menor o que ya no aportan ninguna contribución a la separación entre capas de trabajo, sino también a cortes en capas de trabajo con la posibilidad de propagación y de oxidación de los elementos metálicos de dichas capas por la humedad y las partículas del suelo,
b) perforaciones de corona en su totalidad, pudiendo la propia armadura de carcasa ser perforada dependiendo de la naturaleza y forma del objeto agresor.
La resistencia al corte de las capas de protección y la resistencia de la corona a la perforación han de ser mejoradas.
Se conoce del documento de patente US 3 589 425 el disponer de un borde al otro de la banda de rodadura de un neumático para avión, dotado de una armadura de carcasa formada de varias capas de elementos textiles cruzados de una capa a la siguiente, por una parte capas de hilos textiles oblicuos que afloran de los fondos de las ranuras circunferenciales de la banda de rodadura a fin de oponerse a los efectos de la fuerza centrífuga sobre dicha banda de rodadura, y por otra parte dos capas de cables metálicos hiperelásticos un alargamiento relativo comprendido entre 15 y 40%, estando dichos cables cruzados de una capa a la siguiente y estando dichas capas embebidas entre el fondo de las ranuras de banda de rodadura y la armadura de carcasa de dicho neumático.
El documento de patente FR 2 388 685, con vista a evitar el nacimiento y minimizar la propagación, hacia la armadura de banda de rodadura, de roturas en el fondo de ranuras transversales de un neumático de Ingeniería Civil, enseña a disponer, en la porción no ranurada entre los fondos de ranuras y la armadura de corona, al menos una capa de cables poco extensibles (cables de acero con un alargamiento relativo inferior a 0,5% bajo una fuerza de tracción igual a 10% de la carga de ruptura), siendo la inclinación de los cables con la dirección circunferencial inferior a 30º y preferentemente comprendida entre 12 y 24º, y siendo la distancia radial entre los fondos de ranuras de dicha capa de cables inferior y cercana a un tercio de la distancia radial entre fondos de ranura y la capa de corona más cercana a la banda de rodadura. Una estructura de este tipo no protege contra los cortes y su propagación y disminuye fuertemente la resistencia de la corona del neumático a los choques impuestos por la agresión rápida de grandes obstáculos.
En vista a mejorar simultáneamente las resistencias de una corona de neumático de Ingeniería Civil a los tres tipos de agresiones por objetos exteriores, que son la resistencia a cortes, la resistencia a perforaciones, la resistencia a choques, el neumático de acuerdo con le invento, que comprende una armadura de carcasa radial anclada en cada reborde a un elemento anular de reforzamiento de reborde, y radialmente por encima de una armadura de corona compuesta al menos de dos capas de corona de trabajo de cables metálicos inextensibles cruzados de una capa a la siguiente, teniendo dichas capas anchuras al menos iguales al 50% del ancho L de banda de rodadura y, radialmente por encima de dos capas de corona de protección de cables metálicos denominados elásticos, cruzados de una capa a la siguiente, comprendiendo la banda de rodadura en su parte no ranurada de espesor D al menos una armadura de elementos de refuerzo, está caracterizado porque dicha armadura está compuesta al menos de dos telas de monofilamentos de material textil, paralelas entre ellas en cada tela, siendo las longitudes axiales de dichas dos telas al menos iguales al ancho de la capa de trabajo menos larga.
Es particularmente ventajoso, porque solamente modifica ligeramente las rigideces del conjunto de capas entre armadura de carcasa y el suelo, que las telas estén formadas de monofilamentos cruzados de una tela a la siguiente formando con la dirección circunferencial ángulos comprendidos entre 50 y 60º.
El material textil es preferentemente una poliamida que sea alifática o aromática. Por unidad de anchura axial y por unidad de longitud circunferencial de la parte de banda de rodadura no ranurada, el volumen ocupado por los elementos de las telas de refuerzo es como máximo igual al 20% del volumen total, siendo por lo tanto el volumen de mezcla de caucho al menos igual a 80% de dicho volumen total: las características de rellenado anteriores permiten obtener un muy buen compromiso entre resistencia a cortes y resistencia a choques de la armadura adicional de banda de rodadura.
Las características del presente invento se entenderán mejor con la ayuda de la descripción de un modo de realización descrito a título no limitativo e ilustrado por el dibujo anexo, en el que la figura única 1 representa esquemáticamente, visto en sección meridiana, un neumático para dispositivos de Ingeniería Civil de acuerdo con el invento.
Dicho neumático, de dimensión 18.00-33 XDT, comprende una armadura de carcasa compuesta de una sola capa 1 de cables metálicos radiales de acero e inextensibles, estando dicha capa 1 anclada en cada reborde, generalmente por enrollamiento alrededor de una varilla 2, para formar retornos 10 de armadura de carcasa, retornos cuyos extremos están situados sensiblemente a media altura de los flancos 5. Dicha armadura de carcasa está reforzada axialmente en el interior por un conjunto 6 de dos capas de cables de poliamida alifática, cruzados de una capa a la siguiente, estando situadas dichas capas axialmente en el medio de un espesor de mezcla de caucho 7 consecuente y de forma radial sensiblemente en el medio del flanco 5. Entre dicha armadura de carcasa 1 y la banda de rodadura 4 se dispone una armadura de corona 3, que comprende radialmente del interior al exterior:
- dos capas 31 denominadas de rozamiento formadas por cables metálicos inextensibles que forman con la dirección circunferencial un ángulo de 8º; y de anchuras axiales iguales al 28% y al 22% del ancho axial L de la banda de rodadura,
- una armadura 32 denominada de trabajo y compuesta al menos de dos capas 320 y 321 de cables metálicos inextensibles, paralelos entre ellos en cada capa, y cruzados de una capa 320 a la siguiente 321 formando con la dirección circunferencial ángulos respectivamente iguales a 34º y 20º, teniendo dichas dos capas 320 y 321 respectivamente anchuras axiales iguales al 75% y al 55% de la anchura L de la banda de rodadura 4,
- radialmente al exterior de la armadura de trabajo 32, está dispuesta la armadura 33 de protección, compuesta en el caso descrito por dos capas 330 y 331 de protección, estando formadas dichas dos capas de cables denominados elásticos, cruzados de una capa 330 a la siguiente 331, formando con la dirección circunferencial ángulos iguales a 28º, siendo los anchos axiales de dichas dos capas de protección 330 y 331 tales que la capa 330 más ancha tenga una anchura axial (89% del ancho L) superior a la anchura axial de la capa de trabajo 320 más ancha, y que la capa 331 menos ancha (68% de la anchura L) tenga una anchura axial superior a la anchura axial de la capa de trabajo 321 menos ancha,
- en la parte no ranurada de la banda de rodadura 4 y de espesor D, medido en el plano ecuatorial pero evidentemente variable en función del punto axial de medida, se dispone una armadura adicional 34 de banda de rodadura, estando dicha armadura compuesta de dos capas 340 y 341 de monofilamentos de poliamida alifática paralelos entre ellos en capa banda y cruzados de una banda a la siguiente formando con la dirección circunferencial ángulos iguales a 55º, teniendo dichas dos capas 340 y 341 anchuras axiales (63% y 58% de la anchura L) superiores a la anchura de la capa de trabajo 321 menos ancha. Dichas dos bandas 340 y 341 cortan radialmente la tela de mezcla de caucho que forma la parte no ranurada de la banda de rodadura en tres subtelas, la tela 35 entre la tela radialmente inferior 340 de la armadura 34 y la capa de protección 331 más exterior, separando la tela 36 las dos capas 340 y 341, y la tela 37 entre el fondo de las ranuras y la capa radialmente superior 341 de la armadura 34, teniendo dichas subtelass 35, 36, 37, un espesor D_{0}, medido en el plano ecuatorial y sensiblemente constante en toda la anchura axial, igual a D/3.
Las características según las cuales dichos monofilamentos son de poliamida y están radialmente separados de las capas de protección 330 y 331, minimizan la propagación de los cortes hacia la armadura de protección, lo que permite llevar a cabo su doble papel de protección y de antiseparación entre capas de trabajo, y mejoran la resistencia a la perforación. Las características según la cuales dichos monofilamentos están orientados un ángulo igual o cercano a 55º y la armadura 34 obedece a una estructura de relleno dada (volumen ocupado por los elementos de refuerzo igual al 15% del volumen total en el caso descrito) evitan una rigidez de flexión excesiva de la corona en su totalidad y no afectan la resistencia a choques, bien al contrario, la mejoran.
Los resultados obtenidos son particularmente convincentes en lo que concierne a la resistencia a los cortes; por un mismo número de horas de rodadura efectuadas sobre un suelo pedregoso con pasadas repetidas en un charco de agua salada, el número de cortes observados en la capa 341, la más exterior radialmente, es importante pero las capas de protección 331 y 330 están intactas, cuando dichas capas de protección del neumático testigo (que no tiene parte ranurada de banda de rodadura reforzada) presentan numerosos cortes con infiltración de humedad e inicio de oxidación de los cables elásticos de las capas de protección.

Claims (4)

1. Un neumático para dispositivos de Ingeniería Civil que comprende una armadura de carcasa radial (1) anclada en cada reborde a un elemento anular (2) de refuerzo de reborde, y radialmente por encima de una armadura de corona (3) compuesta al menos de dos capas de corona de trabajo (320, 321) de cables metálicos inextensibles cruzados de una capa (320) a la siguiente (321), teniendo dichas capas anchuras al menos iguales al 50% de la anchura L de la banda de rodadura (4) y, radialmente por encima de dos capas de corona de protección (330, 331) de cables metálicos denominados elásticos cruzados de una capa (330) a la siguiente (331), comprendiendo la banda de rodadura (4) en su parte no ranurada de espesor D al menos una armadura (34) de elementos de refuerzo, caracterizado porque dicha armadura (34) está compuesta al menos de dos telas (340, 341) de monofilamentos de material textil, paralelos entre ellos en cada tela, siendo las anchuras axiales de dichas telas (340, 341) al menos iguales a la anchura de la capa de trabajo (321) menos ancha.
2. Un neumático de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los monofilamentos textiles están cruzados de una tela (340) a la siguiente (341) formando con la dirección circunferencial ángulos comprendidos entre 50 y 60º.
3. Un neumático de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material textil es una poliamida.
4. Un neumático de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el volumen ocupado por los elementos de telas de refuerzo (340, 341), por unidad de anchura axial y por unidad de longitud circunferencial de la parte de banda de rodadura (4) no ranurada, es como máximo igual al 20% del volumen total, siendo por lo tanto el volumen de mezcla de caucho al menos igual al 80% del volumen total.
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