ES2250284T3 - Cubiertas neumaticas radiales. - Google Patents
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Abstract
Cubierta neumática radial para automóviles que comprende un par de partes (1) que constituyen los talones, un par de partes (2) que constituyen los flancos, una parte (3) que constituye la banda de rodadura y discurre toroidalmente entre ambas partes que constituyen los flancos, una carcasa radial (4) que refuerza dichas partes y un cinturón (6) que refuerza la parte que constituye la banda de rodadura en el lado circunferencial exterior de la carcasa radial en la que una porción más delgada (19;21) se forma en al menos una parte de la porción lateral situada dentro de un sitio abarcado por un intervalo de 0, 5-0, 8 veces la altura (H) de la carcasa desde el alma del talón (5) en un estado de inflado bajo una presión del aire correspondiente al 10% de la presión de aire normal según la máxima capacidad de carga de manera que un grosor total de la cubierta de dicha porción más delgada medida en la dirección normal de la carcasa radial (4) en la dirección meridional de la cubierta no es mayoral 75% del grosor total similar de una cubierta en la otra parte en la porción lateral de la cubierta; caracterizada porque no menos de un 80% de una porción de la carcasa (4) que tiene una curvatura máxima, en la sección meridional de la cubierta, está situada dentro de un sitio comprendido en un intervalo de 0, 65-0, 85 veces la altura (H) de la carcasa desde el alma del talón (5).
Description
Cubiertas neumáticas radiales.
Esta invención se refiere a cubiertas neumáticas
radiales, y en particular a una cubierta neumática radial que
reprime eficazmente un movimiento complicado de la cubierta que
sobrepase las previsiones del conductor o la aparición del llamado
fenómeno de desviación errática, mejorando en gran medida la
estabilidad de marcha en línea recta cuando la cubierta rueda sobre
una cara inclinada de una superficie de carretera irregular tal como
una rodada o una superficie similar.
Las cubiertas radiales tienen una excelente
resistencia al desgaste y estabilidad direccional debido al hecho de
que los hilos de la capa de la carcasa están dispuestos de forma tal
que discurren prácticamente en una dirección perpendicular a un
plano ecuatorial de la cubierta. Por consiguiente, las cubiertas
radiales son frecuentemente usadas en comparación con las cubiertas
diagonales no solamente en los automóviles de turismo, sino también
en vehículos tales como camionetas, camiones y autobuses como
resultado de los recientes adelantos en las prestaciones de los
vehículos en condiciones de marcha a alta velocidad.
Sin embargo, las prestaciones de los vehículos en
condiciones de marcha a alta velocidad se han desarrollado de
acuerdo con el mejoramiento y con la expansión de los sistemas
viarios y similares. A tal efecto, hay una fuerte demanda de que se
reprima suficientemente el fenómeno de desviación errática que puede
ser ocasionado en el caso de la cubierta radial más que en el caso
de la cubierta diagonal, para con ello incrementar la estabilidad de
marcha en línea recta y mejorar adicionalmente la seguridad.
Considerando la aparición del fenómeno de
desviación errática en la cubierta radial, como se muestra en la
Fig. 1 de los dibujos acompañantes, cuando la cubierta T rueda sobre
una cara inclinada S tal como una rodada o una superficie similar,
son aplicados a la cubierta T tanto la carga W como la fuerza de
reacción F_{R} de la superficie de la carretera y el empuje del
peralte F_{c}, y por consiguiente actúa en la cubierta la fuerza
lateral F_{y} como fuerza resultante de las componentes
horizontales de estas fuerzas. La cubierta de estructura radial
tiene una gran rigidez de rodadura en comparación con la cubierta de
estructura diagonal, y también la rigidez de la parte que constituye
la banda de rodadura es mayor que la de la parte lateral debido a la
estructura de la cubierta radial, lo cual hace que el empuje del
peralte F_{c} sea menor que el de la cubierta de estructura
diagonal, y por consiguiente la fuerza lateral F_{y} que está
dirigida hacia el lado de menor elevación de la cara inclinada S
deviene relativamente grande en una cantidad que corresponde a la
reducida cantidad del empuje del peralte F_{c}. Como resultado de
ello, la cubierta T presenta una marcada tendencia a resbalar hacia
abajo sobre la cara inclinada, y resulta difícil marchar sobre la
rodada, y por consiguiente es ocasionado el fenómeno de desviación
errática.
Como se muestra en la sección radial de la
cubierta de la Fig. 2, cuando la cubierta rueda sobre la cara
inclinada S es ocasionado el empuje F_{c} debido al hecho de que
la parte T_{r} que constituye la banda de rodadura tiende a
establecer fuertemente contacto con el piso en un lado superior o
lado de mayor elevación de la cara inclinada S y a subir hacia
arriba en un lado de menor elevación de la cara inclinada S, y en
particular es ocasionada en el lado de mayor elevación una
deformación por vencimiento en una región Bu situada en las
inmediaciones del contrafuerte de la parte lateral de la cubierta, o
sea la llamada deformación por bombeo bside hacia el lado de mayor
elevación, debido al fuerte contacto establecido con el piso por la
parte T_{r} que constituye la banda de rodadura, y tal deformación
por bombeo bside da lugar a una deformación por flexión de la parte
T_{r} que constituye la banda de rodadura cerca de un extremo del
contacto con el piso, o sea la llamada deformación de empuje hacia
el exterior bsho, y tal deformación de empuje hacia el exterior bsho
en una zona cercana al extremo del contacto con el piso provoca
además una deformación por cizallamiento S_{s} como está ilustrado
mediante líneas de trazos en el caucho de la banda de rodadura en
una parte cercana al extremo del contacto con el piso, y tal
deformación por cizallamiento origina una fuerza lateral F_{cs}
que está dirigida hacia el lado superior de la cara inclinada S.
Con respecto al empuje del peralte F_{c}, en la
cubierta diagonal que tiene una pequeña diferencia de rigidez entre
las partes constitutivas de la cubierta y una estructura
relativamente blanda, pueden asegurarse una deformación por bombeo
bside lo suficientemente grande y una deformación de empuje hacia el
exterior bsho lo suficientemente grande y por consiguiente deviene
grande el empuje del peralte F_{c} que es originado, mientras que
puesto que la rigidez de la parte que constituye la banda de
rodadura en la cubierta radial es considerablemente mayor que la
rigidez de la parte lateral deviene fuerte en la parte lateral de la
cubierta una tendencia a crear una deformación de escape en una
dirección contraria a la anteriormente indicada, como está ilustrado
exageradamente mediante una línea de trazos y puntos, y por
consiguiente la deformación por cizallamiento S_{s} del caucho de
la banda de rodadura deviene naturalmente pequeña, y es necesario
reducir el empuje del peralte F_{c}.
A fin de incrementar el empuje del peralte en la
cubierta neumática radial, por consiguiente, es eficaz hacer que sea
grande la deformación por bombeo bside de la región Bu y que sea
incrementado el rendimiento de transmisión de la deformación por
bombeo bside para hacer que sea grande la deformación de empuje
hacia el exterior bsho en la zona cercana al extremo del contacto
con el piso y para con ello incrementar la deformación por
cizallamiento S_{s} del caucho de la banda de rodadura en la parte
del extremo del contacto con el piso, o es eficaz hacer que sea
grande el área de contacto con el piso de la cubierta con la cara
inclinada S para incrementar una cantidad total de fuerza lateral
F_{cs} dirigida hacia el lado superior de la cara inclinada S.
Se conoce una cubierta de acuerdo al preámbulo de
la reivindicación 1 a partir de la patente US 5.373.884. También
debe tomarse en consideración la patente US 3.554.261.
Es por consiguiente un objetivo de la invención
aportar cubiertas neumáticas radiales que repriman suficientemente
la aparición del fenómeno de desviación errática sobre la cara
inclinada de una rodada o de una superficie similar para mejorar en
gran medida la estabilidad de marcha en línea recta a base de
incrementar el empuje del peralte de la cubierta radial sin que
empeoren las propiedades inherentes a la cubierta radial.
En una cubierta neumática radial de acuerdo con
la invención se forma una porción adelgazada en al menos una parte
de la porción lateral dentro de un intervalo de 0,5 a 0,8 veces el
ancho (H) de la carcasa desde el alma del talón, en un estado de
inflado bajo una presión del aire correspondiente al 10% de la
presión de aire normal en concordancia con la máxima capacidad de
carga, de manera que un grosor total de la cubierta de esta porción
adelgazada, medida perpendicularmente a la carcasa radial en la
dirección meridional de la cubierta, no es mayor del 75% de un
grosor total similar de una cubierta de la otra parte en la porción
lateral de la cubierta, donde no menos de un 80% de una porción que
tiene una curvatura máxima de la carcasa radial en la sección
meridional de la cubierta está situada dentro de una región
abarcada entre 0,65-0,85 veces la altura (H) de la
carcasa desde el alma del talón.
Es favorable que una posición del máximo de
anchura en la carcasa radial esté situada en la región de
0,6-0,8 veces la altura (H) de la carcasa desde el
alma del talón.
Y también es favorable que el grosor total de la
cubierta en la sección meridional de la cubierta medida en una
dirección perpendicular a la carcasa radial en una posición
correspondiente a 0,85 veces la altura (H) de la carcasa desde el
alma del talón no sea menor a 0,64 veces el grosor total similar de
una cubierta en una posición del borde lateral del cinturón, y que
una porción mas gruesa se forma en al menos una parte de la porción
lateral situada en la región de 0,8-0,85 veces la
altura (H) de la carcasa desde el alma del talón de manera que el
grosor total de la cubierta de esta porción mas gruesa no es menor
a 1,5 veces el grosor total similar de una cubierta en una posición
correspondiente a 0,75 veces la altura (H) de la carcasa desde el
alma del talón.
De acuerdo con esta cubierta neumática radial, el
grosor total de la cubierta en la porción mas delgada situada en la
región de 0,5-0,8 veces la altura (H) de la carcasa
resulta particularmente delgada comparado con la otra parte de la
porción lateral de la cubierta y la rigidez de doblado de la porción
mas delgada disminuye localmente, de manera que la deformación por
doblado se concentra en esta porción durante el rodamiento de la
cubierta en la cara inclinada para incrementar la deformación por
bombeo bside de una porción cercana al contrafuerte y por lo tanto
la deformación por empuje hacia el exterior bsho de una porción en
la vecindad del extremo de contacto con el suelo se incrementa y el
empuje del peralte F_{c} se incrementa eficazmente.
La Fig. 1 es una vista esquemática que ilustra un
estado en el que es generado el fenómeno de desviación errática;
la Fig. 2 es una vista en sección meridional que
ilustra un estado en el que es generado empuje del peralte;
la Fig. 3 es una vista en sección meridional de
una primera cubierta neumática radial según la invención;
la Fig. 4 es una vista esquemática en sección que
ilustra un estado en el que es generado empuje del peralte en la
cubierta de la Fig. 3;
la Fig. 5 es una vista esquemática que ilustra
otra realización de una primera cubierta neumática radial;
la Fig. 6 es una vista en sección meridional de
una cubierta comparativa que no tiene segunda zona de la banda de
rodadura;
la Fig. 7 es una vista en sección meridional de
una parte de la mitad de una segunda cubierta neumática radial;
la Fig. 8 es una vista en sección de una segunda
cubierta neumática radial similar a la Fig. 7.
La Fig. 9 es una vista en sección meridional de
una tercera cubierta neumática racial
La Fig. 10 es una vista en sección de una parte
principal que muestra una disposición de una capa de caucho de una
mayor dureza.
\newpage
La Fig. 11 es una vista en sección de una parte
principal que muestra otra disposición de una capa de caucho de
mayor dureza.
La Fig. 12 es una vista en sección que muestra
otro ejemplo de realización de la tercera cubierta neumática
ra-
dial.
dial.
La Fig. 13 es una vista ampliada que muestra una
parte ondulada de la capa de caucho de mayor dureza.
Las Figs. 1-13 no forman parte de
la invención.
La Fig. 14 es una vista en sección meridional de
una mitad de una porción de una cuarta cubierta neumática radial, de
acuerdo con la invención.
La Fig. 15 es una vista en sección meridional que
muestra otro ejemplo de realización de la cuarta cubierta neumática
radial.
En la Fig. 3, que ilustra una sección meridional
de una primera cubierta neumática radial, 1, 2 son un par de partes
que constituyen los talones y un par de partes que constituyen los
flancos, respectivamente, y 3 es una parte que constituye la banda
de rodadura y discurre toroidalmente entre las partes que
constituyen los flancos.
Además, la expresión "parte lateral de la
cubierta" o "parte lateral" que es utilizada en la
descripción y en las reivindicaciones incluye la parte 1 que
constituye el talón y la parte 2 que constituye el flanco,
respectivamente.
Además, 4, en esta figura es una carcasa radial
que discurre sin solución de continuidad desde una parte 1 que
constituye un talón hasta la otra parte 1 que constituye un talón.
En este caso, la carcasa radial 4 consta de dos capas que en sus
partes laterales están pasadas desde el interior hacia el exterior
en torno a un alma 5 del talón que está embebida en cada parte 1 que
constituye un talón, y de una capa llamada capa de cubrimiento, y
dicha carcasa radial refuerza las partes 1, 2, 3 anteriormente
mencionadas.
Asimismo, un cinturón 6 está dispuesto sobre un
lado de la periferia exterior de una parte que constituye la corona
de la carcasa radial 4 para reforzar la parte 3 que constituye la
banda de rodadura. El cinturón 6 ilustrado consta de tres capas del
cinturón, de entre las cuales una capa central es la que tiene la
mayor anchura.
En esta cubierta, la parte 3 que constituye la
banda de rodadura consta de una primera zona 7 de la banda de
rodadura que establece contacto con una superficie de carretera
llana durante la rodadura de la cubierta bajo carga, y de una
segunda zona 8 de la banda de rodadura que constituye una
prolongación lateral de la primera zona 7 de la banda de rodadura y
establece contacto con un lado de mayor elevación de una superficie
de carretera inclinada.
En este caso, la primera zona 7 de la banda de
rodadura es una región de anchura máxima de una parte de la cubierta
que establece contacto con el piso sobre una superficie de carretera
llana bajo una carga normal en el caso de las cubiertas de camión y
autobús y bajo una carga correspondiente a un 70% de la carga normal
en el caso de las cubiertas que tienen unas dimensiones menores que
las de las cubiertas de camión y autobús estando la cubierta inflada
a una presión de aire normal según una máxima capacidad de carga
según norma JATMA.
Ahora bien, el estado de carga aquí utilizado es
determinado considerando la magnificación y frecuencia de carga que
es en realidad aplicada a la cubierta, y está basado en el hecho de
que una carga máxima es frecuentemente cargada en los camiones y
autobuses y una carga correspondiente a aproximadamente un 70% de la
carga máxima es cargada en vehículos distintos de los anteriormente
indicados.
Además, la segunda zona de la banda de rodadura
es una región que discurre hacia el exterior desde la primera zona
de la banda de rodadura a lo ancho de una parte de contacto con el
piso sobre la superficie de carretera llana cuando es aplicado a la
cubierta un ángulo de inclinación lateral de 10º en el respectivo
estado de carga en las cubiertas de camión y autobús y en las
cubiertas distintas de éstas estando la cubierta inflada a la
presión de aire normal anteriormente mencionada.
La razón por la cual se da a cada una de las
cubiertas el ángulo de inclinación lateral de 10º está basada en el
conocimiento de que cuando se examina el comportamiento de la
cubierta durante la rodadura sobre rodadas en detalle, el estado de
deformación sobre la cara inclinada de la rodada es prácticamente el
mismo que se da cuando es aplicado a la cubierta un ángulo de
inclinación lateral de 10º.
Cuando la cubierta que tiene una estructura de
este tipo rueda sobre una cara inclinada S bajo carga como está
ilustrado en la Fig. 4, el área de contacto con el piso puede ser
incrementada mediante una región de anchura de contacto con el piso
de la segunda zona 8 de la banda de rodadura debido a la presencia
de la misma en comparación con la cubierta radial convencional, con
lo cual pueden ser directamente incrementados la fuerza lateral
F_{cs} dirigida hacia el lado superior de la cara inclinada S y
por consiguiente el empuje del peralte F_{c}.
Además, la segunda zona 8 de la banda de rodadura
de gran rigidez no tan sólo impide la deformación de escape de una
parte cercana al contrafuerte, sino que contribuye también
positivamente al incremento de la deformación de empuje hacia el
exterior de una parte cercana al extremo del contacto con el piso
como se ha mencionado anteriormente, debido a lo cual puede ser
también realizado el efectivo incremento del empuje del peralte
F_{c}.
En este caso, es preferible que el radio de
curvatura de la segunda zona 8 de la banda de rodadura sea de no
menos de 40 mm en una sección ilustrada en la Fig. 3 para asegurar
una suficiente propiedad de contacto con el piso de esta zona.
En la Fig. 5, está dispuesta en la cubierta
anteriormente mencionada una parte de refuerzo 9 que sobresale hacia
el exterior desde la segunda zona 8 de la banda de rodadura a lo
ancho, con lo cual son incrementadas la resistencia y la rigidez en
la segunda zona 8 de la banda de rodadura y en la parte que
constituye el contrafuerte.
La línea del perfil exterior de la parte de
refuerzo 9, preferiblemente en la sección meridional de la cubierta,
está situada hacia el interior con respecto a una línea imaginaria
de prolongación de la línea del perfil exterior de la segunda zona 8
de la banda de rodadura en la dirección radial de la cubierta, con
lo cual es impedido el contacto de la parte de refuerzo 9 con el
piso durante la rodadura de la cubierta sobre la cara inclinada S
bajo carga.
Además, la cantidad en la que la parte de
refuerzo 9 sobresale lateralmente de la parte que constituye la
banda de rodadura puede ser determinada tomando en consideración la
durabilidad a la generación de calor, el peso, el coste y aspectos
similares requeridos para satisfacer las exigencias en materia de
rodadura, y la facilidad de montaje de una cadena para el neumático
sobre una carretera con nieve. La cantidad en que dicha parte de
refuerzo sobresale hacia el exterior disminuye gradualmente hacia el
interior en la dirección radial de la cubierta y desaparece en un
extremo superior de la parte 2 que constituye el flanco.
Tal parte de refuerzo da lugar al incremento de
la deformación por bombeo bside en virtud de la acción de refuerzo
mejorada y puede contribuir efectivamente al adicional incremento
del empuje del peralte F_{c}.
Además, cuando la parte de refuerzo 9 está
dispuesta anularmente y sin solución de continuidad en la dirección
circunferencial de la cubierta, o cuando dicha parte de refuerzo
está dispuesta a pequeños intervalos mediante ranuras de poca
anchura o de una manera similar en la dirección circunferencial,
pueden ser efectivamente desarrolladas las funciones inherentes a la
misma.
Por otro lado, a fin de moderar efectivamente el
incremento del peso de la cubierta conservando al mismo tiempo el
efecto de refuerzo que se logra mediante la parte de refuerzo 9,
como está ilustrado en la Fig. 5, es preferible que la parte de
refuerzo 9 esté hecha con una pluralidad de nervaduras 10 dispuestas
a intervalos relativamente grandes en la dirección circunferencial
de la cubierta.
En la primera cubierta neumática radial, es
además preferible que la anchura TW de la banda de rodadura esté
situada dentro de una gama de porcentajes de un
80-105% de la anchura TS de la sección de la
cubierta estando la cubierta inflada a la presión de aire normal
anteriormente mencionada, y que la anchura máxima BW del cinturón
esté situada dentro de una gama de porcentajes de un
60-100% de la anchura TS de la sección de la
cubierta.
En otras palabras, cuando la anchura TW de la
banda de rodadura es de menos de un 80% de la anchura TS de la
sección de la cubierta, hay un peligro de que no pueda ser
suficientemente incrementado el empuje del peralte F_{c}, mientras
que cuando dicho porcentaje es de más de un 105% el incremento del
empuje del peralte F_{c} llega a un límite y deviene mayor el
peligro de rotura del extremo de la banda de rodadura. Además,
cuando la anchura máxima BW del cinturón es de menos de un 60% de la
anchura TS de la sección de la cubierta, hay un peligro de que
empeore la efectiva transmisión de la deformación por bombeo bside
de una parte situada en las inmediaciones del contrafuerte a una
parte cercana al extremo del contacto con el piso, mientras que
cuando dicho porcentaje es de más de un 100% el incremento del
empuje del peralte F_{c} llega a un límite y es asimismo
susceptible de ocasionar desunión en la parte que constituye el
extremo del cinturón.
Se describe a continuación un ensayo comparativo
relativo al efecto de represión del fenómeno de desviación errática
en la cubierta neumática radial que tiene la estructura
anteriormente indicada.
Se fabrican varias cubiertas radiales para
camioneta que tienen la estructura que está ilustrada en la Fig. 3 y
unas dimensiones de la cubierta de 195/85R16 114/112L LT variando la
anchura de la banda de rodadura y la anchura máxima del cinturón
según las dimensiones que están indicadas en la Tabla 1 como
cubiertas 1-3. En estas cubiertas, la anchura TS de
la sección de la cubierta es de 191 mm, y la línea del perfil
exterior de la parte que constituye la banda de rodadura consta de
un arco que tiene un radio de curvatura de 300 mm dentro de una
región que discurre hacia el exterior desde el plano ecuatorial de
la cubierta hasta un punto situado a 37,6 mm a lo ancho de la
cubierta, un arco que tiene un radio de curvatura de 100 mm dentro
de una región que discurre hacia el exterior desde el plano
ecuatorial de la cubierta y está situada entre el punto situado a
37,6 mm y el punto situado a 80,0 mm a lo ancho de la cubierta, y un
arco que tiene un radio de curvatura de 50 mm dentro de una región
que es la más exterior a lo ancho de la cubierta.
En este caso, la primera zona 7 de la banda de
rodadura existe en una región que discurre hacia el exterior desde
el plano ecuatorial de la cubierta hasta un punto situado a 62,5 mm
a cada lado a lo ancho de la cubierta, y la segunda zona 8 de la
banda de rodadura discurre hacia el exterior desde la primera zona 7
de la banda de rodadura a lo ancho.
Además, en cubiertas que tienen la misma
estructura que ha sido mencionada anteriormente y que constituyen
las cubiertas 4 y 5 está prevista una parte de refuerzo 9 como la
ilustrada en la Fig. 5. En este caso, cada una de las nervaduras 10
que constituyen la parte de refuerzo 9 sobresale cónicamente hasta
10 mm a lo ancho de la cubierta hacia el exterior desde un borde
lateral de la segunda zona 8 de la banda de rodadura, y la cantidad
en que dicha parte de refuerzo sobresale disminuye gradualmente
hacia el interior en la dirección radial de la cubierta y desaparece
en la parte que constituye el extremo superior de la parte 2 que
constituye el flanco. La nervadura 10 tiene una anchura de 20 mm en
la dirección circunferencial de la cubierta. Estas nervaduras 10
están dispuestas a un intervalo de 16 mm en la dirección
circunferencial, siendo su número total de 64 en la
circunferencia.
Como cubierta comparativa se prepara una cubierta
que tiene la estructura que está ilustrada en la Fig. 6. Esta
cubierta comparativa difiere de la cubierta que está ilustrada en la
Fig. 3 tan sólo en que en la misma no existe la segunda zona 8 de la
banda de rodadura.
Cada una de estas cubiertas es inflada a una
presión de aire normal de 6,0 kp/cm^{2} y es montada en una
camioneta que tiene una capacidad de carga de 2 toneladas (la rueda
trasera es del tipo de rueda doble). La camioneta es conducida por
un conductor de pruebas sobre una carretera pavimentada que incluye
rodadas y estando cargada con la máxima carga útil autorizada, y
durante esta prueba es evaluada mediante la sensación percibida por
el conductor la estabilidad de marcha en línea recta.
Los resultados están también indicados en la
Tabla 1 mediante un índice sobre la base de que el índice de la
cubierta comparativa es de 100 (cuanto mayor es el índice, tanto
mejor es la propiedad).
Como se ve por esta Tabla, las cubiertas según la
invención impiden efectivamente el fenómeno de desviación errática y
pueden mejorar en gran medida la estabilidad de marcha en línea
recta.
| Cubierta | Anchura | Anchura | Anchura TS (mm) | Parte de | Estabilidad | Observaciones |
| TW (mm) | máxima BW | de la sección | refuerzo | de marcha en | ||
| de la banda | (mm) del | de la cubierta | línea recta | |||
| de rodadura | cinturón | |||||
| Cubierta | 125 | 125 | 189 | ninguna | 100 | Fig.6 |
| comparativa | (0,66) | (0,66) | ||||
| Cubierta 1 | 180 | 125 | 189 | ninguna | 124 | Fig.3 |
| (0.95) | (0,66) | |||||
| Cubierta 2 | 180 | 162 | 189 | ninguna | 137 | Fig.3 |
| (0,95) | (0,86) | |||||
| Cubierta 3 | 192 | 162 | 189 | ninguna | 142 | Fig.3 |
| (1,02) | (0,86) | |||||
| Cubierta 4 | 180 | 162 | 189 | esta presente | 139 | Fig.5 |
| (0,95) | (0.86) | |||||
| Cubierta 5 | 192 | 162 | 189 | esta presente | 145 | Fig.5 |
| (1.02) | (0.86) | |||||
| \begin{minipage}[t]{155mm} Nota) El valor numérico indicado entre paréntesis en la anchura de la banda de rodadura y en la anchura máxima del cinturón es una proporción con respecto a la anchura de la sección de la cubierta.\end{minipage} |
Se describe a continuación haciendo referencia a
la Fig. 7 la segunda cubierta neumática radial. En este caso, una
línea continua indica la cubierta, y las líneas de trazos indican la
cubierta convencional. Además, se omiten las explicaciones relativas
a las mismas partes estructurales como las descritas en el caso de
la primera cubierta neumática radial.
En este caso, una interrelación entre una
semianchura TW_{1} de la primera zona 7 de la banda de rodadura y
una anchura TW_{2} de la segunda zona 8 de la banda de rodadura,
es decir la interrelación entre la semianchura (TW_{1}) de la
primera zona de la banda de rodadura como máxima anchura de contacto
con el piso en una parte de la cubierta que establece contacto con
el piso sobre una superficie de carretera llana desde un plano
ecuatorial de la cubierta bajo una carga normal en el caso de las
cubiertas de camión y autobús y bajo una carga correspondiente a un
70% de la carga normal en el caso de las cubiertas que tienen unas
dimensiones menores que las de las cubiertas de camión y autobús
estando la cubierta inflada a una presión de aire normal según la
máxima capacidad de carga y la anchura (TW_{2}) de la segunda zona
de la banda de rodadura como anchura de contacto con el piso que
discurre hacia el exterior desde la semianchura (TW_{1}) de la
primera zona de la banda de rodadura entre la máxima anchura de
contacto con el piso en la parte de la cubierta que establece
contacto con el piso sobre la superficie de carretera llana desde el
plano ecuatorial de la cubierta cuando es aplicado a la cubierta un
ángulo de inclinación lateral de 10º bajo una carga normal en el
caso de las cubiertas de camión y autobús y bajo una carga
correspondiente a un 70% de la carga normal en el caso de las
cubiertas que tienen unas dimensiones menores que las de las
cubiertas de camión y autobús estando la cubierta inflada a la
presión de aire normal anteriormente mencionada, es la de
TW_{2}/TW_{1} > 4,0 x 10^{-2}.
Además, una interrelación entre la anchura
TW_{2} de la segunda zona de la banda de rodadura y una distancia
(b) entre los puntos P, Q cuando una intersección entre un segmento
de línea imaginaria trazada con respecto al alma 5 del talón a una
altura correspondiente a 0,95 veces una altura H de la carcasa, que
es una altura H desde el alma 5 del talón hasta una capa de la
carcasa que es la capa más interior estando la cubierta inflada a
una presión de aire correspondiente a un 10% de la presión de aire
normal anteriormente mencionada, y una línea normal trazada desde un
borde lateral de la primera zona 7 de la banda de rodadura hasta el
segmento de línea imaginaria es P y una intersección del segmento de
línea imaginaria con la línea del perfil exterior de la cubierta es
Q, es la de b/TW_{2} > 1,2.
La cubierta ilustrada que reúne las condiciones
anteriormente indicadas puede desarrollar funciones similares a las
de la primera cubierta neumática radial anteriormente mencionada en
virtud de la acción de la primera zona 7 de la banda de rodadura y
de la acción de la segunda zona 8 de la banda de rodadura que
constituyen la parte 3 que constituye la banda de rodadura.
Cuando la anchura TW_{2} de la segunda zona 8
de la banda de rodadura es de no más de 4,0 x 10^{-2} la
semianchura TW_{1} de la primera zona 7 de la banda de rodadura,
la anchura del contacto con el piso de la segunda zona de la banda
de rodadura no puede ser suficientemente asegurada durante la
rodadura de la cubierta sobre la cara inclinada bajo carga, y por
consiguiente no puede ser obtenido el requerido incremento del
empuje del peralte F_{c}.
Observando el comportamiento en materia de
deformación de la segunda zona 8 de la banda de rodadura durante la
rodadura de la cubierta sobre la cara inclinada, es habitualmente
eficaz incrementar la rigidez de una parte situada en las
inmediaciones del punto P a fin de crear una gran deformación de
empuje hacia el exterior bsho basada en la deformación por bombeo
bside, para que la parte que constituye el contrafuerte pueda ser
reforzada directamente y también la segunda zona 8 de la banda de
rodadura pueda ser indirecta y efectivamente reforzada a base de
hacer que sea lo suficientemente grande el espesor del caucho de una
parte situada hacia el exterior con respecto al punto P en la
dirección axial de la cubierta para hacer que la relación del
espesor de caucho b a la anchura TW_{2} de la segunda zona 8 de la
banda de rodadura sea de más de 1,2, y en consecuencia es
efectivamente incrementada la deformación de empuje hacia el
exterior bsho de la segunda zona 8 de la banda de rodadura y es
asimismo creada una gran fuerza de cizallamiento con la superficie
de la carretera en la parte de la segunda zona 8 de la banda de
rodadura que establece contacto con el piso, con lo cual puede ser
incrementado en gran medida el empuje del peralte F_{c}.
En otras palabras, cuando la relación es de menos
de 1,2, el efecto de refuerzo es escaso, y es difícil crear la gran
deformación de empuje hacia el exterior bsho que resulta de la
deformación por bombeo bside.
Esto es particularmente efectivo cuando una parte
de refuerzo 11 que sobresale además desde un extremo de la banda de
rodadura o un borde lateral de la segunda zona 8 de la banda de
rodadura está definida en la línea del perfil exterior de la
cubierta sobrepasando el punto Q como está ilustrado, funcionando la
propia parte de refuerzo 11 análogamente a como lo hace la parte de
refuerzo 9 que ha sido descrita en el caso de la primera cubierta
neumática radial, y pudiendo dicha parte de refuerzo contribuir
efectivamente al incremento del empuje del peralte F_{c}.
En una cubierta de este tipo, es preferible que
un espesor total de la cubierta en una parte central de la parte
lateral de la cubierta situada dentro de una región de
0,5-0,8 veces la altura H de la carcasa desde el
alma 5 del talón en la sección meridional de la cubierta en una
dirección normal de la carcasa radial sea menor que un espesor total
de la cubierta de la otra parte de la parte lateral de la cubierta,
y que un sitio de anchura máxima de la carcasa radial esté situado
dentro de una región de 0,6-0,8 veces la altura H de
la carcasa.
Según lo indicado en primer lugar, cuando se hace
que el espesor de la parte central de la parte lateral de la
cubierta sea menor que el espesor de la parte que constituye el
contrafuerte y menor que el espesor de la parte que constituye el
talón, no tan sólo puede asegurarse el incremento de la deformación
de empuje hacia el exterior bsho conservando al mismo tiempo una
gran rigidez de la parte que constituye el contrafuerte, sino que se
hace también que sea pequeña la rigidez de la parte central para
concentrar la deformación por bombeo bside de una parte cercana al
contrafuerte, y puede ser también incrementada la deformación por
bombeo bside, y todo ello puede contribuir eficazmente al incremento
del empuje del peralte F_{c}.
Esto es particularmente notable cuando cada
espesor total de la cubierta en los sitios correspondientes a 0,85
veces y 0,4 veces la altura H de la carcasa desde el alma 5 del
talón es de más de 1,65 veces el espesor total de la cubierta en el
sitio de la anchura máxima de la carcasa. En otras palabras, cuando
dicha relación es de no más de 1,65 veces, es difícil incrementar
suficientemente la deformación por bombeo bside.
Además, la razón por la cual se especifican los
sitios correspondientes a 0,85 veces y 0,4 veces la altura H de la
carcasa está basada en el conocimiento de que a fin de llevar a cabo
la concentración de la deformación en la parte central situada
dentro de una región de 0,5-0,8 veces la altura H de
la carcasa, es ventajoso adelgazar suficientemente una parte de esta
región, y particularmente el sitio de anchura máxima de la carcasa,
con respecto a las partes situadas junto a los sitios de 0,85H y
0,4H fuera de la región anteriormente indicada.
En el último caso, cuando se especifica que el
sitio de la anchura máxima de la carcasa esté dentro de una región
de 0,6H-0,8H, es posible incrementar la deformación
por bombeo bside durante la rodadura de la cubierta sobre la cara
inclinada bajo carga haciendo que sea pequeño el radio de curvatura
de la carcasa desde la parte extrema de la banda de rodadura hasta
la región del contrafuerte, y también es posible incrementar la
deformación de empuje hacia el exterior bsho a base de acercar el
sitio en el que se crea la deformación por bombeo bside a la región
del contrafuerte. Además, se hace que sea pequeña dentro de esta
región la tensión de la carcasa al ser la cubierta inflada a la
presión de aire, con lo cual puede asegurarse un adicional
incremento de la deformación por bombeo en esta región.
En una cubierta de este tipo, es además
preferible que la anchura de la banda de rodadura al ser la cubierta
inflada a una presión de aire correspondiente a un 10% de la presión
de aire normal esté situada dentro de una gama de porcentajes de un
80-95% de la anchura de la sección de la cubierta, y
que la anchura máxima del cinturón esté situada dentro de una gama
de porcentajes de un 60-90% de la anchura de la
sección de la cubierta.
Esto puede realizar el incremento directo del
empuje del peralte F_{c} y el incremento de la deformación por
bombeo bside análogamente al caso de la primera cubierta neumática
radial.
Cuando la anchura de la banda de rodadura es de
más de un 95% de la anchura de la sección de la cubierta, deviene
mayor el peligro de que disminuya la durabilidad a la generación de
calor debido al incremento del espesor del caucho en la parte
extrema del cinturón, mientras que cuando la anchura máxima del
cinturón es de más de un 90% de la anchura de la sección de la
cubierta aumenta el peligro de que disminuya la durabilidad del
cinturón y la durabilidad a la generación de calor que va acompañada
por el incremento del esfuerzo de deformación en la parte extrema
del cinturón.
Además, a fin de que la segunda zona 8 de la
banda de rodadura establezca suficientemente contacto con el piso en
esta cubierta, es preferible que el radio de curvatura de la línea
del perfil exterior en la sección meridional de la cubierta sea de
no menos de 30 mm. Asimismo, la parte de refuerzo 11 puede constar
de un saliente anular que discurra sin solución de continuidad en la
dirección circunferencial de la cubierta, o de una pluralidad de
nervaduras análogamente al caso de la primera cubierta neumática
radial.
A pesar de que la realización práctica de la
segunda cubierta neumática radial está descrita con respecto a una
cubierta ilustrada en la Fig. 7 que tiene unas dimensiones de la
cubierta de TBR 11R 22,5 14 PR (TBR = cubierta radial para camión y
autobús), las características anteriormente indicadas son aplicadas
análogamente a una cubierta que está ilustrada en la Fig. 8 y tiene
unas dimensiones de la cubierta de TBR 215/70 R17,5. En este caso,
las líneas continuas indican la cubierta, y las líneas de trazos
indican la cubierta convencional.
La cubierta de la invención que está ilustrada en
la Fig. 7 tiene TW_{1} x 2 = 185,0 mm, TW_{2} = 9,6 mm, b = 19,7
mm, b/TW_{2} = 2,05, TW_{2}/TW_{1} = 10.83 x 10^{-2},
mientras que la cubierta convencional que está ilustrada en la misma
figura tiene TW_{1} x 2 = 185,0 mm, TW_{2} = 0,0 mm, b = 15,5
mm.
Además, la cubierta que está ilustrada en la Fig.
8 tiene TW_{1} x 2 = 167,0 mm, TW_{2} = 8,0 mm, b = 15,4 mm,
b/TW_{2} = 1,93, TW_{2}/TW_{1} = 9,58 x 10^{-2}, mientras
que la cubierta convencional que está ilustrada en la misma figura
tiene TW_{1} x 2 = 167,0 mm, TW_{2} = 0,0 mm, b = 12,1 mm.
Se describe a continuación con respecto a la
prestación de reprimir el fenómeno de desviación errática un ensayo
comparativo entre la cubierta y la cubierta convencional que están
ilustradas en la Fig. 7.
Se preven las cubiertas 6-9 y una
cubierta convencional que tienen unas dimensiones de la cubierta de
11R22,5 14PR y las medidas que están indicadas en la Tabla 2.
En las cubiertas, la línea del perfil exterior de
la parte que constituye la banda de rodadura consta de un arco que
tiene un radio de curvatura de 580 mm hacia el exterior desde el
plano ecuatorial de la cubierta hasta un punto situado a 62,8 mm a
lo ancho de la cubierta, un arco que tiene una radio de curvatura de
200 mm hacia el exterior desde el plano ecuatorial de la cubierta
desde un punto situado a 62,8 mm hasta un punto situado a 91,5 mm a
lo ancho de la cubierta, y un arco que tiene un radio de curvatura
de 200 mm hacia el exterior desde el último de los puntos indicados
a lo ancho de la cubierta.
En este caso, la primera zona 7 de la banda de
rodadura existe en una región que discurre hacia el exterior desde
el plano ecuatorial de la cubierta hasta un punto situado a 92,5 mm
a cada lado a lo ancho de la cubierta, mientras que la segunda zona
8 de la banda de rodadura discurre hacia el exterior desde la
primera zona 7 de la banda de rodadura a lo ancho.
Además, la cubierta convencional no tiene segunda
zona de la banda de rodadura porque la parte que constituye la banda
de rodadura consta solamente de la primera zona de la banda de
rodadura.
Cada una de estas cubiertas es montada en una
llanta de 7,50 x 22,5, es inflada a una presión de aire normal de
7,0 kp/cm^{2}, y es entonces montada en un camión que tiene una
capacidad de carga de 11,5 toneladas (ruedas 2-D.4).
El camión es conducido por un conductor de pruebas sobre una
carretera pavimentada que incluye rodadas y con la máxima carga útil
autorizada, y durante esta prueba la estabilidad de marcha en línea
recta es evaluada por medio de la sensación que es percibida por el
conductor.
Los resultados están también indicados en la
Tabla 2 mediante un índice sobre la base de que el índice de la
cubierta convencional es de 100 (cuanto mayor es el índice, tanto
mejor es la propiedad).
Como se aprecia por esta Tabla, las cubiertas
pueden mejorar en gran medida la estabilidad de marcha en línea
recta.
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Un ejemplo de realización práctico de la tercera
cubierta neumática radial se describirá a continuación haciendo
referencia a la figura 9.
En este caso, se omiten explicaciones con
respecto a las mismas partes que ya se han descrito en la primera
cubierta neumática radial.
En esta cubierta radial, se dispone una capa de
caucho de alta dureza que tiene una dureza JIS A mayor en 3 o más
grados, preferiblemente 5 grados o mas que la del caucho de la banda
de rodadura, en una región 14 mostrada mediante líneas oblicuas en
la misma figura que la sección meridional de la cubierta que se
extiende desde una posición 12 de un extremo de contacto con el
suelo más exterior y en sección meridional de la cubierta bajo una
carga normal en el caso de una cubierta para autocar o camión y bajo
una carga correspondiente al 70% de la carga normal en el caso de
cubiertas que tienen un tamaño menor que el de un camión o autocar
en un estado de inflado por debajo de una presión de aire de acuerdo
con la máxima capacidad de carga hasta un punto 13 correspondiente a
½ de la altura de la carcasa H_{0} desde el alma del talón
considerando la altura H_{0} de la carcasa desde el alma del talón
bajo un nivel de inflado de la presión de aire normal incluyendo
ambas posiciones 12 y 13.
En otras palabras según la misma figura, cuando
el ancho entre ambos extremos en contacto con el suelo más
exteriores es CW, la región superior 14 esta separada hacia fuera
del plano ecuatorial X-X de la cubierta no menos de
una anchura de CW/2 en la dirección del ancho de la cubierta y
separada hacia fuera desde el alma del talón 5 no menos de H_{0}/2
en la dirección radial de la cubierta. En tal caso, el límite de la
región 14 en el lado de la banda de rodadura se especifica mediante
una línea perpendicular 16 que va desde la posición del extremo de
contacto con el suelo más exterior hacia la superficie exterior de
la cubierta en la sección ilustrada.
Cuando una cubierta que tiene tal estructura
rueda sobre una cara inclinada como una rodera o similar bajo carga
como se muestra en la Fig. 2, dado que la dureza del caucho de la
capa de caucho de alta dureza 15 dispuesta en la región 14 es mayor
que la del caucho de la banda de rodadura, la deformación por bombeo
bside de una porción cercana al contrafuerte, es transferida
fácilmente a una porción próxima al extremo de contacto con el suelo
y con ello a una porción extrema de contacto con el suelo de la
banda de rodadura, y como resultado, la deformación por empuje hacia
el exterior bsho y la deformación por cizallamiento SS del caucho de
la banda de rodadura puede incrementarse hasta provocar un
incremento suficiente del empuje del peralte.
En este caso, la razón por la que la región donde
se sitúa la capa de caucho de alta dureza 15 esta restringida a una
región superior 14 se debe al hecho de que la gran deformación por
bombeo bside se produce concretamente en esa región. Además, el
motivo por el que la dureza del caucho de la capa de caucho de alta
dureza 15 se hace mayor que la del caucho de la banda de rodadura en
3 grados o más, preferiblemente 5 grados o mas de dureza JIS A se
debe al hecho de que cuando la diferencia de dureza del caucho es
menor que 3 grados, es difícil garantizar el desarrollo suficiente
de las funciones mencionadas con anterioridad.
El aumento del alargamiento acompañado con una
deformación por bombeo bside o la facilidad de transmisión de la
deformación bside se hace particularmente granda en la superficie
exterior de la cubierta, de manera que es ventajoso disponer la capa
de caucho de alta dureza 15 cerca de la superficie exterior. Para
tal fin, es preferible que el centro del máximo grosor de la capa de
caucho 15 de alta dureza medida en sección meridional de la cubierta
bajo un inflado a presión normal, se sitúe hacia fuera del centro
del grosor de la cubierta medido en la línea normal que pasa a
través de la posición de máximo grosor hacia la superficie de la
cubierta.
En referencia a esto, la capa de caucho de alta
dureza 15 mostrada en la Fig. 10 se sitúa de manera que la
superficie de la cara exterior de la cubierta queda expuesta al
exterior de la cubierta.
Un ensayo comparativo referente a la función de
control del fenómeno de desviación errática en las cubiertas
neumáticas radiales de la estructura anterior se describirá a
continuación.
Se aportan tres cubiertas radiales para camiones
pequeños que tiene un tamaño de cubierta de 195/85 R16 114/112L LT,
en las que las dos cubiertas que tienen las estructuras mostradas en
la Fig.10 y la Fig.11 son las cubiertas 10 y 11 y la cubierta que
tiene una estructura como la mostrada en la Fig. 6 es una cubierta
comparativa.
En la cubierta 10 mostrada en la Fig.10, la capa
de caucho de alta dureza 15 tiene una dureza JIS A de 76 grados, un
grosor de 2,5 mm y un ancho de 25 mm, dicha cubierta se dispone de
manera que queda expuesta su superficie exterior empezando desde un
sitio a 70 mm desde el plano ecuatorial X-X de la
cubierta, en la dirección del ancho de la cubierta como se ha
mencionado previamente. En este caso, la dureza JIS A del caucho de
la banda de rodadura es de 61 grados.
En la capa de caucho de mayor dureza 15, el
máximo grosor medido en dirección perpendicular a la carcasa 4 es de
2,8 mm y el centro del grosor de la misma se da en una posición de
1,4 mm de la superficie exterior de la cubierta. Además, el grosor
de la cubierta total medido en la misma línea perpendicular es de
13,5 mm y el centro del grosor de la misma está en un sitio a 6,75
mm de la superficie exterior de la cubierta.
Además, la cubierta 11 mostrada en la Fig. 11
tiene la misma estructura que en la cubierta 10 excepto que la capa
de caucho de alta dureza 15, que tiene una sección substancialmente
triangular de 25 mm de ancho y 11 mm de grosor máximo y una dureza
JIS A de 67 grados, se dispone empezando desde un sitio a 70 mm del
plano ecuatorial X-X de la cubierta y a una
profundidad situada a 0,5 mm desde la superficie exterior.
En la capa de caucho de alta dureza 15 de la
cubierta anterior, el máximo grosor medido en la dirección
perpendicular a la carcasa 4 es de 12,7 mm y el centro del grosor de
la misma está en una posición a 6,85 mm de la superficie exterior de
la cubierta. Además el grosor total de la cubierta medido en la
misma línea perpendicular es 13,5 mm y el centro del grosor de la
misma está en una posición a 6,75 mm de la superficie exterior de la
cubierta.
Además, la cubierta comparativa mostrada en la
Fig.6 tiene la misma estructura que la cubierta excepto en que la
capa de caucho de alta dureza 15 se ha omitido.
En estas cubiertas, la presión de aire normal
según la máxima capacidad de carga (1180 kg) es de 6.0 kgf/cm^{2},
y el ancho de contacto con el suelo CW bajo carga (826 kg)
correspondiente al 70% de la máxima capacidad de carga es de 120 mm.
Y además, la altura de la carcasa H_{0} desde el alma del talón 5
a un nivel de inflado por debajo de la presión normal (6.0
kgf/cm^{2}) es de 136 mm.
Cada una de estas cubiertas infladas bajo una
presión de aire de 6.0 kgf/cm^{2} se monta en un camión pequeño de
2t de capacidad, en los que una rueda posterior es del tipo de doble
rueda. El camión es conducido por un conductor de pruebas sobre una
carretera pavimentada que incluye rodadas y con la máxima carga útil
autorizada, y durante esta prueba la estabilidad de marcha en línea
recta es evaluada por medio de la sensación que es percibida por el
conductor. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
En este caso, el índice de marcha en línea recta
se basa en que la cubierta comparativa es el control, en la cual
cuanto mayor es el valor del índice, mejor es la propiedad.
Como puede verse en la Tabla 3 la estabilidad de
marcha en línea recta resulta mejorado considerablemente en las
cubiertas.
| Dureza JIS A del caucho | Dureza JIS A de la capa | Estabilidad de marcha en | |
| de la banda de rodadura | de caucho de alta dureza | línea recta (índice) | |
| Cubierta comparativa | 61 grados | ninguno | 100 |
| Cubierta 10 | 61 grados | 76 grados | 115 |
| Cubierta 11 | 61 grados | 67 grados | 127 |
La figura 12 es una sección meridional de otro
ejemplo de realización práctico de la tercera cubierta neumática
radial, en la cual la superficie de la capa de caucho de alta dureza
15, orientada hacia el lado periférico interior de la cubierta, es
ondulada. Tal como se muestra en la Fig. 12a, cuando la capa de
caucho de alta dureza 15 está completamente embebida en el caucho
dentro de la región 14, la superficie encarada hacia el lado
periférico exterior de la cubierta puede estar también ondulada.
De este modo, el área de adhesión entre la capa
de caucho de alta dureza 15 y la capa de caucho adyacente se
incrementa para incrementar la fortaleza de la adhesión (fuerza de
adhesión x área de adhesión), de manera que se pueda dar una
excelente resistencia al pelado a la capa de caucho de alta dureza
15 contra la repetida deformación generada durante la rodadura de
la cubierta bajo carga mientras se mantiene la capacidad de control
del fenómeno de desviación errática al igual que en las cubiertas
radiales antes comentadas. Además, tales ondulaciones intersectan
según un ángulo amplio con respecto a la dirección progresiva del
pelado, de manera que ello puede contrarrestar eficazmente el
progreso del pelado.
Cuando una longitud de la ondulación media de la
porción ondulada 17 no es mayor que 1/3 de la extensión total de la
porción ondulada 17, la fortaleza de la adhesión de la capa de
caucho de alta dureza 15 se puede mejorar más bajo la aplicación de
varias ondas.
Cuando la extensión total de la porción ondulada
17 es mayor en 10% o más que la longitud de una línea 18 que pasa a
través de un centro de la onda como se muestra en la línea de
puntos de la Fig. 13, el área de adhesión se incrementa de manera
adicional y por tanto la fortaleza de adhesión puede resultar
mejorada adicionalmente.
A continuación se describe un ensayo comparativo
de la resistencia a la desviación errática de esta cubierta
neumática radial y la resistencia al pelado de la capa de caucho de
alta dureza.
La cubierta tiene una estructura como la mostrada
en la Fig. 11 y que se ha usado en el ensayo comparativo anterior es
una cubierta de control y la cubierta con una estructura como la
mostrada en la Fig. 12a es la cubierta 12.
En este caso, la capa de caucho de alta dureza 15
de la cubierta de control tiene las mismas dimensiones, propiedades
y demás que se han mencionado anteriormente, mientras que la capa
de caucho de alta dureza 15 de la cubierta 12 tiene la misma
posición, volumen, y propiedades que las de la cubierta de control
salvo que la forma es diferente que la cubierta de control. Además,
la extensión total de la porción ondulada en la cubierta 12 es un
125% de la porción correspondiente en la cubierta de control.
La evaluación de la resistencia a la desviación
errática se lleva a cabo por medio de la sensación que es percibida
por el conductor, evaluando la estabilidad de la marcha en línea
recta, cuando cada una de las cubiertas radiales tienen un tamaño
de 195/85 R16 114/112L LT y están infladas con una presión de aire
de 6.0 kgf/cm^{2} y montadas en un camión pequeño de 2t de
capacidad con una rueda trasera del tipo de doble rueda y se hace
circular a dicho camión sobre una carretera pavimentada que incluye
rodadas y con la máxima carga útil autorizada. Los resultados se
muestran en la tabla 4.
El índice de estabilidad de la marcha en línea
recta se basa en el hecho de que a la cubierta de control
(comparativa) se le asigna un valor 100, de manera que cuanto mayor
sea el valor del índice, mejor será la propiedad.
Además, la evaluación de la resistencia al pelado
se lleva a cabo mediante un índice de una distancia de marcha
(rodadura) hasta que la longitud de pelado alcanza 5 mm, cuando la
cubierta es hecha girar en el interior de un tambor a una velocidad
de 50 Km/h bajo una carga normal máxima con un inflado de aire a
presión, normal (6,0 Kgf/cm^{2}) de cuando con la capacidad de
carga máxima. Los resultados se muestran en la Tabla 4.
En este caso, cuanto mayor es el valor del índice
mejor es el resultado.
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| Dureza JIS A del caucho | Dureza JIS A de la capa | Estabilidad de marcha | Resistencia al | |
| de la banda de rodadura | de caucho de alta dureza | en línea recta (índice) | pelado (índice) | |
| Cubierta control | 61 grados | 67 grados | 127 | 100 |
| Cubierta 12 | 61 grados | 67 grados | 128 | 130 |
Como se observa a partir de la tabla 4, la
cubierta 12 puede aumentar ampliamente la resistencia al pelado con
una pequeña mejora de la estabilidad en marcha en línea recta en
comparación con la cubierta de control.
La Fig. 14 es una sección meridional de una
cubierta neumática radial según la invención. En esta figura se
muestra una cubierta para un camión pequeño que tiene un tamaño de
cubierta de 195/85 R16, una cubierta de la invención se indica
mediante una línea continua, y una cubierta comparativa se indica
mediante una línea de trazos.
En este caso, se forma una porción más delgada 19
en al menos una parte de la porción lateral situada en una región de
0,5-0,8 veces, preferiblemente
0,5-0,7 veces la altura de la carcasa H desde el
alma del talón 5 en un estado de inflado bajo una presión de aire
correspondiente al 10% de la presión de aire normal en relación con
la máxima capacidad de carga de manera que un grosor total de la
porción más delgada medida en dirección perpendicular de la carcasa
radial 4 en la dirección meridional de la cubierta no es mayor que
un 75% del grosor total similar de una cubierta de la otra parte, en
la porción lateral de la cubierta.
En el ejemplo de realización ilustrado, el grosor
total de la cubierta de la porción delgada 19 en un sitio de 0,63H
desde el alma del talón 5 es de 5,5 mm, el cual corresponde al 61%
del grosor mínimo de 9 mm en un sitio diferente a la región de
0,5H-0,8H (sitio 0,49H).
Según tal estructura, la rigidez de la porción
delgada 19 dentro de un intervalo de 0,5H-0,8H desde
el alma del talón 5 disminuye de forma local como se ha mencionado
previamente, y la deformación por abombamiento en la sección
ilustrada se concentra en el sitio delgado 19 durante la marcha de
la cubierta sobre la cara inclinada bajo carga para de este modo
aumentar la deformación por bombeo bside de una porción cercana al
contrafuerte y por tanto la deformación de empuje hacia el exterior
bsho de la porción cercana al talón también se incrementa para
incrementar el empuje del peralte FC de manera eficaz.
El motivo por el que la porción más delgada 19
esta situada dentro de la región de 0,5H-0,8H es
debido al hecho de que cuando la porción está hacia dentro desde
0,5H hacia el alma del talón, no puede contribuir al incremento de
la deformación por bombeo bside, mientras que cuando la porción
delgada se dispone en una posición que excede el 0,8 H o en la
porción del contrafuerte, la deformación por bombeo no puede
transmitirse de manera efectiva a la porción cercana al extremo de
contacto con el suelo y por lo tanto al extremo de contacto con el
suelo de la banda de rodadura debido a la disminución de la rigidez
en la porción del contrafuerte.
Además, el motivo por el que el grosor de la
porción más delgada 19 no es mayor que el 75% del grosor de la otra
porción es debido al hecho de que cuando éste excede del 75%, la
diferencia de grosor y por tanto la diferencia de rigidez disminuye
y se dificulta poder incrementar suficientemente la deformación por
bombeo bside.
En tal tipo de cubiertas, es preferible que el
sitio del máximo ancho de la carcasa radial 4 esté situado dentro de
la región de 0,6-0,8 veces la altura de la carcasa H
desde al alma del talón 5. En el ejemplo de realización ilustrado,
el sitio de ancho máximo está situado a 0,69H.
Es además favorable que no menos de un 80% de una
porción de la carcasa radial 4 que posee una curvatura máxima se
encuentre situada dentro de un sitio comprendido entre
0,65-0,85H, siendo H la altura de la carcasa al alma
del talón 5. En el ejemplo de realización ilustrado, la curvatura
máxima es de 1/23 y el 100% de la porción que posee dicha máxima
curvatura está situada dentro del sitio citado.
Mediante el hecho de situar el sitio con un ancho
máximo de la carcasa 4 dentro de la región de
0,6H-0,8H, preferiblemente
0,7H-0,8H, es posible aumentar la deformación por
bombeo bside y también es posible acercar efectivamente la posición
de generación de la deformación por bombeo bside a la región del
contrafuerte para aumentar más eficazmente la deformación de empuje
hacia fuera bsho producida a través de la deformación por bombeo
bside. Por otro lado, la tensión de la carcasa en el inflado bajo
presión del aire se hace lo suficientemente pequeña dentro de la
región anterior, con lo cual la deformación por bombeo bside puede
incrementarse más.
Cuando el sitio del ancho máximo es un sitio de
al menos 0,6H, hay un temor a que no se obtenga una deformación por
bombeo bside suficientemente grade, mientras que si es una posición
de más de 0,8H, la posición del ancho máximo de la carcasa 4 es
demasiado cercana a la porción extrema del cinturón formando
fácilmente núcleos problemáticos durante la marcha de la cubierta
bajo carga y por lo tanto ello provoca un temor a que disminuya la
durabilidad a la generación de calor, la durabilidad del cinturón y
similares.
La deformación por bombeo bside y la deformación
por empuje hacia fuera bsho, al igual que en el caso en que el
sitio con un ancho máximo de la carcasa 4 se selecciona dentro de
un intervalo de 0,6H-0,8H, pueden incrementarse
eficazmente mediante la disposición de no menos de un 80% de la
porción que tiene la máxima curvatura de la carcasa dentro de una
región o intervalo de 0,65H-0,85H, preferiblemente
0,7H-0,85H.
Esto es, cuando dicha disposición es menor de
0,65H, es difícil incrementar la deformación por bombeo bside a un
nivel satisfactorio, mientras que cuando se excede de 0,85H, se teme
la disminución de la durabilidad a la generación de calor, la
durabilidad del cinturón y similares.
Además es favorable que el grosor total de la
cubierta medido en la dirección normal de la carcasa radial 4 en la
sección meridional de la cubierta en un sitio correspondiente a 0,85
veces la altura H de la carcasa desde el alma del talón 5 no sea
menor a 0,64 veces el grosor total similar de una cubierta en una
posición del borde lateral del cinturón, con lo cual el efecto de
refuerzo de la región del contrafuerte se mejora y también se
incrementa de la segunda zona de banda de rodadura. Esto es, cuando
la proporción es menor de 0,64 veces, es difícil desarrollar
suficientemente las funciones anteriores.
La definición de la proporción del grosor total
de la cubierta en el sitio del borde lateral del cinturón y el sitio
de 0,85H se basa en el conocimiento de que el grosor total de la
cubierta en la posición del borde lateral del cinturón afecta
enormemente a la rigidez de la porción de la banda de rodadura
durante la marcha de la cubierta en la cara inclinada y tal grosor
total de la cubierta esta determinado principalmente mediante la
consideración de la durabilidad a la generación de calor, la
resistencia al desgaste y similares como propiedades principales de
la cubierta, mientras que la influencia del grosor total de la
cubierta en la posición de 0,85H es considerablemente mayor
comparada con la otra porción par incrementar la deformación por
bombeo bside y la deformación por empuje hacia fuera bsho.
En el ejemplo de realización ilustrado, el grosor
en la posición del eje lateral de la cinta es de 22,9 mm, y el
grosor en la posición de 0,85H es de 17,2 mm, de manera que la
relación es de 0,75 veces.
Mas preferiblemente, una porción de mayor grosor
se forma en al menos una parte de la posición lateral situada dentro
de la región de 0,8-0,85 veces la altura de la
carcasa H desde el alma del talón 5 de manera que el grosor total de
la cubierta en la dirección normal de la carcasa radial 4 en la
sección meridional de la cubierta no es menor que 1,5 veces el
grosor total similar de una cubierta en una posición correspondiente
a 0,75 veces la altura de la carcasa H desde el alma del talón 5. En
el ejemplo de realización ilustrado el grosor total de la cubierta
de la porción gruesa 20 en un sitio de 0,85H es de 17,2 mm y en el
sitio de 0,75H es de 10,5 mm, de manera que la relación des de
1,64
veces.
veces.
Según tal estructura, la rigidez de la segunda
zona de la banda de rodadura puede se incrementada enormemente
mediante la porción engrosada 20 para reforzar de manera eficaz la
región del contrafuerte. Por tanto, la deformación por bombeo bside
y la deformación por empuje hacia fuera bsho pueden incrementarse
considerablemente para provocar un incremento efectivo de la
deformación por cizallamiento S_{S}.
Además cuando la relación es menor a 1,5 veces,
es difícil asegurar un desarrollo suficiente del efecto
anterior.
La Fig. 15 es una vista en sección que muestra
otro ejemplo práctico de realización de la cuarta cubierta neumática
radial, en la cual una porción más delgada 21 situada dentro de un
sitio o intervalo de 0,5H-0,8H, preferiblemente
0,5H-0,7H es más delgada localmente. En esta figura,
el grosor mínimo de la porción más delgada 21 es de 5,5 mm en la
posición de 0,62H.
Tal porción más delgada 21 puede funcionar
eficazmente para incrementar el empuje del peralte FC, de la misma
manera que la porción más delgada 19 anterior al reducir su grosor,
pero también puede controlar en particular la aparición de daños
producido debido a una reducción violenta del grosor cuando la
porción lateral de la cubierta roza con un borde de la carretera
durante la marcha, por ejemplo, un autobús debido a la estrechez de
una zona local.
A continuación se describe un ensayo comparativo
relativo a la característica de control del fenómeno de desviación
errática en la cubierta neumática radial anterior.
Se aportan unas cubiertas radiales para camiones
pequeños que tienen la estructura mostrada mediante una línea
continua en la Fig.14 y un tamaño de la cubierta de 195/85 R16
114/112L LT variando la distribución del grosor de la porción
lateral y la línea de la carcasa según se muestra en la Tabla 5 como
las cubiertas de la invención 13-16, mientras que se
usa como cubierta comparativa la que se muestra en la misma figura
mediante líneas de trazos.
Cada una de estas cubiertas se inflan bajo una
presión de aire normal de 6.0 kgf/cm^{2} según con la máxima
capacidad de carga y se montan en un camión pequeño de 2 toneladas
de capacidad (las ruedas traseras son del tipo de dos ruedas). El
camión pequeño circula sobre una carretera pavimentada que incluye
roderas y con la máxima carga útil autorizada, conducido por un
conductor de pruebas, y durante esta prueba la estabilidad de marcha
en línea recta es evaluada por medio de la sensación que es
percibida por el conductor.
Los resultados se muestran en la Tabla 5 mediante
un índice de evaluación en el que la cubierta convencional es el
control (cuanto mayor es el valor del índice, mayor es la
propiedad).
Como puede observarse a partir de esta tabla, las
cubiertas según la invención mejoran considerablemente la
estabilidad de marcha en línea recta.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se aprecia por lo expuesto anteriormente,
las cubiertas neumáticas radiales según la invención pueden reprimir
eficazmente la aparición del fenómeno de desviación errática cuando
están aplicadas a vehículos tales como automóviles de turismo,
camionetas, camiones, autobuses y vehículos similares, y pueden en
particular proporcionar una excelente estabilidad de marcha en línea
recta incluso sobre superficies de carretera que incluyan rodadas en
condiciones de marcha a alta velocidad del vehículo.
Claims (4)
1. Cubierta neumática radial para automóviles que
comprende un par de partes (1) que constituyen los talones, un par
de partes (2) que constituyen los flancos, una parte (3) que
constituye la banda de rodadura y discurre toroidalmente entre ambas
partes que constituyen los flancos, una carcasa radial (4) que
refuerza dichas partes y un cinturón (6) que refuerza la parte que
constituye la banda de rodadura en el lado circunferencial exterior
de la carcasa radial en la que una porción más delgada (19;21) se
forma en al menos una parte de la porción lateral situada dentro de
un sitio abarcado por un intervalo de 0,5-0,8 veces
la altura (H) de la carcasa desde el alma del talón (5) en un estado
de inflado bajo una presión del aire correspondiente al 10% de la
presión de aire normal según la máxima capacidad de carga de manera
que un grosor total de la cubierta de dicha porción más delgada
medida en la dirección normal de la carcasa radial (4) en la
dirección meridional de la cubierta no es mayor al 75% del grosor
total similar de una cubierta en la otra parte en la porción lateral
de la cubierta; caracterizada porque no menos de un 80% de
una porción de la carcasa (4) que tiene una curvatura máxima, en la
sección meridional de la cubierta, está situada dentro de un sitio
comprendido en un intervalo de 0,65-0,85 veces la
altura (H) de la carcasa desde el alma del talón (5).
2. Cubierta como la reivindicada en la
reivindicación 1, caracterizada porque un sitio de máxima
anchura de la carcasa radial (4) está situado dentro de un sitio
abarcado por un intervalo de 0,6-0,8 veces la altura
(H) de la carcasa desde el alma del talón (5).
3. Cubierta como la reivindicada en las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por el hecho de que el
grosor total de la cubierta en la sección meridional de la cubierta
medida en la dirección normal de la carcasa radial (4) en un sitio
correspondiente a 0,85 veces la altura de la carcasa (H) desde el
alma del talón (5) no es menor a 0,64 veces el grosor total similar
de una cubierta en un sitio del borde lateral del cinturón.
4. Cubierta como la reivindicada en las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de que una
porción más gruesa se forma en al menos una parte de la porción
lateral situada dentro de un sitio abarcado por un intervalo de
0,8-0,85 veces la altura (H) de la carcasa desde el
alma del talón (5) de manera que el grosor total de la cubierta de
dicha porción más gruesa no es menor que 1,5 veces el grosor total
similar de una cubierta en una posición correspondiente a 0,75 veces
la altura (H) de la carcasa desde el alma del talón (5).
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