ES2257530T3 - Cubiertas neumaticas. - Google Patents
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Abstract
Cubierta neumática (11) que comprende una carcasa (18) que se extiende toroidalmente entre las de un par de partes (13) que constituyen los talones, un cinturón (24) que está dispuesto en el exterior de la carcasa (18) en la dirección radial y consta de al menos dos capas (25) del cinturón, estando los de la pluralidad de elementos de refuerzo (26) que están embebidos en dichas capas (25) entrecruzados entre sí con respecto al plano ecuatorial (S) de la cubierta, al menos una capa (32) de refuerzo del cinturón que está dispuesta de forma tal que queda solapada con el cinturón (24) y se prolonga hasta más allá de un extremo exterior (35) a lo ancho del mismo y tiene embebidos en la misma los de una pluralidad de elementos de refuerzo (33) que discurren cada uno prácticamente en una dirección circunferencial doblándose en una forma ondulada o en zigzag, y un caucho (28) de la banda de rodadura que está dispuesto en el exterior del cinturón en la dirección radial; estando dicha cubierta neumática caracterizada por el hecho de que las de un par de capas auxiliares (36) del cinturón que están previstas separadamente están dispuestas de forma tal que quedan solapadas con al menos ambas partes extremas exteriores a lo ancho de una capa (32b) de anchura máxima de refuerzo del cinturón y constan de al menos una tela que contiene embebidos en la misma los de una pluralidad de elementos de refuerzo (38) que con respecto al plano ecuatorial están dispuestos a un ángulo de oblicuidad que es distinto del de los elementos de refuerzo (33) de la capa (32b) de anchura máxima de refuerzo del cinturón.
Description
Cubiertas neumáticas.
Esta invención se refiere a una cubierta
neumática que es capaz de reprimir el rápido desgaste en una parte
extrema de la banda de rodadura.
En general, la cubierta neumática comprende un
cinturón que consta de al menos dos capas de elementos de refuerzo
entrecruzados del cinturón, estando los elementos de refuerzo que
están embebidos en dichas capas entrecruzados entre sí con respecto
a un plano ecuatorial de la cubierta. En la
JP-A-2000-203215,
que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1, se describe
una cubierta neumática en la que está prevista adicionalmente para
reprimir la avería por desunión en una parte extrema exterior a lo
ancho de la capa del cinturón para mejorar la durabilidad del
cinturón al menos una capa de refuerzo del cinturón que como tal
capa de refuerzo tiene una anchura que es mayor que la de la capa
del cinturón, estando embebidos en dicha capa de refuerzo los de
una pluralidad de elementos de refuerzo de forma tal que los mismos
discurren en una dirección circunferencial doblándose con una forma
ondulada o en zigzag.
Sin embargo, la superficie exterior de la parte
que constituye la banda de rodadura en las cubiertas neumáticas que
incluyen la cubierta que se describe en la publicación
anteriormente mencionada está hecha en general en forma de un arco
que tiene un único radio de curvatura o bien en forma de una
pluralidad de arcos que tienen distintos radios de curvatura para
mantener adecuadamente la forma del área de contacto con el piso o
la presión de contacto con el piso, y está configurada con una
forma convexa cuyo radio (distancia al eje geométrico de rotación)
va en incremento desde ambos extremos de la banda de rodadura hacia
el plano ecuatorial de la cubierta.
Cuando la superficie exterior de la parte que
constituye la banda de rodadura está configurada con la forma
convexa como se ha mencionado anteriormente, surge el problema de
que es ocasionado un desgaste irregular porque de acuerdo con la
diferencia de tamaño (la diferencia de la longitud periférica) son
aplicadas a la superficie exterior de la parte que constituye la
banda de rodadura en rotación una fuerza que está dirigida hacia
adelante en la dirección de marcha (lado de tracción) en las
inmediaciones del plano ecuatorial de la cubierta y una fuerza que
está dirigida hacia atrás en la dirección de marcha (lado de
frenado) en las inmediaciones del extremo de la banda de rodadura,
con lo cual se ve incrementada la velocidad de desgaste en la parte
extrema de la banda de rodadura. Tal problema o desgaste en la
parte extrema de la banda de rodadura deviene más notable cuando la
cubierta neumática está en particular montada en una rueda de
tracción de un vehículo porque la fuerza dirigida hacia atrás
deviene mayor.
Ahora bien, el inventor ha hecho varios estudios
con respecto al mecanismo generador del desgaste en la parte
extrema de la banda de rodadura de la cubierta neumática descrita
en la publicación anteriormente mencionada, y ha logrado obtener
los conocimientos que se indican a continuación. Esto quiere decir
que, como se muestra en la Fig. 10, cuando la fuerza dirigida hacia
adelante en la dirección de marcha es aplicada a las inmediaciones
del plano ecuatorial de la cubierta y la fuerza dirigida hacia
atrás en la dirección de marcha es aplicada a las inmediaciones del
extremo de la banda de rodadura durante la rotación de la cubierta,
la parte que constituye la banda de rodadura se ve sometida a
deformación por cizallamiento. Aunque en el exterior de un extremo
exterior a lo ancho de una capa de mayor anchura del cinturón a lo
ancho existan partes extremas exteriores a lo ancho de una o varias
capas de anchura máxima de refuerzo del cinturón, puesto que los
elementos de refuerzo embebidos discurren prácticamente en la
dirección circunferencial y puesto que es pequeña la rigidez al
cizallamiento en la dirección circunferencial en la parte extrema
exterior de la capa de refuerzo del cinturón, la deformación por
cizallamiento deviene extremadamente grande en la parte extrema de
la banda de rodadura que corresponde a la susodicha parte extrema
exterior, y por consiguiente se genera siempre un gran
resbalamiento contra la superficie de la carretera, y deviene
grande la velocidad de desgaste en la parte extrema de la banda de
rodadura.
La invención se basa en los susodichos
conocimientos y sirve para hacer que disminuya la velocidad de
desgaste en la parte extrema de la banda de rodadura para así
reprimir con eficacia el desgaste irregular en la cubierta neumática
que está provista de la capa de anchura máxima de refuerzo del
cinturón.
A fin de alcanzar el susodicho objetivo, la
invención radica en una cubierta neumática que comprende una
carcasa que se extiende toroidalmente entre las de un par de partes
que constituyen los talones, un cinturón que está dispuesto en el
exterior de la carcasa en la dirección radial y consta de al menos
dos capas del cinturón, estando los de la pluralidad de elementos
de refuerzo que están embebidos en dichas capas entrecruzados entre
sí con respecto al plano ecuatorial de la cubierta, al menos una
capa de refuerzo del cinturón que está dispuesta de forma tal que
queda solapada con el cinturón y se prolonga hasta más allá de un
extremo exterior a lo ancho del mismo y tiene embebidos en la misma
los de una pluralidad de elementos de refuerzo que discurren cada
uno prácticamente en una dirección circunferencial doblándose en una
forma ondulada o en zigzag, y un caucho de la banda de rodadura que
está dispuesto en el exterior del cinturón en la dirección radial;
estando dicha cubierta neumática caracterizada por el hecho de que
las de un par de capas auxiliares del cinturón que están previstas
separadamente están dispuestas de forma tal que quedan solapadas
con al menos ambas partes extremas exteriores a lo ancho de una
capa de anchura máxima de refuerzo del cinturón y constan de al
menos una tela que contiene embebidos en la misma los de una
pluralidad de elementos de refuerzo que con respecto al plano
ecuatorial están dispuestos a un ángulo de oblicuidad que es
distinto del elemento de refuerzo de la capa de anchura máxima de
refuerzo del cinturón.
Puesto que ambas partes extremas exteriores a lo
ancho de la capa de anchura máxima de refuerzo del cinturón no
quedan solapadas con el cinturón, es pequeña la rigidez al
cizallamiento en la dirección circunferencial, como se ha
mencionado anteriormente. En la invención, sin embargo, la capa
auxiliar del cinturón que está prevista separadamente está
dispuesta de forma tal que queda solapada con la susodicha parte
extrema, y el ángulo de oblicuidad del elemento de refuerzo que
está embebido en la capa auxiliar del cinturón que está prevista
separadamente es con respecto al plano ecuatorial S distinto del
elemento de refuerzo de la capa de refuerzo del cinturón, con lo que
los elementos de refuerzo de ambas capas quedan entrecruzados entre
sí para así reforzar la parte extrema exterior a lo ancho de la
capa de anchura máxima de refuerzo del cinturón, y por consiguiente
deviene grande la rigidez al cizallamiento en la dirección
circunferencial en la parte extrema de la banda de rodadura.
Fruto de ello, aunque durante la rotación de la
cubierta neumática sea aplicada a las inmediaciones del plano
ecuatorial de la cubierta la fuerza dirigida hacia adelante en la
dirección de marcha y sea aplicada a las inmediaciones del extremo
de la banda de rodadura la fuerza dirigida hacia atrás en la
dirección de marcha, es reprimida con eficacia la deformación por
cizallamiento en la parte extrema de la banda de rodadura, con lo
cual puede ser reducido el resbalamiento entre la parte extrema de
la banda de rodadura y la superficie de la carretera para así hacer
que disminuya la velocidad de desgaste en la parte extrema de la
banda de rodadura, para con ello reprimir con eficacia la aparición
de desgaste irregular.
En una realización preferible de la invención,
cuando la capa auxiliar del cinturón que está prevista
separadamente queda solapada con tan sólo la capa de anchura máxima
de refuerzo del cinturón y una distancia axial desde el plano
ecuatorial de la cubierta hasta el extremo de la banda de rodadura
(la semianchura de la banda de rodadura) es W, una anchura H de la
capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente está
situada dentro de la gama de valores de 0,10W-0,60W
y una distancia M desde el plano ecuatorial de la cubierta hasta el
extremo exterior a lo ancho de la capa auxiliar del cinturón que
está prevista separadamente está situada dentro de la gama de
valores de 0,90W-1,20W. Según esta forma
constructiva, puede reducirse en gran medida la velocidad de
desgaste en la parte extrema de la banda de rodadura, siendo al
mismo tiempo reprimida la aparición de avería por desunión.
En otra realización preferible de la invención,
la capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente está
dispuesta entre la carcasa y la capa de anchura máxima de refuerzo
del cinturón. Según esta forma constructiva, puede también
reprimirse con seguridad la deformación por cizallamiento de la
carcasa.
En la otra realización preferible de la
invención, la capa auxiliar del cinturón que está prevista
separadamente está dispuesta entre el caucho de la banda de
rodadura y la capa de anchura máxima de refuerzo del cinturón. Según
esta forma constructiva, puede interrumpirse en su camino la
propagación de la deformación por cizallamiento en la parte extrema
de la banda de rodadura, y por consiguiente experimenta una
disminución la cantidad total de la deformación por
cizallamiento.
En una realización más preferible de la
invención, el ángulo de oblicuidad del elemento de refuerzo que
está embebido en la capa auxiliar del cinturón que está prevista
separadamente con respecto al plano ecuatorial de la cubierta está
situado dentro de una gama de ángulos de 10º-80º. Según esta forma
constructiva, puede ser reprimida en gran medida la deformación por
cizallamiento en la parte extrema de la banda de rodadura, viéndose
al mismo tiempo facilitada la conformación de la capa auxiliar del
cinturón que está prevista separadamente.
En una realización aún más preferible de la
invención, la parte extrema interior a lo ancho de la capa auxiliar
del cinturón que está prevista separadamente está en particular
dispuesta encima de la capa de anchura máxima de refuerzo del
cinturón de forma tal que queda solapada con la parte extrema
exterior a lo ancho de una capa de mayor anchura del cinturón de
entre las capas del cinturón que constituyen el cinturón en la
dirección radial, y los elementos de refuerzo que están previstos
en la capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente
están dispuestos oblicuamente en la misma dirección como los
elementos de refuerzo oblicuos que están previstos en la capa de
mayor anchura del cinturón. Según esta forma constructiva, existe
siempre en el exterior de la capa del cinturón y de la capa de
refuerzo del cinturón a lo ancho una parte de la capa auxiliar del
cinturón que está prevista separadamente, y también los elementos
de refuerzo que están embebidos en la capa auxiliar del cinturón que
está prevista separadamente están dispuestos oblicuamente en la
misma dirección como los elementos de refuerzo que están previstos
en la capa de mayor anchura del cinturón, con lo que la rigidez al
cizallamiento de la capa auxiliar del cinturón que está prevista
separadamente en la dirección circunferencial tiene un valor que es
mayor que el de la capa de refuerzo del cinturón. Como resultado de
ello, la deformación por cizallamiento del caucho de la banda de
rodadura en las inmediaciones del extremo de la banda de rodadura
basada en la diferencia de longitud periférica es reprimida por la
capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente y se ve
reducida la fuerza que está dirigida hacia el lado de frenado en
las inmediaciones del extremo de la banda de rodadura y que es
debida a tal deformación por cizallamiento, con lo cual puede
reprimirse con eficacia el desgaste irregular.
Asimismo, el extremo exterior a lo ancho de la
capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente está
situado hacia el exterior con respecto a los extremos exteriores a
lo ancho de la capa del cinturón y de la capa de refuerzo del
cinturón a lo ancho, con lo cual se considera que la deformación se
concentra en el extremo exterior a lo ancho de la capa auxiliar del
cinturón que está prevista separadamente durante la rodadura de la
cubierta bajo carga. Sin embargo, la anchura de la capa auxiliar
del cinturón que está prevista separadamente es menor que la de la
capa de mayor anchura del cinturón, y la parte extrema interior a
lo ancho de dicha capa auxiliar del cinturón que está prevista
separadamente está solapada con la parte extrema exterior a lo ancho
de la capa del cinturón, con lo cual la capa auxiliar del cinturón
que está prevista separadamente puede deformarse libremente en
comparación con la capa del cinturón, siendo sometida a sujeción en
cierto grado por la capa del cinturón. Como resultado de ello, la
deformación que es producida en el extremo exterior a lo ancho de
la capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente nunca
llega a alcanzar un gran valor, y es reprimida la aparición de
desunión del extremo del cinturón en el extremo exterior. En este
caso, si los elementos de refuerzo que están previstos en la capa
auxiliar del cinturón que está prevista separadamente están
dispuestos oblicuamente en una dirección contraria a la de los
elementos de refuerzo que están previstos en la capa del cinturón,
será de temer que sea generada desunión interlaminar porque deviene
grande la rigidez de la parte solapada. En la invención, sin
embargo, mediante la oblicuidad en la misma dirección se impide que
sea de temer que se produzca un incremento de la rigidez.
En otra realización preferible de la invención,
los elementos de refuerzo que están previstos en la capa auxiliar
del cinturón que está prevista separadamente son paralelos a los
elementos de refuerzo que están previstos en la capa de mayor
anchura del cinturón o bien están dispuestos oblicuamente en la
misma dirección dentro de un margen de variación de +10º a -10º. En
este caso puede reprimirse con eficacia la avería por desunión
entre la capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente
y la capa de mayor anchura del cinturón.
En la otra realización preferible de la
invención, la anchura O de la parte solapada entre la capa auxiliar
del cinturón que está prevista separadamente y la capa de mayor
anchura del cinturón está situada dentro de una gama de valores de
0,03-0,10 veces la anchura 2W de la banda de
rodadura (W es la distancia axial desde el plano ecuatorial de la
cubierta hasta el extremo de la banda de rodadura). En este caso
puede ser reprimida con eficacia la deformación por cizallamiento
del caucho de la banda de rodadura en las inmediaciones del extremo
de la banda de rodadura, siendo al mismo tiempo reprimida con
eficacia la avería por desunión entre la capa auxiliar del cinturón
que está prevista separadamente y la capa de mayor anchura del
cinturón.
En una realización aún más preferible de la
invención, la anchura B de la capa de mayor anchura del cinturón
está situada dentro de una gama de valores de
0,40-0,85 veces la anchura 2W de la banda de
rodadura. En este caso puede reprimirse con eficacia la
concentración de la deformación en los extremos exteriores a lo
ancho de la capa auxiliar del cinturón que está prevista
separadamente y de la capa de mayor anchura del cinturón.
La Fig. 1 es una vista esquemática en sección
radial de una realización de la cubierta según la invención.
La Fig. 2 es una vista en planta con partes
eliminadas de la parte que constituye la banda de rodadura en la
cubierta que está ilustrada en la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista esquemática en sección
radial de otra realización de la cubierta según la invención.
Las Fig. 4 y 5 son vistas esquemáticas en sección
radial de realizaciones modificadas de la cubierta que se ilustra
en la Fig. 1, respectivamente.
La Fig. 6 es una vista esquemática en sección
radial de una realización modificada de la cubierta que se ilustra
en la Fig. 3.
La Fig. 7 es una vista esquemática en sección
radial de la otra realización de la cubierta según la
invención.
La Fig. 8 es una vista en planta con partes
eliminadas de la parte que constituye la banda de rodadura en la
cubierta que se ilustra en la Fig. 7.
La Fig. 9 es una vista esquemática en sección
radial de una adicional realización de la cubierta según la
invención.
La Fig. 10 es una vista esquemática que ilustra
un estado de deformación de la parte que constituye la banda de
rodadura en la superficie de contacto con el piso.
Se describe a continuación una realización de la
invención haciendo referencia a los dibujos acompañantes.
En las Figs. 1 y 2, el número de referencia 11 es
una cubierta neumática radial robusta que está montada en un
camión, un autobús o un vehículo similar y tiene una relación de
forma de no más de 0,70. La cubierta 11 comprende un par de partes
13 que constituyen los talones y en cada una de las cuales está
embebida un alma 12 del talón, partes 14 que constituyen los
flancos y discurren en sustancia hacia el exterior desde estas
partes 13 que constituyen los talones en la dirección radial, y una
parte 15 que constituye la banda de rodadura, tiene forma
prácticamente cilíndrica y está unida a los extremos radialmente
exteriores de estas partes 14 que constituyen los flancos.
Asimismo, la cubierta 11 comprende una carcasa 18
que se extiende toroidalmente entre las de un par de almas 12 de
los talones para así reforzar las partes 14 que constituyen los
flancos y la parte 15 que constituye la banda de rodadura, estando
ambas partes extremas de la carcasa 18 vueltas arriba por en torno a
las respectivas almas 12 de los talones desde una parte axialmente
interior hacia una parte axialmente exterior. La carcasa 18 consta
de al menos una tela de la carcasa, y concretamente de una tela en
la realización ilustrada, estando embebidos en la tela de la
carcasa muchos elementos inextensibles de refuerzo tales como hilos
de acero que discurren en la dirección radial (dirección
meridional). Está asimismo dispuesto en torno a la carcasa 18 en la
parte 13 que constituye el talón un elemento resistente 20
reforzado con hilos de acero, por ejemplo.
Además, la cubierta 11 comprende un cinturón 24
que consta de al menos dos capas 25 del cinturón (dos capas en la
realización ilustrada) que están dispuestas en el exterior de la
carcasa 18 en la dirección radial. En el interior de cada capa 25
del cinturón están embebidos muchos elementos inextensibles de
refuerzo 26 que están hechos de acero, de fibra de aramida o de un
material similar, por ejemplo. Los elementos de refuerzo 26 que
están embebidos en estas capas 25 del cinturón están dispuestos
oblicuamente a un ángulo de oblicuidad de 10º-60º, y
preferiblemente de 40º-60º, con respecto a un plano ecuatorial S de
la cubierta, siendo las direcciones de oblicuidad en las capas 25
del cinturón, que son al menos dos, mutuamente opuestas con
respecto al plano ecuatorial S. Además, una capa interior 25a del
cinturón que está situada hacia el interior en la dirección radial
tiene una anchura que es mayor que la de una capa exterior 25b del
cinturón que está situada hacia el exterior en la dirección
radial.
En la Fig. 1, el número de referencia 28 es un
caucho de la banda de rodadura que está dispuesto en el exterior
del cinturón 24 en la dirección radial, y el número de referencia
29 es un caucho del flanco que está dispuesto en el exterior de la
carcasa 18 en la dirección axial.
La cubierta 11 que tiene la estructura que ha
sido descrita anteriormente comprende adicionalmente al menos una
capa 32 de refuerzo del cinturón, y en la realización ilustrada
concretamente dos capas que están dispuestas en el interior del
cinturón 24 en la dirección radial y en el exterior de la carcasa
18 en la dirección radial, o sea entre el cinturón 24 y la carcasa
18 quedando solapadas con el cinturón 24. En el interior de la cada
capa 32 de refuerzo del cinturón están embebidos elementos de
refuerzo 33 que discurren prácticamente en la dirección
circunferencial y están hechos de un material inextensible tal como
acero, fibra de aramida o un material similar, estando desarrollados
en la sección radial de cada capa 32 de refuerzo del cinturón
muchos elementos de refuerzo 33 que están hechos cada uno de un
hilo (alambres torcidos) o de un monofilamento. Asimismo, estos
elementos de refuerzo 33 están doblados con forma ondulada o en
zigzag, tal como con forma de onda cuadrada, de onda triangular o
de onda curvilínea, en un plano paralelo a las caras anterior y
posterior de cada capa 32 de refuerzo del cinturón, y están
dispuestos en igualdad de fase del paso.
Cada una de las capas 32 de refuerzo del cinturón
es formada a base de arrollar helicoidalmente muchas veces sobre el
exterior de la carcasa 18 un cuerpo con forma de cinta en el cual
están dispuestos lado a lado y recubiertos con caucho los de un
pequeño número de elementos de refuerzo 33. Aquí, una capa exterior
32b de refuerzo del cinturón que está situada hacia el exterior en
la dirección radial tiene una anchura que es mayor que la de una
capa interior 32a de refuerzo del cinturón que está situada hacia
el interior en la dirección radial y que la anchura de la susodicha
capa interior 25a del cinturón. Debido a ello, la capa exterior 32b
de refuerzo del cinturón es la capa de máxima anchura de entre las
capas 25 del cinturón y las capas 32 de refuerzo del cinturón.
Asimismo, la capa interior 25a del cinturón tiene una anchura que es
mayor que la de la capa interior 32a de refuerzo del cinturón, con
lo cual la capa interior 25a del cinturón es una capa de mayor
anchura de entre las capas 25 del cinturón y las capas 32 de
refuerzo del cinturón.
Fruto de ello, el extremo exterior 34 a lo ancho
de la capa exterior 32b de anchura máxima de refuerzo del cinturón
está situado hacia el exterior con respecto al extremo exterior 35
a lo ancho de la capa interior 25a de mayor anchura del cinturón a
lo ancho. Esto quiere decir que la parte extrema exterior a lo
ancho de la capa exterior 32b de refuerzo del cinturón, que como tal
parte extrema exterior está situada hacia el exterior con respecto
al extremo exterior 35 a lo ancho de la capa interior 25a del
cinturón a lo ancho, es solamente una capa, y los elementos de
refuerzo 33 que están previstos en la capa exterior 32b de refuerzo
del cinturón discurren prácticamente en la dirección
circunferencial, con lo cual apenas oponen resistencia a la fuerza
de cizallamiento en la dirección circunferencial, con lo cual la
rigidez al cizallamiento en la dirección circunferencial en ambas
partes extremas exteriores a lo ancho de la capa exterior 32b de
refuerzo del cinturón, o sea en la parte extrema de la banda de
rodadura, arroja un valor muy pequeño.
En la invención, sin embargo, las de un par de
capas auxiliares 36 del cinturón que están previstas separadamente
y están hechas de al menos una tela (de una tela en la realización
ilustrada) están dispuestas de forma tal que quedan solapadas con
ambas partes extremas exteriores a lo ancho de la capa exterior 32b
de refuerzo del cinturón, y están embebidos en cada una de las capas
auxiliares 36 del cinturón que están previstas separadamente como
se muestra en la FIG. 2 los elementos de refuerzo 38 que con
respecto al plano ecuatorial S de la cubierta tienen un ángulo de
oblicuidad que es distinto del elemento de refuerzo 33 que está
previsto en la capa exterior 32b de anchura máxima de refuerzo del
cinturón. Así, los elementos de refuerzo 33 que están previstos en
la capa exterior 32b de refuerzo del cinturón están entrecruzados
con los elementos de refuerzo 38 que están previstos en la capa
auxiliar 36 del cinturón que está prevista separadamente, con lo
cual ambas partes extremas exteriores a lo ancho de la capa
exterior 32b de anchura máxima de refuerzo del cinturón quedan
reforzadas con las capas auxiliares 36 del cinturón que están
previstas separadamente, siendo así incrementada la rigidez al
cizallamiento en la dirección circunferencial en la parte extrema
de la banda de rodadura.
Durante la rotación de la cubierta 11 que tiene
la estructura que ha sido descrita anteriormente, incluso cuando es
aplicada a las inmediaciones del plano ecuatorial S de la cubierta
una fuerza dirigida hacia adelante en la dirección de marcha y
cuando es aplicada a las inmediaciones del extremo E de la banda de
rodadura una fuerza dirigida hacia atrás en la dirección de marcha
como se ha mencionado anteriormente, la deformación por
cizallamiento en la parte extrema de la banda de rodadura es
reprimida con eficacia por la presencia de la capa auxiliar 36 del
cinturón que está prevista separadamente, con lo cual se ve
reducido el resbalamiento entre la parte extrema de la banda de
rodadura y la superficie de la carretera, produciéndose así una
disminución de la velocidad de desgaste en la parte extrema de la
banda de rodadura.
En lugar de disponer la capa auxiliar 36 del
cinturón que está prevista separadamente como se ha mencionado
anteriormente, se contempla la adopción de la medida consistente en
hacer que sea mayor la anchura de la capa interior 25a del cinturón
o de la capa exterior 25b del cinturón para así hacer que la parte
extrema exterior a lo ancho de la misma quede solapada con la parte
extrema exterior a lo ancho de la capa exterior 32b de anchura
máxima de refuerzo del cinturón. En este caso, sin embargo, la
deformación debida a una carga se concentra en el extremo exterior
a lo ancho de la capa interior o exterior ensanchada 25a o 25b del
cinturón, siendo así ocasionada una desunión del cinturón entre tal
capa del cinturón y la capa exterior de refuerzo del cinturón. Por
el contrario, según la invención con las del par de capas
auxiliares 36 del cinturón que están previstas separadamente a lo
ancho y tienen una anchura relativamente pequeña se hace un
elemento que queda solapado con ambas partes extremas exteriores o
lo ancho de la capa exterior 32b de refuerzo del cinturón, con lo
cual es mitigada la concentración de la deformación debida a la
carga en el extremo exterior a lo ancho, con lo cual puede
impedirse que se produzca avería por
desunión.
desunión.
El ángulo de oblicuidad de los elementos de
refuerzo 38 que están embebidos en la capa auxiliar 36 del cinturón
que está prevista separadamente con respecto al plano ecuatorial S
de la cubierta es preferible que esté situado dentro de una gama de
ángulos de 10º-60º. Esto es así porque cuando el ángulo de
oblicuidad está situado dentro de la gama de ángulos de 10º-60º, la
deformación por cizallamiento en la parte extrema de la banda de
rodadura puede ser reprimida en gran medida, viéndose al mismo
tiempo facilitada la conformación de la capa auxiliar 36 del
cinturón que está prevista separadamente. El elemento de refuerzo
38 está hecho de un material inextensible tal como acero o fibra de
aramida al igual como el elemento de refuerzo 26 que es usado en la
capa 25 del cinturón.
En la realización ilustrada, la capa auxiliar 36
del cinturón que está prevista separadamente está dispuesta entre
la carcasa 18 y la capa exterior 32b de anchura máxima de refuerzo
del cinturón de forma tal que queda solapada con ambas partes
extremas exteriores a lo ancho de la capa exterior 32b de refuerzo
del cinturón. En este caso puede reprimirse con eficacia la
deformación de la propia carcasa 18 que ocasiona la deformación por
cizallamiento, con lo cual puede ser reprimida en mayor medida la
deformación por cizallamiento en la parte extrema de la banda de
rodadura.
Además, las del par de capas auxiliares 36 del
cinturón que están previstas separadamente pueden ser dispuestas
entre la capa exterior 32b de refuerzo del cinturón y el caucho 28
de la banda de rodadura como se muestra en la FIG. 3. En este caso
puede ser interrumpida en su camino por la capa auxiliar 36 del
cinturón que está prevista separadamente la propagación de la
deformación por cizallamiento en la parte extrema de la banda de
rodadura, con lo cual puede ser reducida la cantidad total de
deformación por cizallamiento.
Asimismo, cuando la distancia axial desde el
plano ecuatorial S de la cubierta hasta el extremo E de la banda de
rodadura es W, es preferible que la anchura H de la capa auxiliar
36 del cinturón que está prevista separadamente esté situada dentro
de una gama de valores de 0,10W-0,60W. Cuando la
anchura H es de menos de 0,10W, la anchura de la capa auxiliar 36
del cinturón que está prevista separadamente es demasiado pequeña y
es insuficiente el refuerzo que es impartido a ambas partes
extremas exteriores a lo ancho de la capa exterior 32b de refuerzo
del cinturón, mientras que cuando dicha anchura es de más de 0,60W
deviene grande la deformación en el extremo exterior 36a a lo ancho
de la capa auxiliar 36 del cinturón que está prevista
separadamente, y es de temer que sea ocasionada la avería por
desunión.
Además, es preferible que la distancia axial M
desde el plano ecuatorial S de la cubierta hasta el extremo
exterior 36a a lo ancho de la capa auxiliar 36 del cinturón que
está prevista separadamente esté situada dentro de una gama de
valores de 0,90W-1,20W. Cuando la distancia M es de
menos de 0,90W, deviene menor la cantidad de solapamiento de la
capa auxiliar 36 del cinturón que está prevista separadamente con
ambas partes extremas exteriores a lo ancho de la capa exterior 32b
de refuerzo del cinturón y es insuficiente el refuerzo que es
impartido a ambas partes extremas exteriores a lo ancho, mientras
que cuando dicha distancia es de más de 1,20W deviene grande la
deformación en el extremo exterior 36a a lo ancho de la capa
auxiliar 36 del cinturón que está prevista separadamente, y es de
temer que sea ocasionada la avería por desunión.
Además, es preferible que la cantidad de
solapamiento de la capa auxiliar 36 del cinturón que está prevista
separadamente con una parte de la capa exterior 32b de refuerzo del
cinturón que como tal parte está situada hacia el exterior con
respecto al extremo exterior 35 a lo ancho de la capa interior 25a
del cinturón a lo ancho sea de no menos de un 50% de la anchura de
esta parte para así acrecentar con seguridad la rigidez en la
dirección circunferencial de ambas partes extremas exteriores a lo
ancho de la capa exterior 32b de refuerzo del cinturón, y también
es preferible que el sitio de solapamiento esté más próximo al
extremo exterior a lo ancho.
A pesar de que la capa exterior 32b de anchura
máxima de refuerzo del cinturón es una tela en la realización
ilustrada, cuando los elementos de refuerzo que están embebidos en
el interior de tal capa discurren prácticamente en la dirección
circunferencial y apenas oponen resistencia a la fuerza de
cizallamiento en la dirección circunferencial, dos o más telas que
tengan anchuras iguales pueden ser juntamente la capa de anchura
máxima de refuerzo del cinturón. En las Figs. 4-6
se muestran ejemplos en los que se usa la capa 32 de anchura máxima
de refuerzo del cinturón que consta de dos telas de igual anchura,
respectivamente. En la Fig. 4, la capa auxiliar 36 del cinturón que
está prevista separadamente está dispuesta en el interior de la capa
32a de refuerzo del cinturón que está situada hacia el interior en
la dirección radial. En la Fig. 5, la capa auxiliar 36 del cinturón
que está prevista separadamente está interpuesta entre las dos
capas 32a, 32b de refuerzo del cinturón. En la Fig. 6, la capa
auxiliar 36 del cinturón que está prevista separadamente está
dispuesta en el exterior de la capa 32b de refuerzo del cinturón que
está situada hacia el exterior en la dirección radial. Estas
cubiertas que están ilustradas en las Figs. 4-6 son
realizaciones modificadas de las Figs. 1 y 3 y desarrollan
prácticamente los mismos efectos.
A pesar de que la capa 32 de refuerzo del
cinturón está dispuesta en el interior del cinturón 24 en la
dirección radial en la realización ilustrada, la capa de refuerzo
del cinturón puede estar dispuesta entre las capas 25 del cinturón
que constituyen el cinturón 24, o bien la capa de refuerzo del
cinturón puede estar dispuesta en el exterior de las capas del
cinturón en la dirección radial. En este último caso es de temer
que debido a las solicitaciones producidas por los salientes sean
cortados los elementos de refuerzo que discurren prácticamente en
la dirección circunferencial en la capa de refuerzo del cinturón,
por lo que es preferible disponer adicionalmente una capa de
protección en el exterior de la capa de refuerzo del cinturón en la
dirección radial.
En las Figs. 7 y 8 se muestra una realización
modificada de la cubierta que está ilustrada en la Fig. 1 en la
cual la capa 32 de refuerzo del cinturón consta de dos capas 32a,
32b de anchura máxima de refuerzo del cinturón, y la parte extrema
interior a lo ancho de cada una de las capas auxiliares 36 del
cinturón que están previstas separadamente está dispuesta encima de
la capa 32 de refuerzo del cinturón de forma tal que queda solapada
con la parte extrema exterior a lo ancho de la capa 25a de mayor
anchura del cinturón que está prevista en el cinturón 24 que está
laminado sobre el exterior de la capa 32 de refuerzo del cinturón
en la dirección radial, y los elementos de refuerzo que están
previstos en la capa auxiliar 36 del cinturón que está prevista
separadamente están dispuestos oblicuamente en la misma dirección
como los elementos de refuerzo oblicuos que están previstos en la
capa 25a de mayor anchura del cinturón.
En la cubierta que está ilustrada en la Fig. 7,
por consiguiente, una parte de la capa auxiliar 36 del cinturón que
está prevista separadamente existe siempre hacia el exterior con
respecto a los extremos exteriores a lo ancho de la capa 25a de
mayor anchura del cinturón y de la capa 32 de anchura máxima de
refuerzo del cinturón a lo ancho, y los elementos oblicuos de
refuerzo que oponen hasta cierto punto resistencia al cizallamiento
en la dirección circunferencial están embebidos en la capa auxiliar
36 del cinturón que está prevista separadamente, con o cual la
rigidez al cizallamiento en la dirección circunferencial de la capa
auxiliar 36 del cinturón que está prevista separadamente deviene
grande en comparación con la de la parte extrema exterior a lo
ancho de la capa 32 de refuerzo del cinturón. Como resultado de
ello, es reprimida la deformación por cizallamiento del caucho 28
de la banda de rodadura en las inmediaciones del extremo E de la
banda de rodadura basada en la diferencia de longitud periférica,
con lo cual disminuye la fuerza que está dirigida hacia el lado de
frenado, con lo cual puede reprimirse con eficacia el desgaste
irregular.
Además, los elementos de refuerzo que están
embebidos en la capa auxiliar 36 del cinturón que está prevista
separadamente están hechos del material inextensible tal como
acero, fibra de aramida o un material similar al igual como los
elementos de refuerzo 26 que están previstos en las capas 25a, 25b
del cinturón, y dichos elementos de refuerzo que están embebidos en
dicha capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente
están dispuestos paralelamente a los elementos de refuerzo 26 o en
la misma dirección dentro de un margen de variación del ángulo de
entrecruzamiento K de -10º a +10º, con lo cual puede mitigarse la
concentración de la deformación interlaminar. Aquí, "+"
significa una dirección en la que se incrementa el ángulo de
oblicuidad con respecto al plano ecuatorial S de la cubierta.
Cuando el ángulo de oblicuidad está situado fuera de la gama de
ángulos anteriormente mencionada, es de temer que la deformación
interlaminar se concentre en la parte solapada entre la capa
auxiliar del cinturón que está prevista separadamente y la capa del
cinturón.
Asimismo, es preferible que la anchura O de la
parte solapada entre la capa auxiliar 36 del cinturón que está
prevista separadamente y la capa 25a de mayor anchura del cinturón
esté situada dentro de una gama de valores de
0,03-0,10 veces la anchura 2W de la banda de
rodadura (W es la distancia axial desde el plano ecuatorial de la
cubierta hasta el extremo de la banda de rodadura). Cuando la
relación O/2W es de menos de 0,03, deviene insuficiente la sujeción
de la capa auxiliar 36 del cinturón que está prevista separadamente
por parte de la capa 25a del cinturón, y no puede ser reprimida con
eficacia la deformación por cizallamiento del caucho 28 de la banda
de rodadura en las inmediaciones del extremo E de la banda de
rodadura, mientras que cuando dicha relación es de más de 0,10 es
de temer que se concentre la deformación entre la capa auxiliar 36
del cinturón que está prevista separadamente y la capa 25a de mayor
anchura del cinturón, siendo así ocasionada avería por
desunión.
Además, es preferible que la anchura B de la capa
25a de mayor anchura del cinturón esté situada dentro de una gama
de valores de 0,40-0,85 veces la anchura 2W de la
banda de rodadura. Cuando la relación B/2W es de menos de 0,40, la
anchura de la capa auxiliar 36 del cinturón que está prevista
separadamente es excesiva y la deformación se concentra en el
extremo exterior 36a a lo ancho de la misma, mientras que cuando
dicha relación es de más de 0,85 es de temer que la deformación se
concentre en el extremo exterior 34 a lo ancho de la capa 25a de
mayor anchura del cinturón para así ocasionar avería por
desunión.
La Fig. 9 es un ejemplo modificado de la FIG. 7
en el que la parte extrema interior a lo ancho de la capa auxiliar
36 del cinturón que está prevista separadamente está interpuesta
entre la parte extrema exterior a lo ancho de la capa 25a de mayor
anchura del cinturón y de la capa 32b de refuerzo del cinturón
hacia el interior en la dirección radial y en contacto con la
susodicha parte extrema exterior a lo ancho. En este caso pueden
obtenerse prácticamente los mismos efectos como en la realización
de la Fig. 7.
Ejemplo
A fin de confirmar los efectos de la invención,
se prevén 31 cubiertas de ensayo que tienen unas dimensiones de la
cubierta de 435/45R22,5 y una distancia axial W desde el plano
ecuatorial S hasta un extremo E de la banda de rodadura de 185 mm.
De entre estas cubiertas, una cubierta de un ejemplo convencional
tiene una estructura del cinturón como la ilustrada en la Fig. 4,
exceptuando el hecho de que no está dispuesta una capa auxiliar del
cinturón que está prevista separadamente, y una cubierta de un
ejemplo comparativo tiene la misma estructura del cinturón como en
el ejemplo convencional exceptuando el hecho de que una de las
capas del cinturón tiene una anchura máxima. Por otro lado, las
cubiertas de los Ejemplos 1-29 tienen unas
estructuras del cinturón como las ilustradas en las Figs.
1-9, estando provistas de capas del cinturón, capas
de refuerzo del cinturón y capa auxiliar del cinturón que está
prevista separadamente, teniendo todas estas capas las dimensiones
que se indican en la Tabla 1.
Entonces, cada una de las cubiertas de ensayo es
montada en una llanta de 14,00x22,5, inflada a una presión interna
de 900 kPa y montada en una rueda de tracción de un autobús de gran
tamaño con tracción a 2 ruedas. A continuación se hace que la
cubierta ruede sobre una autopista a una velocidad de 80 km/h y bajo
una carga de 49,0 kN recorriendo 10.000 km. Una vez concluida esta
prueba de rodadura habiendo sido recorrida dicha distancia, se
miden la cantidad de desgaste en el plano ecuatorial S de la
cubierta y la cantidad de desgaste en la parte extrema de la banda
de rodadura para así determinar la diferencia C (mm) entre ambas.
Asimismo, se desprende de la cubierta el caucho de la banda de
rodadura para medir la longitud de grieta N (mm) en el extremo
exterior a lo ancho de la capa auxiliar del cinturón que está
prevista separadamente. Estos resultados están indicados en la
Tabla 1. En este caso, la longitud de grieta N en la cubierta del
ejemplo convencional es un valor en el extremo exterior a lo ancho
de la capa interior del cinturón.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se ve por la Tabla 1, cuando la anchura H de
la capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente está
situada dentro de una gama de valores de
0,10W-0,60W, la resistencia al desgaste irregular
puede ser mejorada sin que empeore considerablemente la resistencia
a la avería por desunión. Se entiende que cuando la anchura H es de
menos de 0,10W, resulta insuficiente el mejoramiento de la
resistencia al desgaste irregular, mientras que cuando la anchura H
es de más de 0,60W empeora algo la resistencia a la avería por
desunión.
Se entiende asimismo que cuando la distancia M
está situada dentro de una gama de valores de
0,90W-1,20W, la resistencia al desgaste irregular
puede ser mejorada sin que empeore considerablemente la resistencia
a la avería por desunión, pero cuando la distancia M es de menos de
0,90W resulta insuficiente el mejoramiento de la resistencia al
desgaste irregular, mientras que cuando la distancia M es de más de
1,20W empeora algo la resistencia a la avería por desunión.
Además, como se ve por la Tabla 1, en las
cubiertas de los Ejemplos 17-29 se ve mejorada la
resistencia al desgaste irregular, mientras que al mismo tiempo
prácticamente se mantiene la resistencia a la avería por desunión,
en comparación con la cubierta del ejemplo convencional. En
particular, como se ve por los resultados obtenidos en las
cubiertas de los Ejemplos 17-22, cuando el ángulo
de entrecruzamiento K está situado dentro de una gama de ángulos de
-10º a +10º, puede reprimirse con eficacia la aparición de grietas,
pero cuando dicho ángulo de entrecruzamiento está situado fuera de
la susodicha gama de ángulos resulta insuficiente el efecto de
reprimir la aparición de grietas. Además, como se ve por los
resultados obtenidos en las cubiertas de los Ejemplos
17-29, cuando la cantidad de solapamiento entre la
capa auxiliar del cinturón que está prevista separadamente y la
capa del cinturón está situada dentro de una determinada gama de
valores, puede ser mejorada con eficacia la resistencia al desgaste
irregular, siendo al mismo tiempo reprimida con eficacia la
aparición de grietas, pero cuando dicha cantidad de solapamiento
está situada fuera de la susodicha gama de valores, resultan
insuficientes los efectos de reprimir la aparición de grietas y
mejorar la resistencia al desgaste irregular, y también cuando la
relación de la anchura de la capa del cinturón a la anchura de la
banda de rodadura está situada dentro de una determinada gama de
valores, puede ser reprimida con eficacia la aparición de grietas,
pero cuando dicha relación está situada fuera de la susodicha gama
de valores resulta insuficiente el efecto de reprimir la aparición
de grietas.
Como se ha mencionado anteriormente, según la
invención puede reducirse la velocidad de desgaste en la parte
extrema de la banda de rodadura para así reprimir con eficacia el
desgaste irregular, por lo que la invención es ventajosamente
aplicable a varias cubiertas neumáticas, y en particular a las
cubiertas neumáticas radiales robustas para camión, autobús y
vehículos similares.
Claims (9)
1. Cubierta neumática (11) que comprende una
carcasa (18) que se extiende toroidalmente entre las de un par de
partes (13) que constituyen los talones, un cinturón (24) que está
dispuesto en el exterior de la carcasa (18) en la dirección radial
y consta de al menos dos capas (25) del cinturón, estando los de la
pluralidad de elementos de refuerzo (26) que están embebidos en
dichas capas (25) entrecruzados entre sí con respecto al plano
ecuatorial (S) de la cubierta, al menos una capa (32) de refuerzo
del cinturón que está dispuesta de forma tal que queda solapada con
el cinturón (24) y se prolonga hasta más allá de un extremo
exterior (35) a lo ancho del mismo y tiene embebidos en la misma
los de una pluralidad de elementos de refuerzo (33) que discurren
cada uno prácticamente en una dirección circunferencial doblándose
en una forma ondulada o en zigzag, y un caucho (28) de la banda de
rodadura que está dispuesto en el exterior del cinturón en la
dirección radial; estando dicha cubierta neumática
caracterizada por el hecho de que las de un par de capas
auxiliares (36) del cinturón que están previstas separadamente
están dispuestas de forma tal que quedan solapadas con al menos
ambas partes extremas exteriores a lo ancho de una capa (32b) de
anchura máxima de refuerzo del cinturón y constan de al menos una
tela que contiene embebidos en la misma los de una pluralidad de
elementos de refuerzo (38) que con respecto al plano ecuatorial
están dispuestos a un ángulo de oblicuidad que es distinto del de
los elementos de refuerzo (33) de la capa (32b) de anchura máxima
de refuerzo del cinturón.
2. Cubierta neumática según la reivindicación 1,
en la que cuando la capa auxiliar (36) del cinturón que está
prevista separadamente está solapada con tan sólo la capa (32b) de
anchura máxima de refuerzo del cinturón y la distancia axial desde
el plano ecuatorial de la cubierta hasta el extremo de la banda de
rodadura es W, la anchura H de la capa auxiliar (36) del cinturón
que está prevista separadamente está situada dentro de una gama de
valores de 0,10W-0,60W y la distancia M desde el
plano ecuatorial de la cubierta hasta el extremo exterior a lo
ancho de la capa auxiliar (36) del cinturón que está prevista
separadamente está situada dentro de una gama de valores de
0,90W-1,20W.
3. Cubierta neumática según la reivindicación 2,
en la que la capa auxiliar (36) del cinturón que está prevista
separadamente está dispuesta entre la carcasa (18) y la capa (32b)
de anchura máxima de refuerzo del cinturón.
4. Cubierta neumática según la reivindicación 2,
en la que la capa auxiliar (36) del cinturón que está prevista
separadamente está dispuesta entre el caucho (28) de la banda de
rodadura y la capa (32b) de anchura máxima de refuerzo del
cinturón.
5. Cubierta neumática según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que el ángulo de oblicuidad de los
elementos de refuerzo (38) que están embebidos en la capa auxiliar
(36) del cinturón que está prevista separadamente con respecto al
plano ecuatorial de la cubierta está situado dentro de una gama de
ángulos de 10º-80º.
6. Cubierta neumática según la reivindicación 1,
en la que una parte extrema interior a lo ancho de la capa auxiliar
(36) del cinturón que está prevista separadamente está dispuesta
encima de la capa (32b) de anchura máxima de refuerzo del cinturón
de forma tal que queda solapada con la parte extrema exterior a lo
ancho de una capa (25a) de mayor anchura del cinturón de entre las
capas (25) del cinturón que constituyen el cinturón (24) en la
dirección radial, y los elementos de refuerzo (38) que están
previstos en la capa auxiliar (36) del cinturón que está prevista
separadamente están dispuestos oblicuamente en la misma dirección
como los elementos de refuerzo (26) oblicuos que están previstos en
la capa (25a) de mayor anchura del cinturón.
7. Cubierta neumática según la reivindicación 6,
en la que los elementos de refuerzo (38) que están previstos en la
capa auxiliar (36) del cinturón que está prevista separadamente son
paralelos a los elementos de refuerzo que están previstos en la
capa de mayor anchura del cinturón o están dispuestos oblicuamente
en la misma dirección dentro de un margen de variación de +10º a
-10º.
8. Cubierta neumática según la reivindicación 6,
en la que la anchura O de una parte solapada entre la capa auxiliar
(36) del cinturón que está prevista separadamente y la capa (25a)
de mayor anchura del cinturón está situada dentro de una gama de
valores de 0,03-0,10 veces la anchura (2W) de la
banda de rodadura, siendo la anchura (2W) de la banda de rodadura
la distancia axial entre los extremos (E) de la banda de rodadura
de la cubierta.
9. Cubierta neumática según la reivindicación 6,
en la que la anchura B de la capa (25a) de mayor anchura del
cinturón está situada dentro de una gama de valores de
0,40-0,85 veces la anchura (2W) de la banda de
rodadura.
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