ES2258543T3 - Neumatico con talones de estructura mejorada. - Google Patents

Abstract

Neumático (1) de armadura de carcasa radial (13) que comprende, visto en sección meridiana, dos rebordes (12), teniendo cada reborde un asiento (12B) cuya generatriz está inclinada hacia el exterior, y un talón axialmente en el interior, reforzado por al menos un elemento anular (14) inextensible alrededor del cual se arrolla la armadura de carcasa (13) yendo desde el citado talón a la punta del citado reborde para formar una vuelta (130), mientras que la punta, axialmente en el interior, comprende un perfil (3) de mezcla de caucho de dureza Shore A al menos igual a 65 y en forma de cuña delimitada por tres lados (30, 31, 32) dos de los cuales (31, 32) salen desde un vértice A situado bajo el elemento anular (14), alargando la vuelta (130) de armadura de carcasa (13) los lados lateral (30) y radialmente interno (32) del citado perfil (3) en forma de cuña y que posee una extremidad situada por una parte axialmente en el exterior de una recta P2 perpendicular al eje de rotación y que pasa porel centro de gravedad de la sección meridiana del elemento anular de anclaje (14) y por otra parte axialmente en el interior y radialmente en el exterior de la recta P1 que pasa por el citado centro de gravedad y que forma con el eje de rotación un ángulo S abierto axial y radialmente hacia el exterior, comprendido entre 30º y 60º, comprendiendo este neumático dos perfiles de mezcla de caucho que llenan el espacio entre la parte principal de armadura de carcasa y su vuelta por encima del elemento anular y del perfil en forma de cuña, estando uno de los citados perfiles situado radialmente por encima del elemento anular, estando este neumático caracterizado porque al menos uno de los perfiles (6, 7) de mezclas de caucho, que llenan el espacio entre la parte principal de armadura de carcasa (13) y su vuelta (130) y radialmente por encima del elemento anular (14) y del perfil (3) en forma de cuña, presenta una dureza Shore A al menos igual a la dureza de la mezcla de caucho que forma el citado perfil (3), satisfaciendo la relación e1/e2, del espesor e1 entre la vuelta (130) de armadura de carcasa y el elemento anular de anclaje (14) y el espesor e2 entre la vuelta (130) de armadura de carcasa y la pared exterior del reborde, medidos sobre la recta P1, la relación 0, 05 :5 e1/e2 el/e2:5 1, 0.

Description

Neumático con talones de de estructura mejorada.

La presente invención se refiere a un neumático destinado a ser montado sobre una llanta que tiene al menos un primer asiento troncocónico cuya generatriz tiene una extremidad axialmente exterior más próxima al eje de rotación que la extremidad axialmente interior.

Tal neumático se describe en la solicitud WO 94/13498 de la solicitante. Comprende al menos un primer reborde, destinado a ser montado sobre el citado primer asiento de llanta inclinado hacia el exterior, teniendo el primer reborde, de anchura axial usual y terminado axialmente en el exterior por una punta de reborde, un asiento de reborde cuya generatriz tiene su extremidad axialmente exterior más próxima al eje de rotación que su extremidad axialmente interior, estando la citada generatriz prolongada axialmente al exterior por una cara exterior que delimita la punta de reborde, formando la citada cara con el eje de rotación un ángulo \gamma, abierto radial y axialmente hacia el exterior, e inferior a 90º. La armadura de carcasa radial del citado neumático, anclada en cada reborde al menos a un elemento de refuerzo anular inextensible, posee un perfil meridiano, cuando el neumático está montado sobre su llanta de servicio e hinchado a su presión de servicio, con un sentido de curvatura constante en los flancos y reborde terminados por la punta y que es tal que, en el citado reborde, la tangente en el punto de tangencia del citado perfil con el elemento anular inextensible del citado reborde forma con el eje de rotación un ángulo \theta abierto hacia el exterior al menos 70º.

El reborde de tal neumático, y más particularmente la estructura de enganche de la armadura de carcasa puede ser variable. En la solicitud internacional WO 95/23073, la armadura de carcasa radial está anclada al elemento inextensible por arrollamiento alrededor del citado elemento que va del talón a la punta del reborde para formar una vuelta que se extiende en un perfil de mezcla de caucho en forma de cuña delimitado por dos lados que salen de un vértice A situado bajo la sección del tirante revestido, formando el lado radialmente externo, con una paralela al eje de rotación que pasa por el citado vértice A, un ángulo \theta_{1} agudo, abierto radial y axialmente hacia el exterior y comprendido entre 20º y 70º, y formando el lado radialmente interno con la citada paralela un ángulo \theta_{2} agudo, abierto radialmente hacia el interior y comprendido entre 0º y 30º, y la mezcla de caucho que forma el perfil, axialmente adyacente al tirante, que tiene una dureza Shore A al menos igual a 65 y superior a la (a las) dureza(s) Shore A de las mezclas de caucho axial y radialmente por encima del tirante y del perfil.

Con el fin de remediar la propagación hacia el tirante de fisuras que nacen en la capa exterior protectora del reborde, la solicitud PCT/EP99/10472, publicada bajo el número WO 00/41902, prevé una situación precisa de la extremidad de la vuelta de armadura de carcasa, reforzando la citada vuelta al menos el perfil de caucho en forma de cuña situado axialmente en el exterior del tirante de anclaje. El citado perfil en forma de cuña está hecho de una mezcla de caucho de dureza más elevada que la(las) dureza(s) de las mezclas de caucho radialmente por encima respectivamente del elemento anular de anclaje y del
citado perfil.

Las estructuras descritas anteriormente, aunque habiendo resuelto el problema principal de la propagación de la fisuras, no aportan ninguna solución válida para el nacimiento de las citadas fisuras, en el instante en que aparecen las fisuras de la mezcla protectora de reborde que llegan demasiado pronto en la vida del neumático. Las citadas estructuras presentan además ciertos inconvenientes no despreciables, en particular desde el punto de vista nítido del comportamiento en carretera de los vehículos de turismo equipados de grandes dimensiones: el comportamiento del vehículo por efecto de los esfuerzos transversales y longitudinales debe ser mejorado.

La invención tiene por objeto remediar los inconvenientes anteriores en el instante conservando las excelentes propiedades de anti-desacuñamiento de los rebordes del neumático de la llanta de servicio, lo que hace un neumático que no se sale de la llanta.

El neumático de armadura de carcasa radial, de acuerdo con la invención, comprende, visto en sección meridiana, dos rebordes, teniendo cada reborde un asiento cuya generatriz está inclinada hacia el exterior y un talón axialmente en el interior, reforzado por al menos un elemento anular inextensible alrededor del cual la armadura de carcasa se arrolla yendo desde el citado talón a la punta del citado reborde para formar una vuelta, mientras que la punta, axialmente en el interior, comprende un perfil de mezcla de caucho de dureza Shore A al menos igual a 65 y en forma de cuña delimitado por tres lados, dos de los cuales salen de un vértice A situado bajo el elemento anular, alargando la vuelta de armadura de carcasa los lados lateral y radialmente interno del citado perfil en forma de cuña y poseyendo una extremidad situada por una parte axialmente en el exterior de una recta P_{2} perpendicular al eje de rotación y que pasa por el centro de gravedad de la sección meridiana del elemento anular de anclaje y por otra parte axialmente en el interior y radialmente en el exterior de la recta P_{1} que pasa por el citado centro de gravedad y que forma con el eje de rotación un ángulo abierto axial y radialmente hacia el exterior comprendido entre 30º y 60º. Por otra parte, este neumático comprende dos perfiles de mezcla de caucho que llenan el espacio entre la parte principal de armadura de carcasa y su vuelta por encima del elemento anular y del perfil en forma de cuña, estando uno de los citados perfiles situado radialmente por encima del elemento anular. Este neumático está caracterizado porque el menos uno de los perfiles de mezclas de caucho que llenan el espacio entre la parte principal de armadura de carcasa y su vuelta y radialmente por encima del elemento anular y del perfil en forma de cuña, presenta una dureza Shore A al menos igual a la dureza de la mezcla de caucho que forma el citado perfil en forma de cuña, satisfaciendo la relación e_{1}/e_{2}, del espesor e_{1} entre la vuelta de armadura de carcasa y el elemento anular de anclaje y el espesor e_{2} entre el reborde de armadura de carcasa y la pared exterior del reborde, medidos sobre la recta P_{1}, la relación

0,05 \leq e_{1}/e_{2} \leq 1,0.

Se entiende por generatriz inclinada hacia el exterior una generatriz cuya extremidad axialmente interior está sobre un círculo de diámetro superior al diámetro del círculo sobre el cual se encuentra la extremidad axialmente exterior.

Si se llama diámetro de un asiento inclinado al diámetro del círculo sobre el cual se encuentra la extremidad de su generatriz más alejada del eje de rotación, el neumático tiene preferencialmente dos asientos llamados inclinados hacia el exterior de diámetros diferentes.

El perfil meridiano de la armadura de carcasa, cuando el neumático está montado sobre su llanta de servicio e hinchado a su presión de servicio, tiene un sentido de curvatura constante, al menos en el primer reborde y el flanco que lo prolonga radialmente, y la tangente TT' en el punto de tangencia T del citado perfil con el elemento anular de refuerzo del citado reborde forma con el eje de rotación un ángulo \theta abierto hacia el exterior el menos igual a 70º grados.

La invención se comprenderá mejor con la ayuda del dibujo adjunto a la descripción, que ilustra un ejemplo no limitativo de ejecución de un neumático de acuerdo con la invención, y que, asociados a una llanta adaptada, forma un conjunto neumático-llanta de buen rendimiento. En este dibujo, la figura única 1 representa esquemáticamente un reborde de neumático de acuerdo con la invención, montado sobre el asiento de su llanta de montaje.

La llanta 2, sobre la cual será montado el neumático 1, está formada principalmente por dos asientos troncocónicos cuyas generatrices forman con el eje de rotación un ángulo \alpha', abiertos hacia el exterior del neumático, comprendido entre 4º y 30º, y en el ejemplo descrito igual a 14º, inferior al ángulo de las generatrices correspondientes de los asientos de los rebordes 12 del neumático. Los llamados asientos tienen así extremidades axialmente exteriores sobre círculos de diámetros menores que los de los círculos sobre los cuales se encuentran las extremidades axialmente interiores. El asiento 23'', situado por ejemplo del lado exterior del vehículo, se prolonga axialmente en el exterior por un saliente o hump 25'' cuya cara interior 250'' forma con el eje de rotación un ángulo \gamma', cuyo diámetro D_{SE} es inferior al diámetro D_{TE} del tirante 14 de refuerzo del reborde destinado a ser montado sobre el citado asiento, t cuya altura h_{1}, medida con relación a la extremidad axialmente exterior del asiento de llanta 23'', es una altura comparable a la altura de los humps o salientes utilizados axialmente en el interior de las llantas de turismo usuales y normalizadas.

Sobre el lado situado en el exterior del vehículo, el asiento de llanta 23'' está unido a una porción cilíndrica 21, sobre la cual reposará un apoyo de soporte 4 de banda de rodadura. El diámetro de la porción cilíndrica 21 es el diámetro nominal D de la llanta 2.

El contorno del reborde 12, montado sobre el asiento 23'', comprende, axialmente en el interior, una pared 12D sensiblemente perpendicular al eje de rotación, pared que puede apoyarse lateralmente sobre la cara axialmente exterior del anillo de soporte 4. La citada pared 12D del reborde 12 se prolonga axialmente en el exterior por una generatriz troncocónica 12C, que forma con una paralela al eje de rotación un ángulo \beta de 45º abierto axialmente hacia el interior y radialmente hacia el exterior. La citada generatriz troncocónica 12C se prolonga axialmente al exterior por una segunda generatriz troncocónica 12B de asiento de reborde que forma con la dirección del eje de rotación un ángulo \alpha igual a 15º, abierto axialmente hacia el interior y radialmente hacia el exterior. La citada generatriz 12B es llamada inclinada hacia el exterior, estando su extremidad axialmente exterior sobre un círculo de diámetro inferior al diámetro del círculo sobre el cual se encuentra su extremidad axialmente interior. Una generatriz troncocónica 12A, que prolonga axialmente en el exterior a la generatriz 12B y que forma con la dirección del eje de rotación un ángulo \gamma igual a 45º, abierto axial y radialmente hacia el exterior, completa el contorno de la base del reborde 12. La pared 12E, curva en el ejemplo descrito y de orientación general sensiblemente perpendicular a la dirección del eje de rotación de la llanta, completa el contorno del reborde 12. Mientras que la generatriz 12B se apoyará sobre el asiento de llanta 23'', inclinado hacia el exterior, la generatriz 12A se apoyará sobre la pared axialmente interior 250'' del saliente o hump 25'' de la llanta 2, inclinado el ángulo \gamma', igual al ángulo \gamma de la generatriz 12A. La porción de reborde, adyacente a la pared 12D y a la generatriz 12C, constituye, vista en sección meridiana, el talón del reborde 12. La porción de reborde, adyacente a la generatriz 12B, a la generatriz 12A y parcialmente a la pared 12E, constituye la punta del reborde 12. El talón del reborde 12 está reforzado por el tirante de anclaje 14 de armadura de carcasa 13, tirante revestido de una mezcla de caucho de alta dureza Shore A. La punta del reborde 12 comprende un perfil 3, dispuesto axialmente en el exterior del tirante de anclaje 14 de la armadura de carcasa 13. Este perfil 3 se presenta bajo la forma de un sector sensiblemente circular con un vértice o centro A situado radialmente bajo el tirante 14, partiendo dos lados o radios 31 y 32 del citado vértice A, y un tercer lado 30, opuesto al vértice A. El lado o radio radialmente exterior 31 forma con una paralela al eje de rotación un ángulo \theta_{1}, abierto radial y axialmente hacia el exterior, igual a 45º, mientras que el lado o radio radialmente interior 32 forma con la misma paralela un ángulo \theta_{2}, abierto radialmente hacia el interior y axialmente hacia el exterior, igual a 15º. Este perfil 3 está hecho de una mezcla de caucho que tiene en su estado vulcanizado una dureza Shore A al menos igual a 65 y en el caso presente igual a 94; estando la citada dureza medida según la norma ASTM D67549T.

El tirante 14 revestido está montado radialmente en el exterior de un perfil 7 de mezcla de caucho de dureza Shore A elevada. Radialmente en el exterior del perfil 3 y axialmente en el exterior del citado perfil 7 está dispuesto un tercer perfil 6 de mezcla de caucho que tiene una dureza Shore A igual a la del perfil 7 y por consiguiente igual a la dureza de la mezcla del perfil 3, lo que permite aumentar las rigideces, en particular transversales y longitudinales, de los rebordes, conservando, durante un aumento de la tensión de la armadura de carcasa, la creación de una compresión del perfil 3 y un auto-apriete de la punta de reborde sobre la llanta 2 de montaje, mientras que, en el caso descrito, el apriete inicial del reborde 12 sobre la citada llanta es prácticamente nulo, por el hecho de la casi-igualdad entre los ángulos \alpha y \alpha' y de los mayores diámetros de los asientos de llanta y de reborde. El reborde 12 se completa mediante el protector 5.

La armadura de carcasa 13 tiene un perfil meridiano, cuando el neumático está montado sobre su llanta de servicio e hinchado a su presión de servicio, que tiene un sentido de curvatura constante en toda su longitud, y es tal que las tangentes TT' en las puntos de tangencia T del citado perfil con los tirantes revestidos 14 de los rebordes 12 forman con el eje de rotación ángulos \phi abiertos axial y radialmente hacia el exterior e iguales a 80º. La citada armadura de carcasa 13 está arrollada alrededor del tirante revestido 14 yendo desde el talón a la punta del reborde 12, o del interior al exterior, para formar una vuelta 130, que se extiende a lo largo del lado radialmente interior 32 del perfil 3, y después a lo largo del lado 30 opuesto al vértice A para a continuación recubrir al menos parcialmente el lado axial y radialmente exterior del perfil 6 radialmente en el exterior del perfil 3. La extremidad de la vuelta 130 está radialmente situada por encima del tirante 14, y axialmente situada entre las dos rectas P_{1} y P_{2}, siendo la recta P_{1} la recta que pasa por el centro de gravedad de la sección meridiana del tirante 14 y que forma con el eje de rotación un ángulo \delta abierto axial y radialmente hacia el exterior igual a 45º, siendo la recta P_{1} perpendicular a la generatriz troncocónica 12C del talón de reborde, y siendo la recta P_{2} una recta perpendicular al eje de rotación y que pasa por el citado centro de gravedad. La vuelta 130 de armadura de carcasa tiene un perfil meridiano tal que la relación del espesor e_{1} al espesor e_{2} es aproximadamente igual a 0,8, siendo el espesor e_{1} el espesor de mezcla de caucho comprendido entre la cara axialmente interior de la vuelta 130 de armadura de carcasa 13 y la cara metálica del tirante 14, mientras que el espesor e_{2} es el espesor de mezcla de caucho comprendido entre la cara axialmente exterior de la vuelta 130 y la pared exterior del reborde, estando los dos espesores e_{1} y e_{2} medidos sobre la recta P_{1} definida anteriormente. La vuelta 130, así estructurada en combinación con las durezas elevadas de las mezclas de caucho que la rodean, presenta así una longitud suficiente para poder presentar un buen comportamiento frente al desarrollamiento de armadura de carcasa, permitiendo retardar la aparición de las fisuras en la capa exterior 5 del reborde 12, sin que sea penalizada de manera significativa la velocidad de propagación de las citadas fisuras.

Claims (2)

1. Neumático (1) de armadura de carcasa radial (13) que comprende, visto en sección meridiana, dos rebordes (12), teniendo cada reborde un asiento (12B) cuya generatriz está inclinada hacia el exterior, y un talón axialmente en el interior, reforzado por al menos un elemento anular (14) inextensible alrededor del cual se arrolla la armadura de carcasa (13) yendo desde el citado talón a la punta del citado reborde para formar una vuelta (130), mientras que la punta, axialmente en el interior, comprende un perfil (3) de mezcla de caucho de dureza Shore A al menos igual a 65 y en forma de cuña delimitada por tres lados (30, 31, 32) dos de los cuales (31, 32) salen desde un vértice A situado bajo el elemento anular (14), alargando la vuelta (130) de armadura de carcasa (13) los lados lateral (30) y radialmente interno (32) del citado perfil (3) en forma de cuña y que posee una extremidad situada por una parte axialmente en el exterior de una recta P_{2} perpendicular al eje de rotación y que pasa por el centro de gravedad de la sección meridiana del elemento anular de anclaje (14) y por otra parte axialmente en el interior y radialmente en el exterior de la recta P_{1} que pasa por el citado centro de gravedad y que forma con el eje de rotación un ángulo \delta abierto axial y radialmente hacia el exterior, comprendido entre 30º y 60º, comprendiendo este neumático dos perfiles de mezcla de caucho que llenan el espacio entre la parte principal de armadura de carcasa y su vuelta por encima del elemento anular y del perfil en forma de cuña, estando uno de los citados perfiles situado radialmente por encima del elemento anular, estando este neumático caracterizado porque al menos uno de los perfiles (6, 7) de mezclas de caucho, que llenan el espacio entre la parte principal de armadura de carcasa (13) y su vuelta (130) y radialmente por encima del elemento anular (14) y del perfil (3) en forma de cuña, presenta una dureza Shore A al menos igual a la dureza de la mezcla de caucho que forma el citado perfil (3), satisfaciendo la relación e_{1}/e_{2}, del espesor e_{1} entre la vuelta (130) de armadura de carcasa y el elemento anular de anclaje (14) y el espesor e_{2} entre la vuelta (130) de armadura de carcasa y la pared exterior del reborde, medidos sobre la recta P_{1}, la relación 0,05 \leq e_{1}/e_{2} \leq 1,0.

2. Neumático de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el citado neumático tiene dos asientos llamados inclinados hacia el exterior de diámetros diferentes.