ES2270923T3 - Neumatico con capacidad de transporte de cargas ampliada. - Google Patents
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Abstract
Neumático (240, 240, 650) que tiene un área de la banda de rodadura (212, 612), una estructura de la carcasa (228, 228¿, 228¿, 628) incluyendo dos áreas del talón (220a, 220b, 220a¿, 220b¿, 220b¿, 620a, 620b) cada una comprendiendo un núcleo del talón (224a, 224b, 424a, 424b, 624a, 624b), al menos una tela reforzada con cables elastoméricos (230, 230¿, 230¿, 430, 630) que se extiende entre las dos áreas del talón, y dos paredes laterales (226a, 226b, 626a, 626b) que se extienden entre el área de la banda de rodadura y cada área del talón; donde el neumático tiene además: una anchura de la sección (SW) definida por una línea L1 y una línea L2 dispuestas ortogonalmente a un eje de rotación (Ar) del neumático y localizadas en una superficie exterior de cada pared lateral; una línea de la tela que sigue la trayectoria meridional de una tela de la al menos una tela más externa radial y axialmente; unos puntos P1, P2 en la línea de la tela estando localizados donde la línea de la tela está axialmente exterior a uno de los núcleos del talón y simultáneamente a una distancia mínima radial dp1, dp2, respectivamente, desde el eje de rotación (Ar); unas líneas M1 y M2 cada una paralela a, y axialmente hacia el interior de, las líneas L1 y L2, respectivamente, y pasando a través de los puntos P1 y P2, respectivamente; una primera distancia (d1, d2) de 1 mm a 5 mm que es el espaciamiento desde la línea L1 hasta la línea M1 y desde la línea L2 hasta la línea M2; limitando las distancias radiales r1 y r2 desde el eje de rotación (Ar) que excede las distancias dp1 y dp2, respectivamente, por un valor del 30% al 70% de una altura de la sección (SH) del neumático, donde la altura de la sección (SH) está definida como la mitad de la diferencia entre un diámetro exterior del neumático y un diámetro nominal de la llanta para el neumático; y la línea de la tela que se extiende radialmente hacia afuera en cada pared lateral hasta la distancia de limitación radial r1, r2 sin desviarse axialmente delas líneas M1, M2, respectivamente, de más de una segunda distancia (d3, d4) de 0 mm a 5 mm.
Description
Neumático con capacidad de transporte de cargas
ampliada.
La presente invención generalmente se refiere a
neumáticos, específicamente a neumáticos con líneas de la tela de
las paredes laterales modificadas y a secciones de talones para
aumentar la capacidad de transporte de la carga.
Las paredes laterales de los neumáticos
convencionales proporcionan a estos neumáticos convencionales la
flexibilidad deseable en la dirección radial. Esta flexibilidad
radial permite que la superficie de la banda de rodadura se mueva
radialmente hacia el interior para acomodar las irregularidades de
la superficie de la carretera. No obstante, las paredes laterales
de los neumáticos convencionales también limitan el rendimiento del
neumático con una flexibilidad axial y circunferencial indeseable.
La flexibilidad de la pared lateral axial limita la receptividad
del neumático en el viraje, y la flexibilidad circunferencial
limita la capacidad del neumático para manejar las fuerzas
torsionales encontradas en la aceleración y la deceleración. Además,
el espacio requerido para la pare lateral limita el tamaño máximo
de la rueda y el tamaño del mecanismo de freno que puede ser
ajustado dentro la rueda para un diámetro del neumático global
dado.
Cuando se hinchan/normalmente, las paredes
laterales de los neumáticos convencionales protegen la llanta del
posible contacto con la superficie de la carretera. Además, las
paredes laterales convencionales distribuyen el peso del vehículo y
la fuerza de los impactos con los peligros de la carretera actuando
en tensión para delimitar la fuerza compresiva proporcionada por el
aire en un neumático hinchado normalmente. No obstante, cuando se
pierde la presión de aire del inflado normal, así como cuando se
pincha el neumático, las paredes laterales relativamente finas y
flexibles de un neumático convencional se colapsan y se rizan de
manera que las paredes laterales no pueden proporcionar sus
funciones normales de flexibilidad radial, de protección del
reborde de la llanta, o la distribución de las fuerzas desde la
rueda a la carretera.
La capacidad de transporte de la carga (LCC),
normalmente representada por el índice de carga (LI) de un
neumático se refiere a la presión de llenado del neumático (P) y el
volumen (V) contenido dentro del neumático. La European Tire and
Rim Technical Organization (ETRTO) expresa esta relación con la
ecuación:
LCC = \alpha
V^{\beta} (P +
P_{0})
donde los coeficientes (alfa) y
(beta) están fijados por la ETRTO interpretando los resultados de
durabilidad del neumático y las pruebas de resistencia. La presión
del neumático (P) es la presión de inflado básico ETRTO. Cálculos
similares son empleados en los Estados Unidos por la Tire and Rim
Association (TRA) para determinar un "índice de carga" (LI)
comparable a la capacidad de transporte de la carga ETRTO. Una
limitación en los cambios de la pared lateral del neumático está
presentada por la LCC (y LI). Por ejemplo, si se desea una pared
lateral más corta (proporción de aspecto inferior), entonces la
anchura del neumático y/o diámetro exterior es normalmente aumentado
para mantener aproximadamente el mismo volumen del neumático V a la
presión de llenado P para mantener la misma capacidad de transporte
de la carga LCC. De forma alternativa, el diseño del neumático
puede ser cambiado para producir valores más altos para los
coeficientes alfa y/o beta de LCC en la prueba de la ETRTO, de ese
modo consiguiendo la misma LCC con un volumen V del neumático
reducido. Los neumáticos con tela radial convencionales con
relaciones de aspecto bajas han sido desarrollados en parte para
dirigirse a las limitaciones de las paredes laterales. Como se ha
destacado por la patente U.S. 4,811,771 (`771), hay básicamente dos
formas diferentes de neumáticos para turismos en la carretera
actualmente: neumáticos de relación de aspecto alta (relación de
aspecto > 65) y neumáticos de relación baja (relación de aspecto
< 65). Los neumáticos de relación baja, en los que la altura
radial de la pared lateral es reducida con respecto a la anchura
del neumático, tienen mejores características de viraje y menos
resistencia a la rodadura que los neumáticos de relación de aspecto
alta. La patente `771 expone el uso de un neumático con una
relación de aspecto baja especial (relación de aspecto de 40 a 45)
usada junto con una rueda y llanta con un nuevo diámetro más grande
(18 a 20
pulgadas).
El reconocimiento de las ventajas de reducir la
altura radial de la pared lateral no es nuevo. La patente U.S. nº.
1,293,528 expone el uso de una pluralidad de anillos en cadena como
un enlace "inexpansible" para proporcionar un neumático con un
perfil bajo inflado para presentar una anchura más ventajosa para
la capacidad de transporte de peso y que tendrá sólo la altura
mínima radial necesaria para proporcionar la acción de la
amortiguación requerida, de modo que la llanta pueda estar lo más
cerca posible de la superficie sobre la cual tiene que circular y
la potencia de transmisión sea de ese modo transmitida más
eficazmente.
La patente U.S. nº. 1,456,062 (`062) expone un
neumático sin paredes laterales rectas o la parte baja,
independientes de su banda de rodadura ancha tipo gablete, como en
los tipos existentes de neumáticos inflados. De hecho el conjunto
de la cobertura del neumático, con la excepción de sus talones de
base adecuados inextensibles es una banda de rodadura absorbente de
impactos, que "puede ser usada para reemplazar los tipos
existentes de neumáticos de banda de caucho sólida". La banda de
rodadura es arqueada, con un ápice estrecho romo en su línea
central, de modo que la huella varía de tamaño según la carga
aplicada. Como mejor se puede determinar esto es a partir de la
descripción en esta patente de 1923, donde el neumático no tiene
cinturones o talones al igual que los neumáticos de hoy en día.
La patente menciona "talones de base
inextensible" pero describe e ilustra estos talones como siendo
parte de "un fundamento flexible anormalmente fuerte y
preferiblemente delgado"... que puede ser fabricado a partir de
cables tejidos y ser interminable y anormalmente fuerte en
cualquier dirección. Esta tela de neumático sin cinturón, no radial
también proporciona protección del borde de la llanta y limitada
capacidad de "rodaje en plano" (run flat) como se ha visto en
la Fig. 3 de la Patente `062, donde el neumático aplanado,
deshinchado es lo bastante grueso para sostener el vehículo
presionándolo contra el pozo sustancialmente ancho de la rueda sin
cargar los rebordes de la llanta.
Otras patentes describen neumáticos, tales como
los neumáticos de carreras, con relaciones de aspecto tan bajas
como del 25% pero además con paredes laterales. Por ejemplo, la
patente alemana nº. 25 34 840 expone un neumático con una relación
de aspecto baja con una banda de rodadura en rodaje que tiene una
anchura que es al menos la mitad de la anchura total del neumático,
y preferiblemente inferior a dos tercios de la anchura total del
neumático. El resto de la anchura del neumático comprende paredes
laterales que son desviadas radialmente hacia las superficies del
asiento del borde del neumático.
La patente alemana nº. 2 127 588 expone un
perfil de neumático muy bajo para coches de carreras (relación de
aspecto inferior al 25%) con una banda de rodadura ancha moldeada
en una forma cóncava de modo que se vuelve plana cuando el
neumático es inflado a presión baja. La anchura máxima del borde es
el 120% del diámetro de la rueda. El neumático puede ser de
construcción radial o de tela cruzada. La superficie exterior de la
pared lateral es sustancialmente plana y vertical en un neumático
sin inflar, no obstante la línea de la tela tiene una curvatura
estándar del talón en la pared lateral.
La patente U.S. nº. 5,785,781 expone un
neumático con paredes laterales relativamente rectas combinadas con
un anillo que soporta la banda de rodadura en una llanta con un
diseño especial, para proporcionar soporte para el neumático cuando
circula a baja presión o presión cero. El neumático tiene una
cobertura de la tela radial sobre la cual los puntos que están más
lejanos axialmente están cercanos radialmente a los soportes de los
talones inclinados hacia afuera, los cuales engranan los soportes
inclinados en la llanta lo cual también caracteriza un reborde de
la llanta extra axialmente en el interior del talón. Cuando se
monta sobre la llanta con diseño especial y se infla hasta la
presión de servicio, el refuerzo de la carcasa del neumático (tela)
tiene una dirección constante de curvatura desde el área del talón
hasta la pared lateral correspondiente donde una tangente al punto
de tangencia de la [línea de la tela] con el anillo de refuerzo
[del talón] forma con el eje de rotación un ángulo \phi, abierto
hacia el exterior, de al menos 70º, preferiblemente al menos 80º, e
incluso más preferiblemente mayor de 90º tal y como se menciona en
la columna 5, líneas 40-61. La base de cada soporte
del talón de la llanta se inclina a un ángulo formado con el eje de
rotación donde el ángulo está abierto axialmente hacia el interior
y radialmente hacia afuera y es mayor de 0º, preferiblemente entre
10º y 40º. El borde de la llanta axialmente exterior delimita la
punta del talón con una cara que forma con el eje de rotación un
ángulo g, abierto radial y axialmente hacia el exterior, inferior a
90º y preferiblemente entre 40º y 50º.
U.S. 5,634,993 expone un neumático con una
llanta de montaje para ello, y un anillo para soportar la banda de
rodadura del neumático cuando funciona a presión baja o presión
cero. El neumático tiene una cobertura de la tela radial sobre la
cual los puntos que están muy alejados axialmente están radialmente
cerca de los asientos de los talones inclinados hacia afuera. Los
asientos se engranan con los asientos en la llanta, que pueden tener
al menos un pozo de montaje, al menos una porción cilíndrica para
recibir el anillo de soporte de caucho alargable e inextensible
circunferencialmente y un reborde de la llanta.
U.S. 3,515,196, considerado como la técnica
anterior más cercana al neumático según la reivindicación 1, expone
un neumático y la combinación del mismo con una rueda para
automóviles de pasajeros permitiendo un mayor diámetro de la rueda
para un diámetro periférico del neumático dado. El neumático tiene
una anchura en los talones no inferior al 90% de la anchura de
sección del neumático, una altura de sección del neumático no mayor
del 77.5% de la anchura de sección del neumático, y una nervadura
sobresaliente lateralmente de la pared lateral que contacta el
reborde de la rueda.
Mientras que no pueda ser fácilmente evidente,
existe la posibilidad de desarrollar un neumático radial con
propiedades revolucionarias de las dimensiones que proporcionan un
rendimiento superior en comparación con un neumático radial
convencional. El desafío es desarrollar tal neumático combinando
una manipulación y rendimiento mejorados con una flexibilidad
adecuada radial, una protección del reborde de la llanta suficiente
y una mejorada capacidad de rodaje en plano adecuada para el uso en
diseños de llantas formados de forma convencional (es decir,
estándar).
La presente invención se refiere a cambios en la
construcción de la línea de la tela y del área del talón de
neumáticos para conseguir una mayor capacidad de transporte de la
carga (índice de carga extendido) para neumáticos diseñados para
ser montados en llantas convencionales comercialmente
disponibles.
Según la invención, un neumático con una
capacidad de transporte de la carga aumentada (índice de carga
extendido) pero compatible con las llantas convencionales
comercialmente disponibles, tiene una línea de la tela de carcasa
modificada. El neumático tiene un área de la banda de rodadura, una
estructura de la carcasa que incluye dos áreas del talón cada una
comprendiendo un talón, al menos una tela reforzada con cables
elastoméricos se extiende entre las dos áreas del talón, y dos
paredes laterales que se extienden entre el área de la banda de
rodadura y cada área del talón. El neumático tiene una anchura de
sección (SW) definida por las líneas L1 y L2 dispuestas
ortogonalmente al eje de rotación AR y a una distancia A/2 desde el
plano ecuatorial EP del neumático, las líneas M1 y M2 cada una
paralela a las líneas L1 y L2, respectivamente, y axialmente hacía
el interior en dirección al plano ecuatorial EP y distanciadas de
una distancia d1, d2, respectivamente, de 1 a 4 mm desde las líneas
L1 y L2, los puntos P1, P2 en las líneas M1 y M2, respectivamente,
localizados en la distancia mínima radial de dp1, dp2,
respectivamente, de al menos una tela elastomérica para un eje de
revolución Ar del neumático, la tela elastomérica con una línea de
la tela PL que incluye los puntos P1 y P2, la línea de la tela PL
que se extiende radialmente hacia afuera desde los puntos P1 y P2
una distancia radial r1, r2, respectivamente, hasta la parte de la
corona CP del neumático sin desviarse axialmente de las líneas M1,
M2 de una distancia d3, d4 de más de 0 mm a 6 mm. R1, r2 están
definidos como con un valor que excede la distancia dp1, dp2 por un
valor del 30% al 70% de la altura de la sección SH.
Según la invención, r1, r2 están definidos como
teniendo un valor que excede la distancia dp1, dp2 por un valor del
30% al 70% y preferiblemente del 40% al 60% de una altura de la
sección SH del neumático. La línea de la tela (PL, PL') se extiende
radialmente hacia afuera en las paredes laterales de cada talón con
un ángulo \phi en la dirección axial (A) y el ángulo \varphi de
la tela de la línea de la pared lateral se abre axialmente y
radialmente hacia afuera y está en la gama de 80 grados a 100
grados. Cada área del talón tiene una sección transversal que es
sustancialmente plana a través de la base del talón que tiene un
asiento del talón de la llanta que forma un ángulo \alpha en la
dirección axial (A) donde el ángulo se abre axialmente y
radialmente hacía afuera y está en la gama de 5 a 20 grados. Cada
área del talón tiene una sección transversal que es sustancialmente
plana a lo largo de un reborde de la línea de la llanta formando un
ángulo \gamma en la dirección radial (R), donde el ángulo se abre
axial y radialmente hacia afuera y está en la gama de 0 a 10
grados.
La tela se extiende con una curvatura
generalmente continua a través de cada pared lateral hasta un
saliente de la banda de rodadura de modo que la anchura de la
sección del neumático sea justo radialmente externa a un reborde en
una llanta usada para montar el neumático. La tela se extiende a
través de la pared lateral alrededor del talón, pasando radialmente
hacia el interior del talón, y teniendo una extremidad doblada
localizada adyacente a la parte principal de al menos una tela
radial externa a los talones y el área del talón y el área de la
pared lateral radial externa al talón y entre la tela y la pared de
la carcasa interior está rellena al menos parcialmente de un
refuerzo elastomérico. La extremidad doblada de la tela es
axialmente externa a la parte principal de la tela.
También según la invención, la extremidad
doblada de la tela está axialmente hacia el interior de la parte
principal de la al menos una tela, y se extiende entre el refuerzo
interior y la parte principal de la tela.
Según la invención, el refuerzo elastomérico
está hecho de material elastomérico para reforzar las paredes
laterales de un neumático con una movilidad extendida durante una
movilidad extendida en el rodaje mientras que se está
desinflando.
Según la invención, la tela puede extenderse
desde cada pared lateral radial hacia el interior alrededor del
talón, pasando primero axialmente hacia afuera del talón, luego
pasando radialmente hacia el interior del talón, luego pasando
axialmente hacia el interior del talón, y finalmente extendiéndose
radialmente hacia afuera hasta una extremidad doblada de la tela
vuelta del revés dispuesta axialmente hacia el interior de la parte
principal de la al menos una tela y radialmente hacia afuera del
talón. El refuerzo elastomérico de esta forma de realización está
entre la parte principal de la al menos una tela y la parte del
doblez vuelta del revés de la al menos una tela que termina en la
extremidad del doblez de la tela vuelta del revés. Este material
elastomérico puede ser diseñado para fortalecer las paredes
laterales de un neumático de movilidad extendida durante la
movilidad extendida en el rodaje mientras que está siendo
desinflado.
desinflado.
Según la invención, el neumático tiene un área
de la banda de rodadura, dos áreas del talón, dos paredes laterales
que se extienden entre el área de la banda de rodadura y cada área
del talón; y una estructura de la carcasa que comprende una pared
interior y al menos una tela reforzada elastomérica que se extiende
entre las dos áreas del talón. La tela tiene una línea de la tela de
la pared lateral que se extiende radialmente hacia afuera de cada
talón a un ángulo en la dirección axial. El ángulo \phi de la
línea de la tela de la pared lateral se abre axialmente y
radialmente hacia afuera y está en la gama de 80 a 100 grados. Para
ser compatible con las llantas convencionales, cada área del talón
tiene una forma en sección transversal que es sustancialmente plana
a través de la base del talón que tiene una línea del soporte del
talón de la llanta que forma un ángulo \alpha en la dirección
axial. El ángulo se abre axial y radialmente hacia afuera y está en
la gama de 5 a 20 grados, y cada área del talón tiene una forma en
sección transversal que puede ser sustancialmente plana a lo largo
de una línea del reborde de la llanta que forma un ángulo \gamma
en la dirección radial, donde el ángulo se abre axial y radialmente
hacia afuera y está en la gama de 0 a 10 grados.
En otros aspectos de la invención, la línea de
la tela inventiva se consigue en varías formas de realización
utilizando tanto las extremidades del doblez de la tela vuelta
hacia afuera y hacia el interior, y varias formas de los elementos
de refuerzo del área del talón.
En otro aspecto de la invención, al menos una
tela se extiende desde la pared lateral alrededor del talón,
pasando radialmente hacia el interior del talón, y con una
extremidad doblada localizada adyacente a la parte principal de al
menos la tela radial externa de los talones; y el área del talón, y
al menos una parte del área de la pared lateral radial externa del
talón y entre al menos la tela y la pared de la carcasa interior
está al menos parcialmente rellena de un refuerzo del talón
interior de refuerzo elastomérico.
En formas de realización alternativas, la
extremidad doblada puede estar bien axialmente hacía afuera o
axíalmente hacia el interior de la parte principal de la al menos
una tela. Para las formas de realización de la extremidad doblada
(vuelta) hacia el interior, el ápice interior puede estar entre la
pared interior y la extremidad del doblez vuelta del revés, o el
ápice puede ser un ápice central entre la parte principal de la al
menos una tela y la parte del doblez vuelta del revés de la al
menos una tela que termina en la extremidad del doblez vuelta del
revés de la tela. Los elementos del ápice están preferiblemente
formados para producir una superficie interior uniformemente
curvada.
En otro aspecto de la invención, los elementos
de refuerzo del talón han sido hechos de material elastomérico
diseñado para reforzar las paredes laterales de un neumático de
movilidad extendida durante la movilidad extendida en el rodaje
mientras que está siendo desinflado (en el rodaje "en
plano").
Una característica de la invención es que el
neumático inventivo puede reemplazar a un neumático existente en
una llanta de la forma de llanta convencional, pero con mayor
anchura y diámetro de la llanta, mientras que se mantiene la misma
capacidad de soporte de la carga, anchura en sección y diámetro del
neumático exterior que el neumático existente.
Una característica alternativa de la invención
es que el neumático inventivo puede reemplazar un neumático
existente por un neumático más pequeño que además se monte sobre
una llanta de la forma de llanta convencional, pero con mayor
anchura de la llanta, mientras que se mantiene la misma capacidad
de soporte de la carga que el neumático existente.
Otros aspectos, características y ventajas de la
invención serán evidentes a partir de la descripción siguiente de
la misma.
Se hará referencia con detalle a las formas de
realización preferidas de la invención, cuyos ejemplos están
ilustrados en los dibujos anexos. Los dibujos están destinados a
ser ilustrativos, no limitadores. Algunos elementos en los dibujos
seleccionados pueden ser ilustrados sin escala, para los fines de
una claridad ilustrativa.
Frecuentemente, los elementos similares en todos
los dibujos pueden ser referenciados por números de referencias
similares. Por ejemplo, el elemento 199 en una figura (o forma de
realización) puede ser similar en muchos aspectos al elemento 299
en otra figura (o forma de realización). Tal relación, si la hay,
entre elementos similares en figuras diferentes o formas de
realización se hará evidente en toda la especificación, incluso, si
fuera aplicable, en las reivindicaciones y resumen. En algunos
casos, los elementos similares pueden ser referenciados con números
similares en un único dibujo. Por ejemplo, una pluralidad de
elementos 199 puede ser referenciada como 199a, 199b, 199c,
etc.
La estructura, funcionamiento, y ventajas de la
presente forma de realización preferida de la invención se volverán
más aparentes considerando la siguiente descripción tomada junto
con los dibujos anexos, donde:
Figura 1 es una vista en sección transversal de
un neumático de la técnica anterior, donde se ha eliminado para
mayor claridad el sombreado de las áreas del caucho y de la
tela;
Figura 1A son representaciones esquemáticas de
una vista lateral y cuatro vistas en corte transversal parciales de
unos neumáticos que ilustran los efectos de compresión y de
tensión, según la invención;
Figura 2A es una vista en sección transversal de
una forma de realización del neumático con una extremidad doblada
hacia afuera, donde se ha eliminado para mayor claridad el
sombreado en las áreas del caucho y de la tela, según la
invención;
Figura 2B es una vista en sección transversal de
una forma de realización del neumático alternativa con una
extremidad doblada (vuelta) hacia el interior, donde se ha
eliminado el sombreado en las áreas del caucho y de la tela para
mayor claridad, según la invención;
Figura 3A muestra una vista en sección
transversal de una parte de un neumático convencional comparado con
un neumático comparable con un diámetro de la llanta aumentado
según la presente invención;
Figura 3B muestra una vista en sección
transversal de una parte de un neumático convencional comparado con
un neumático comparable con una anchura de la llanta aumentada
según la presente invención;
Figura 4A muestra una representación esquemática
en corte transversal de un neumático que incorpora las
características según la presente invención;
Figura 4B muestra una vista aumentada del área
del talón de la figura 4A;
Figura 5A es una vista aumentada del área del
talón y partes del área de la pared lateral y llanta para la forma
de realización del neumático de la figura 2A con sombreado en el
caucho y áreas de la tela eliminadas para claridad, según la
invención;
Figura 5B es una vista aumentada del área del
talón y partes del área de la pared lateral y la llanta para una
forma de realización alternativa del neumático de la figura 2B donde
el doblez de la tela es interior alrededor del talón, donde se ha
eliminado el sombreado en las áreas del caucho y de la tela para
mayor claridad, según la invención;
Figura 5C es una vista aumentada del área del
talón y partes del área de la pared lateral y la llanta para una
forma de realización alternativa del neumático de la figura 2B
donde se ha eliminado el sombrado en las áreas del caucho y de la
tela para mayor claridad, según la invención; y
Figura 6 es una vista en sección transversal de
una forma de realización del neumático de movilidad extendida,
donde se ha eliminado el sombreado en las áreas del caucho y de la
tela para mayor claridad, según la invención.
"Relación de aspecto" significa la
proporción de la altura de la sección del neumático a la anchura de
la sección del neumático, la proporción aquí expresada como un
porcentaje.
"Axial" y "Axialmente" significa las
líneas o direcciones que son paralelas al eje de rotación del
neumático.
"Axialmente hacia el interior" significa en
una dirección axial en dirección al plano ecuatorial.
"Axialmente hacia afuera" significa en una
dirección axial fuera del plano ecuatorial.
"Ápice" significa un relleno elastomérico
normalmente usado en un área dentro del neumático donde el aire
podría ser retenido en su ausencia, así como radialmente hacia
afuera de los talones.
"Talón" significa el ensamblaje de cable
metálico circunferencialmente sustancialmente inextensible que
forma el núcleo del área del talón, y está asociado con la sujeción
del neumático a la llanta.
"Área del talón" significa la región que se
extiende circunferencialmente del neumático que envuelve y que
incluye el talón, y formada para ajustar la llanta y el asiento del
talón.
"Base del talón" significa la parte
relativamente plana del área del talón entre el tacón del talón y
el dedo del talón y que contacta el asiento del talón de la llanta
de la rueda.
"Tacón del talón" significa el borde del
área del talón axialmente externo que contacta el reborde de la
llanta.
"Asiento del talón" significa la parte
plana de la llanta sobre la cual reposa el área del talón.
"Dedo del talón" significa el borde del
área del talón axialmente interno.
"Estructura de cinturón" o "cinturones de
refuerzo" o "envoltura de cinturón" significa al menos dos
capas o telas anulares de cables paralelos, tejidos o, sin tejer
subyacentes a la banda de rodadura, no fijadas a los talones, y que
tienen los ángulos izquierdos y derechos del cable en la gama de 18
grados a 30 grados con respecto al plano ecuatorial del
neumático.
"Carcasa" significa la estructura del
neumático aparte de la estructura del cinturón, banda de rodadura,
y base de la banda de rodadura, pero que incluye las áreas del
talón y las telas.
"Circunferencial" muy a menudo significa
líneas o direcciones circulares que se extienden a lo largo del
perímetro de la superficie de la banda de rodadura anular
perpendicular a la dirección axial; también puede referirse a la
dirección de los conjuntos de curvas adyacentes circulares cuyos
radios definen la curvatura axial de la banda de rodadura, según se
puede ver en sección transversal.
"Área de la corona" significa la parte de
la carcasa del neumático radial interior de la banda de
rodadura.
"Plano ecuatorial" significa el plano
perpendicular al eje de rotación del neumático y que pasa a través
del centro de su banda de rodadura; o el plano que contiene la
línea central circunferencia) de la banda de rodadura.
"Huella" significa la banda de contacto o
área de contacto de la banda de rodadura con una superficie plana
bajo una presión de carga y condiciones de velocidad normales.
"Tela" significa una capa reforzada con
cables de caucho revestido, cables radialmente desplegados, o por
el contrario paralelos.
"Línea de la tela" significa la curva
geométrica en sección transversal radial generada por una tela
contraída por inflado y montada.
"Radial" y "radialmente" significan
direcciones normales con respecto al eje de rotación del neumático,
es decir, radiales con respecto al eje de rotación.
"Neumático de tela radial" significa un
neumático restringido circunferencialmente o cinturado donde al
menos una tela cuyos cables que se extienden de talón a talón se
encuentran a unos ángulos del cable entre 65 grados y 90 grados con
respecto al plano ecuatorial del neumático.
"Diámetro de la llanta (nominal)" significa
el diámetro aproximado de la llanta medido en el fondo del reborde
(asiento nominal o del talón).
"Anchura de la llanta" significa la
distancia entre las superficies del reborde de la llanta
internas.
"Altura de la sección" significa la mitad
de la diferencia entre el diámetro exterior del neumático y el
diámetro nominal de la llanta.
"Anchura de la sección" significa la
anchura máxima de un neumático bien montado e inflado, medida entre
superficies exteriores de las dos paredes laterales, excluyendo las
decoraciones y nervaduras o barras protectoras de la pared
lateral.
"Saliente" significa la parte superior de
la pared lateral justo debajo del borde de la banda de
rodadura.
"Pared lateral" significa la parte de un
neumático entre la banda de rodadura y el área del talón.
"Banda de rodadura" significa la parte de
un neumático que contacta con el suelo.
"Área de la banda de rodadura" significa la
parte anular de un neumático que incluye el área de la corona de la
carcasa, la banda de rodadura, y todo lo que se encuentra entre
ambas (p. ej., estructura del cinturón, base de la banda de
rodadura).
"Base de la banda de rodadura" significa el
material de la banda de rodadura entre el fondo de las hendiduras
de la banda de rodadura y la carcasa.
La Figura 1 muestra un perfil parcial de un
neumático 110 de la técnica anterior en una llanta estándar 111.
Por ejemplo, el neumático 110 es un P205/55R16 y la llanta 111 es
una llanta 6.5J15H2 formada de forma convencional donde "J" se
refiere a la forma de los rebordes 113a, 113b; y "H2" se
refiere a la forma de la base de la llanta 127a, 127b. El neumático
de la técnica anterior 110 tiene un área de la banda de rodadura
112 que comprende una banda de rodadura que contacta con el suelo
114 que tiene dos salientes de la banda de rodadura 116a, 116b y
una estructura de cinturón circunferencial 118 localizada
radialmente hacia el interior de la banda de rodadura. El neumático
de la técnica anterior 110 tiene dos áreas del talón 120a, 120b,
cada área del talón teniendo una base del talón 122a, 122b, un
talón de cable metálico inextensible 124a, 124b, y un ápice central
125a, 125b radialmente hacia afuera desde el talón 124a, 124b. Las
paredes laterales elastoméricas 126a, 126b se extienden radialmente
hacia afuera desde las áreas del talón 120a, 120b respectivamente,
hasta los soportes de la banda de rodadura 116a, 116b
respectivamente. Como se muestra en la Figura 1, el neumático
convencional 110 tiene una estructura de la carcasa 128 que
comprende una pared interior 131, y al menos una tela reforzada con
cordones elastoméricas 130 que se extienden radialmente hacia
afuera desde cada área del talón 120a, 120b a través de las paredes
laterales 126a, 126b respectivamente, y atravesando el área de la
banda de rodadura 112 radialmente hacia el interior de la
estructura del cinturón 118. Desde la pared lateral 126a, 126b, la
tela 130 se extiende alrededor del talón 124a, 124b y el ápice
125a, 125b, pasando radialmente hacia el interior del talón 124a,
124b, y con una extremidad doblada de la tela 132a, 132b localizada
adyacente a la parte principal de la tela 130 en las áreas del
talón 120a, 120b radialmente hacia afuera de los talones 124a,
124b. La tela 130 cae en la línea de la tela 130. El ápice 125a,
125b generalmente llena el espacio radialmente hacia afuera del
talón 124a, 124b y entre la tela 130 y las extremidades dobladas
132a, 132b.
El neumático de la técnica anterior 110 es, por
ejemplo, un neumático P205/55R16 que tiene una relación de aspecto
de aproximadamente 55, y un diámetro exterior de aproximadamente
24.88 pulgadas (632 mm). Los neumáticos de relación de aspecto baja
típicos tienen una relación de aspecto que varía de 35 a 65. Para
el ejemplar del neumático P205/55R16 110 y la llanta 6.5J15H2 111,
las medidas son aproximadamente las siguientes: la anchura de la
llanta (Wr) es de 6.5 pulgadas (165 mm); el diámetro de la llanta
(Dr) es de 16 pulgadas (406 mm); la anchura de la sección (SW) es de
8.07 pulgadas (205 mm); y la altura de la sección (SH) es de 4.44
pulgadas (113 mm). La relación de aspecto se calcula a
100(113/205) = 55%. La capacidad de transporte de la carga
LCC es aproximadamente de 615 kg a 2.5 bar que es comparable a un
índice de carga LI de aproximadamente 91.
En un neumático 110 de la técnica anterior
convencional, como se muestra en la figura 1, las paredes laterales
126a.126b proporcionan flexibilidad en la dirección radial para
permitir que la superficie de la banda de rodadura se mueva
radialmente hacia el interior y mantener el contacto con la
superficie de la carretera. Según se ha descrito antes con más
detalle, hay efectos secundarios negativos de las paredes laterales
que limitan el rendimiento del neumático con la flexibilidad axial
y circunferencia) indeseable.
El neumático 240 de la presente invención, como
se muestra en figura 2A, sustancialmente elimina la parte de las
paredes laterales con una superficie externa que es axialmente
interior a la anchura de la sección SW y radialmente interior
(hacia el eje de revolución Ar) desde la anchura de la sección de un
neumático de la técnica anterior del tipo mostrado en la figura
1.
Un aspecto importante de la presente invención
es que la línea de la tela PL del neumático 240 sigue a la línea de
la tela PL del neumático de la técnica anterior 110. Este neumático
nuevo 240 que tiene una pared lateral mucho más corta, en
comparación con los diseños de la técnica anterior, proporciona
ventajas significantes tanto en el rendimiento como en la capacidad
de transporte de la carga (LCC).
Una descripción detallada de la nueva forma del
neumático viene a continuación. En referencia a la figura 4A, un
neumático 440, según la presente invención, está mostrado con una
anchura de sección (SW) igual a A. Las líneas L1 y L2 ortogonales
al eje de la rueda AR están localizadas a una distancia de N2 desde
el plano ecuatorial EP del neumático 440. Las líneas L1 y L2
definen el limite axialmente externo de la geometría del neumático,
si excluimos la geometría del protector del reborde de la llanta.
Mientras que sólo un lado del neumático 440 está descrito con
detalle en la presente, el lado opuesto es una imagen espejo y
tiene las mismas características. En paralelo a las líneas L1 y L2
y axialmente hacia el interior hacia el EP de las mismas, como se
muestra en las Figuras 4A y 4B, definimos las líneas nuevas M1 y M2
distanciadas de una distancia d1 y d2, respectivamente de 1 mm a 5
mm, y preferiblemente de 2 mm a 4 mm de las líneas L1 y L2.
Definimos en estas líneas M1 y M2 los puntos P1 y P2, que tienen una
distancia radial dp1 y dp2, respectivamente, hasta el eje de
revolución Ar igual a la distancia mínima a la que las partes de la
tela geométricamente localizadas axialmente hacia afuera de los
talones 442a, 442b, respectivamente, pueden estar del Ar. Esta
distancia mínima está ella misma limitada por el diámetro de la
llanta y otras consideraciones del diseño, tales como valores de
compresión del talón. La línea de la tela PL, definida por la
presente invención, incluye los puntos P1 y P2.
Desde los puntos P1 y P2 a una distancia radial
r1, r2, respectivamente, fuera del eje de rotación Ar, la línea de
la tela PL del nuevo neumático inventivo se extiende radialmente
hacia afuera desde el eje de rotación de manera que no puede
desviarse axialmente de las líneas M1 y M2 con una distancia de más
de "d3, d4" respectivamente de 0 mm a 5 mm, y preferiblemente
de 0 mm a 3 mm. Las distancias radiales r1 y r2 están definidas
como teniendo valores que exceden las distancias dp1 y dp2,
respectivamente, del eje de rotación Ar hasta el punto P1, P2 por un
valor de aproximadamente el 30% al 70% de la altura de la sección
SH, y preferiblemente un valor del 40% al 60% de SH. De los puntos
r1 y r2, la línea de la tela PL se une al área de la corona o parte
CP (la parte entre la banda de rodadura y las paredes laterales)
siguiendo una vía que no tiene ningún punto de inflexión. El nuevo
neumático resultante 440 tiene una pared lateral mucho más corta,
en comparación con el diseño del neumático de la técnica anterior,
ver figura 3A.
Es un aspecto de la presente invención el hecho
de mejorar la capacidad de transporte de la carga (LCC) de un
tamaño de neumático dado mediante otro medio que no sea aumentar el
volumen o presión del neumático, en consecuencia modificando los
coeficientes (alfa) y (beta) en el cálculo de la ETRTO de LCC. (El
aumento de la LCC es comparable a aumentar el índice de carga (LI)
que está determinado por Tire and Rim Association). El diseño del
neumático inventivo y sus variaciones que están presentadas a
continuación lo consiguen, de ese modo permitiendo una LCC mejorada
para los tamaños existentes de neumáticos y de llantas, o
permitiendo que unos neumáticos más pequeños sean utilizados en
vehículos donde los neumáticos nuevos más pequeños tienen la misma
LCC o una mejor en comparación con los neumáticos del vehículo
original. Los neumáticos "más pequeños" de esta invención
pueden tener diferentes formas de realización. Dos ejemplos a los
que la presente invención no está limitada están ilustrados en
comparación con un neumático convencional, en las Figuras 3A y
3B.
a) por ejemplo, como se muestra en la figura 3A,
el neumático nuevo más pequeño 340A podría tener el mismo diámetro
exterior y la misma anchura de sección que el neumático original
110, pero tendría una altura de sección más pequeña y una rueda y
diámetro de la llanta correspondientemente más grandes. Aunque las
dimensiones totales del ensamblaje de la rueda/llanta/neumático
permanecen generalmente los mismos para fines de ajuste en el pozo
de la rueda del vehículo y también para mantener la tolerancia al
suelo del vehículo, el diámetro de la rueda/llanta más grande
permite frenos más grandes y un enfriamiento de convección del freno
más eficaz y/o mejor.
b) en un segundo ejemplo, como se muestra en
figura 3B, el neumático nuevo 340B podría tener un diámetro más
pequeño exterior en comparación con el neumático original 110,
mientras que se mantiene la misma anchura de sección y diámetro de
la rueda y de la llanta que el neumático original.
El cálculo de la capacidad de transporte de la
carga LCC se basa en la suposición de que la durabilidad del
neumático es una función de desviación del flanco del neumático. En
particular, los límites de desviación del porcentaje critico han
sido establecidos para varias categorías del neumático. La LCC para
un neumático dado es por tanto la carga que provocará que el
neumático se desvíe hasta el límite de desviación del porcentaje
critico para este neumático. Una prueba empírica en neumáticos
hecha según las instrucciones de la presente invención ha
demostrado que el neumático inventivo muestra menos porcentaje de
desviación para una carga dada que el neumático de la técnica
anterior al cual reemplaza. Se piensa que esto se debe a las
características inventivas que mejoran el soporte estructural y
soporte del neumático.
La teoría del soporte del neumático se basa en
la ecuación siguiente [1], que está ilustrada en la figura 1A:
[1]t \propto
(P/2)(1 -
R_{m}/R_{t})^{2})
donde t es la tensión radial en las
paredes laterales, el símbolo "\propto" significa
"proporcional a", P es la presión de llenado del neumático
(calibre), R_{t} es la distancia radial desde el eje A del
neumático hasta la superficie interior del área de la banda de
rodadura, y R_{m} es la distancia desde el eje radial A del
neumático hasta el punto en el que la anchura de la sección de la
pared lateral está a un valor máximo. En la figura 1A, las líneas
de la tensión radial t están ilustradas como flechas radiales en la
vista lateral 190 de un neumático genérico. El eje del neumático
está mostrado como la línea A, y una superficie de rodadura de la
carga S está mostrada debajo del neumático que en la vista 190 está
comprimida contra la superficie S. Las vistas 191, 192, 193, y 194
son representaciones esquemáticas de secciones transversales
parciales de neumáticos, mostrando varias distancias radiales,
incluyendo R_{b} que es una distancia radial desde el eje A del
neumático hasta la parte del área del talón/pared lateral 198 que
está justo radialmente hacia afuera del reborde de la llanta y en
consecuencia es capaz de
flexionarse.
En un neumático sin carga a una presión dada P,
las distancias radiales R_{t} son iguales en todas las
direcciones y las distancias radiales R_{m} son iguales en todas
las direcciones, en consecuencia la tensión t es la misma en todas
partes. La vista 191 muestra las distancias radiales relativas para
una parte sin carga/sin comprimir de un neumático. Como se ha visto
en las vistas 190 y 192 del mismo neumático así como en la vista
191, cuando el neumático está cargado por un peso W, el peso W
comprime al neumático contra una superficie portadora de la carga S
provocando la desviación principalmente en la parte inferior del
neumático, reduciendo el radio de la banda de rodadura R_{t}
hasta un radio de la banda de rodadura comprimido R_{t} (c) y
reduciendo el radio max de la pared lateral R_{m} hasta un radio
max comprimido de la pared lateral R_{m} (c). Se puede demostrar
matemáticamente que para una compresión del neumático dada que
reduce el radio de la banda de rodadura R_{t} con un cierto
porcentaje, la reducción del porcentaje correspondiente del radio
max de la pared lateral R_{m} siempre será inferior. En
consecuencia la relación (R_{m}/R_{t})^{2} en la
ecuación [1] aumentará cuando el neumático está comprimido, de ese
modo reduciendo la tensión t en las paredes laterales de la mitad
inferior del neumático. Se puede observar que la suma (íntegra) de
los componentes verticales de las tensiones t en la mitad superior
del neumático (gráficamente representada por la altura de la flecha
197) excede de la de las tensiones t en la mitad inferior del
neumático, de ese modo creando una fuerza ascendente neta para
contrapesar la fuerza descendente W de la carga W en el
neumático.
La presente invención tiene ventaja sobre el
resultado de cambiar el contorno de un neumático de una manera que
posiciona la anchura de la pared lateral máxima muy cerca del área
del talón de un neumático, por ejemplo como está ilustrado en las
vistas 193 y 194 de la figura 1A mostrando secciones transversales
parciales de un neumático hecho según la presente invención. La
vista 193 muestra una parte sin comprimir del neumático inventivo,
que tiene un radio de la banda de rodadura R'_{t} que es
aproximadamente equivalente al radio de la banda de rodadura R_{t}
del neumático convencional mostrado en la vista 191, y que tiene un
radio max de la pared lateral R'_{m} que es esencialmente igual
al radio del área del talón R_{b} y es en consecuencia más
pequeño que el radio max de la pared lateral R_{m} del neumático
convencional mostrado en la vista 191. En la vista 194, el neumático
ha sido comprimido en la misma cantidad hasta un radio de la banda
de rodadura comprimida R'_{t} (c) que es aproximadamente
equivalente al radio de la banda de rodadura comprimida R_{t} (c)
del neumático comprimido convencional mostrado en la vista 192.
Como la pared lateral del neumático comprimido inventivo en la
vista 194 sobresale bajo compresión, el radio de la pared lateral
máximo no puede reducirse, y puede aumentar en realidad según está
mostrado a un radio max comprimido de la pared lateral R'_{m} (c)
que es más grande que el radio max de la pared lateral R'_{m} del
neumático inventivo sin comprimir. Como resultado, la proporción
(R_{m}/R_{t})^{2} en la ecuación [1] aumentará a un
valor (R'_{m}(c)/R'_{t}(c))^{2} para el
neumático inventivo, un valor que es mayor que el valor
(R_{m}(c)/R_{t}(c))^{2} para el neumático
convencional que tiene la misma compresión del radio de la banda de
rodadura (R'_{t} (c) = R_{t} (c)). Así la tensión t en las
paredes laterales comprimidas del neumático inventivo será reducida
por una cantidad superior a la reducción de la tensión
correspondiente t en las paredes laterales del neumático
convencional que están comprimidas por la misma cantidad. Esta
reducción superior en la tensión t en la mitad inferior de un
neumático cargado inventivo significa que el peso de la carga W
requerido para producir la compresión a un radio de la banda de
rodadura R'_{t} (c) es correspondientemente superior al peso de
la carga W requerido para producir la compresión hasta un radio de
la banda de rodadura igual R_{t} (C) en el neumático
convencional. De forma alternativa, el mismo peso de la carga W
producirá una compresión más pequeña (o porcentaje de desviación) en
el neumático inventivo en comparación con el neumático
convencional. Esto se traduce en una capacidad de transporte de la
carga mayor para el neumático inventivo.
La teoría anterior está simplificada, y no
incluye los efectos de la pared lateral y rigidez del área de la
banda de rodadura. La eficacia de la presente invención puede
también ser explicada en cuanto a la rigidez de la pared lateral
aumentada que provoca que un porcentaje de desviación reducido para
un peso de la carga W dado. Este efecto es particularmente
importante en neumáticos de tecnología de movilidad extendida (EMT)
que están diseñados para funcionar de forma aceptable para una
velocidad y kilometraje del vehículo limitados después de que el
neumático EMT haya perdido la mayoría o toda su presión de inflado,
de ese modo reduciendo el soporte tensional de la ecuación [1] a
cero a una presión P cero.
Haciendo referencia ahora a la figura 2A, una
forma de realización preferida de la presente invención está
ilustrada como un perfil parcial de un neumático 240 montado sobre
una llanta formada de forma convencional 211. La llanta 211
(comparar con 111) tiene la misma forma general que la llanta
estándar 111, incluyendo los asientos del talón con la misma forma
221a, 221b, y los rebordes con la misma forma 213a, 213b con las
partes 234a, 234b que se extienden axíalmente. No obstante, la
llanta 211 para el neumático 240 de esta invención tiene una
anchura de la llanta Wr' que es aproximadamente de 1 a 3 pulgadas
(25.4-76.2 mm) más amplia que la anchura de la
llanta Wr de la llanta estándar 111. Como se detalla a
continuación, varias formas de realización de la presente invención
pueden también requerir diámetros de la llanta Dr' que son
diferentes del diámetro de la llanta estándar Dr de la llanta
estándar 111.
El neumático 240 tiene un área de la banda de
rodadura 212 que comprende una banda de rodadura que contacta con
el suelo 214 que tiene dos soportes de la banda de rodadura 216a,
216b y una estructura de cinturón circunferencial 218 localizada
radialmente hacia abajo de la banda de rodadura 214. El neumático
240 tiene dos áreas del talón 220a, 220b, cada área del talón con
un talón del cable metálico inextensible 224a, 224b, una base del
talón 222a, 222b terminando en un dedo del talón 223a, 223b que está
axial y radialmente hacia el interior del talón 224a, 224b, y un
refuerzo interior 241a, 241b radialmente hacia afuera del talón
224a, 224b. Algunos elementos opcionales del área del talón 220a,
220b no están mostrados, pero pueden incluir tales elementos
comunes como tiras de fijación, astillas, y lengüetas. Las paredes
laterales elastoméricas 226a, 226b se extienden radialmente hacia
afuera de las áreas del talón 220a, 220b respectivamente, hasta los
soportes de la banda de rodadura 216a, 216b respectivamente. El
neumático 240 tiene una estructura de la carcasa 228 que comprende
una pared interior 231, y al menos una tela reforzada con cables
elastoméricos 230 que se extienden radialmente hacia afuera de cada
área del talón 220a, 220b a través de las paredes laterales 226a,
226b respectivamente, y atravesando el área de la banda de rodadura
212 radialmente hacia el interior de la estructura de cinturón 218.
Desde la pared lateral 226a, 226b, la tela 230 se extiende
radialmente hacia el interior alrededor del talón 224a, 224b,
pasando primero axialmente hacia el interior del talón 224a, 224b,
luego pasando radialmente hacia el interior del talón 224a, 224b,
luego pasando axialmente hacia afuera del talón 224a, 224b, y
finalmente extendiéndose radialmente hacia afuera hasta una
extremidad doblada 232a, 232b localizado axialmente hacia afuera de
la parte principal de la tela 230 y radialmente hacia afuera del
talón 224a, 224b.
Las áreas del talón 220a, 220b están formadas
para compatibilidad con el asiento del talón formado de forma
convencional 221a, 221b y partes de los rebordes 213a, 213b de la
llanta 211, incluyendo una parte extendiéndose axialmente 234a,
234b de cada reborde de la llanta 213a, 213b. Un protector del
reborde de la llanta opcional 242a, 242b puede estar proporcionado
en una o ambas paredes laterales 226a, 226b cerca de las áreas del
talón 220a, 220b del neumático 240, el protector del reborde de la
llanta 242a, 242b que comprende una proyección preferiblemente
continua circunferencia) elastomérica que se extiende axialmente
hacia afuera de cada área del talón/pared lateral 220a/226a,
220b/226b de ese modo extendiéndose radialmente hacia afuera del
reborde de la llanta 213a, 213b, y axialmente hacia afuera hasta al
menos el borde más externo de la parte que se extiende axialmente
234a, 234b de cada reborde de la llanta 213a, 213b de la llanta
formada de forma convencional 211.
La característica más significante de la
presente invención concierne a la línea de la tela en el área del
talón y el área de la pared lateral que está limitada a la
definición anteriormente descrita con referencia a las Figuras 4A y
4B. Las características de la presente invención están ilustradas en
una primera forma de realización 240 en la figura 2A mostrando
ambos lados del neumático 240 en perfil parcial, y en la figura 5A
mostrando detalles de un perfil del área del talón derecho 220b y
partes cercanas de la pared lateral 226b y la llanta 211. Es una
característica de la presente invención que, en un neumático 240
montado e inflado de forma adecuada, al menos una tela 230 tenga una
línea de la tela PL' que se extienda radialmente hacia afuera del
talón 224a, 224b de un ángulo de aproximadamente 80º hasta
aproximadamente 100º, como se muestra en las Figuras 5A, 5B, 5C. Al
menos una tela 230 se extiende a través de la pared lateral 226a,
226b hasta el saliente de la banda de rodadura 216a, 216b con una
curvatura generalmente continua de modo que la anchura máxima del
neumático (donde se mide la anchura de la sección SW) está
radialmente cerca del talón 224a, 224b, preferiblemente
inmediatamente radialmente hacia afuera del reborde 213a, 213b.
Como está ilustrado en la figura 5A, el ángulo \varphi está
medido entre la línea de la tela 562 y una línea axial A, y el
ángulo \varphi se abre axial y radialmente hacia afuera. Para
conseguir esta línea de la tela inventiva PL' con una extremidad de
la tela doblada axialmente hacia afuera 232a, 232b, no hay ningún
ápice central (en comparación con el ápice central 125a, 125b en la
figura 1). Así, la parte principal de la tela 230 está muy envuelto
alrededor del talón 224a, 224b y está colocado cerca del exterior
de la pared lateral 226a, 226b, y es sustancialmente paralelo y muy
adyacente a la extremidad del doblez de la tela 232a, 232b. Para
sostener la tela 230 en posición en el área del talón 220a, 220b,
el área del talón y al menos una parte del área de la pared lateral
radialmente hacia afuera del talón 224a, 224b y entre la tela 230 y
la pared de la carcasa interior 231 está al menos parcialmente
rellena de un refuerzo elastomérico, es decir, un elemento de
refuerzo 241a, 241b. En la forma de realización preferida, el
neumático inventivo 240 tiene aproximadamente la misma anchura de
sección SW' que la anchura de sección SW del neumático de la
técnica anterior 110. Esto puede ser conseguido aumentando la
anchura de la llanta a una dimensión nueva Wr' que es de manera
adecuada mayor que la anchura de la llanta Wr del neumático de la
técnica anterior 110. El elemento de refuerzo 241a, 241b es un
material polimérico seleccionado del grupo que comprende plásticos
termoendurecíbles, elastómeros termoplásticos y termoplásticos. Para
un elastómero típico, el material tiene un módulo de
aproximadamente 3-300 Mpa. El elemento de refuerzo
puede incorporar fibras de forma aleatoria o por el contrario
alineadas, tales como aramida, nilón, rayón, poliéster, de varias
longitudes, o por la adición de materiales de relleno, tales como
políetileno, celulosa, elegidos para ajustar las propiedades de
rigidez. Aunque la pared lateral del neumático 226a, 226b cerca del
área del talón 220a, 220b es sustancialmente recta (en un neumático
montado e inflado), el refuerzo interior 241a, 241b está
preferiblemente formado para producir una superficie interior
uniformemente curvada 231, de ese modo promoviendo flujos normales
de elastómero durante el proceso de vulcanización del
neumático.
Aparte de la anchura de la llanta mas amplía
Wr', la llanta 211 para ser usada para el neumático inventivo 240
está formada de forma convencional, sustancialmente igual que la
llanta 111 de la técnica anterior, y está actualmente disponible
comercialmente. La llanta 211 formada de forma convencional tiene
un ángulo "\alpha" del asiento del talón de la llanta de
aproximadamente 0º hasta aproximadamente 15º pero más frecuentemente
aproximadamente 5º, donde el ángulo \alpha se abre axial y
radialmente hacia afuera y está formado entre un talón de la llanta
560 y una línea axial A. La llanta 211 formada de forma
convencional también tiene un ángulo \gamma del reborde de la
llanta de aproximadamente 0º hasta aproximadamente 15º pero más
frecuentemente aproximadamente 0º, donde el ángulo \gamma se abre
axial y radialmente hacia afuera y está formado entre una línea del
reborde 564 de la llanta y una línea radial R. La línea del reborde
564 de la llanta es tangente a una parte plana de la superficie
interna del reborde 213a, 213b justo después de una esquina del
"tacón" redondeada que une el asiento del talón de la llanta
221a, 221b al reborde 213a, 213b. Aunque la llanta 211 y el
neumático 240 están ilustrados con superficies de ajuste
perfectamente paralelas, debe ser entendido que estos dibujos son
idealizaciones, y que en realidad, el neumático y las superficies de
la llanta pueden sólo conformarse de forma aproximada entre sí. El
material elastomérico y cualquier elemento opcional en el área del
talón 220a, 220b o paredes laterales 226a, 226b, tales como tiras de
fijación, astillas, lengüetas e insertos en la pared lateral (no
mostrados) están formados de manera adecuada de modo que la base
del talón 222a, 222b aproximadamente proporcione a la llanta 211
los ángulos y dimensiones del asiento del talón 221a, 221b y del
reborde 213a, 213b mientras que se mantiene la línea de la tela 562
de la presente invención como se ha descrito anteriormente.
El neumático 240 de la presente invención es,
por ejemplo, un neumático P205140R18 del diseño inventivo y la
llanta 211 es, por ejemplo, una llanta 8.0J18H2 formada de forma
convencional y comercialmente disponible donde "J" se refiere
a la forma de los rebordes 213a, 213b, y "H2" se refiere a la
forma del resto de la llanta 211. El neumático ejemplar 240 y la
llanta 211 están considerados sustitutos adecuados del neumático
P205/55R16 ejemplar 110 y la llanta 6.5J15H2 111 de la técnica
anterior. El neumático 240 tiene un diámetro exterior de
aproximadamente 24.8 pulgadas (630 mm) que es comparable al
diámetro exterior del neumático P205/55R16 ejemplar de la técnica
anterior 110. Las medidas del neumático P205/40R18 ejemplar
inventivo 240 y la correspondiente llanta comercial ejemplar
8.0J18H2 211 son aproximadamente las siguientes: la anchura de la
llanta (Wr') es de 8.0 pulgadas (203 mm); el diámetro de la llanta
(Dr') es de 18 pulgadas (462 mm); la anchura de la sección (SW) es
de 8.07 pulgadas (205 mm) que es la misma que la anchura de la
sección (SVV) del neumático ejemplar P205/55R16 110; la altura de
sección (SH) es de 3.40 pulgadas (86 mm). La relación de aspecto se
calcula a 100(86/205) = 42 o aproximadamente al 40%. Por el
diseño inventivo, la capacidad de transporte de la carga LCC es de
aproximadamente 615 kg a 2.5 bar (índice de la carga LI = 91) que
es la misma cuando el neumático P205/55R16 110 está siendo
sustituido, y que es una mejora sobre un LI de aproximadamente 83
para un P205/40R18 típico de la técnica anterior.
Haciendo referencia ahora a la figura 2B, una
forma de realización alternativa de la presente invención está
ilustrada como un perfil parcial de un neumático 240' montado sobre
una llanta formada de forma convencional 211. La forma de
realización alternativa 240' difiere de la forma de realización
preferida 240 principalmente en el modo en que al menos una tela
230' (comparar con 230) se envuelve alrededor de los talones 224a,
224b.
La llanta 211 tiene la misma forma general que
la llanta estándar 111, incluyendo los asientos del talón formados
de la misma manera 221a, 221b, y los rebordes formados de la misma
manera 213a, 213b con las partes extendiéndose axialmente 234a,
234b, no obstante la llanta 211 para el neumático 240 de esta
invención tiene una anchura de la llanta Wr' que es generalmente
más amplia que la anchura de la llanta Wr de la llanta estándar
111. Como se detalla a continuación, varias formas de realización de
la presente invención pueden también requerir diámetros de la
llanta Dr' que son diferentes del diámetro Dr de la llanta estándar
111.
El neumático 240' tiene un área de la banda de
rodadura 212 que comprende una banda de rodadura que contacta con
el suelo 214 que tiene dos soportes de la banda de rodadura 216a,
216b y una estructura de cinturón circunferencial 218 localizada
radialmente hacia el interior de la banda de rodadura 214. El
neumático 240 tiene dos áreas del talón 220a', 220b', cada área del
talón teniendo un talón 224a, 224b, una base del talón 222a, 222b
finalizando en un dedo del talón 223a, 223b que está axialmente y
radialmente hacia el interior del talón 224a, 224b, y un refuerzo
interior elastomérico 241a', 241b' radialmente hacia afuera del
talón 224a, 224b. Algunos elementos opcionales del área del talón
220a', 220b' no están mostrados, pero pueden incluir tales
elementos comunes como tiras de fijación, astillas, y lengüetas. Las
paredes laterales elastoméricas 226a, 226b se extienden radialmente
hacia afuera de las áreas del talón 220a', 220b' respectivamente,
hasta los soportes de la banda de rodadura 216a, 216b
respectivamente. El neumático 240' tiene una estructura de la
carcasa 228' que comprende una pared interior 231, y al menos una
tela reforzada con cables elastoméricos 230' que se extiende
radialmente hacia afuera desde cada área del talón 220a', 220b' a
través de las paredes laterales 226a, 226b respectivamente, y
atravesando el área de la banda de rodadura 212 radialmente hacia
el interior de la estructura de cinturón 218. Desde la pared
lateral 226a, 226b, la tela 230' se extiende radialmente hacia el
interior alrededor del talón 224a, 224b, pasando primero axialmente
hacia afuera del talón 224a, 224b, luego pasando radialmente hacia
el interior del talón 224a, 224b, luego pasando axialmente hacia el
interior del talón 224a, 224b, y finalmente extendiéndose
radialmente hacia afuera hasta una extremidad doblada 232a', 232b'
localizada axialmente hacia afuera de la parte principal de la tela
230' y radialmente hacia afuera del talón 224a, 224b. Las áreas del
talón 220a', 220b' están formadas para ser compatibles con el
asiento del talón 221a, 221b formado de forma convencional y las
partes del reborde 213a, 213b de la llanta 211, que incluyen una
parte 234a, 234b que se extiende axialmente de cada reborde de la
llanta 213a, 213b. Un protector del reborde de la llanta opcional
242a, 242b puede ser proporcionado en una o ambas paredes laterales
226a, 226b cerca de las áreas del talón 220a', 220b' del neumático
240', el protector del reborde de la llanta 242a, 242b que comprende
una proyección preferiblemente continua circunferencial
elastomérica que se extiende axialmente hacia afuera desde cada
área del talón/pared lateral 220a'/226a, 220b'/226b de ese modo
extendiéndose radialmente hacia afuera del reborde de la llanta
213a, 213b, y axialmente hacia afuera hasta al menos el borde más
externo de la parte que se extiende axialmente 234a, 234b de cada
reborde 213a, 213b de la llanta 211 formada de forma
convencional.
Las características importantes de la forma de
realización alternativa 240' de la presente invención conciernen a
la línea de la tela y a la posición relativa de cualquier material
de refuerzo elastomérico en el área del talón y área de la pared
lateral, y también concierne la posición relativa de las
extremidades del reborde de la tela 232a', 232b'. Las
características están ilustradas en la figura 2B que muestra ambos
lados del neumático 240' en perfil parcial, y en la figura 5B
mostrando detalles de un perfil del área del talón derecho 220b' y
partes cercanas de la pared lateral 226b y llanta 211. Es una
característica de la presente invención el hecho de que, en un
neumático 240' montado e inflado de forma adecuada, al menos una
tela 230' tenga una línea de la tela 562 que se extiende
radialmente hacia afuera del talón 224a, 224b con un ángulo
\varphi de aproximadamente 80º hasta aproximadamente 100º. Al
menos una tela 230' se extiende a través de la pared lateral 226a,
226b hasta el saliente de la banda de rodadura 216a, 216b con una
curvatura generalmente continua de modo que la anchura del
neumático máxima (donde se mide la anchura de la sección SW) está
cerca radialmente del talón 224a, 224b, preferiblemente
inmediatamente radialmente hacia afuera del reborde 213a, 213b. Como
está ilustrado en la figura 5B, el 4) es medido entre la línea de
la tela 562 y una línea axial A, y el ángulo se abre axial y
radialmente hacia afuera. Como en la forma de realización preferida
240, para conseguir esta línea de la tela inventiva, no hay ningún
ápice central (comparar con el ápice central 125a, 125b en la
figura 1). Por el contrario con el neumático 240 de la forma de
realización preferida, el neumático 240' de la forma de realización
alternativa de la invención utiliza un doblez de la tela vuelto del
revés para contribuir a una colocación adecuada de la tela 230' y
de la línea de la tela 562. Nuevamente, los detalles de la
ubicación de la línea de la tela según la presente invención han
sido discutidos anteriormente con respecto a la descripción de las
Figuras 4A y 4B. Así, la parte principal de la tela 230' se
extiende con una línea de la tela sustancialmente recta 562
radialmente hacia el interior a través de cada pared lateral 226a,
226b cerca del exterior de la pared lateral 226a, 226b, y pasa
axialmente hacia afuera del talón 224a, 224b, y luego se envuelve
alrededor del talón 224a, 224b hasta la extremidad del doblez de la
tela 232a', 232b' que es axialmente interior a la parte principal de
la tela 230' y sustancialmente paralela y adyacente a la parte
principal de la tela 230'. Para sostener la tela 230' en posición
en el área del talón 220a', 220b', el área del talón y al menos una
parte del área de la pared lateral radial externa del talón 224a,
224b y entre la extremidad del doblez de la tela 232a', 232b' y la
pared de la carcasa interior 231 está al menos parcialmente relleno
de un refuerzo elastomérico, es decir, elemento del refuerzo 241a',
241b'. Si, como se muestra en la figura 2B, el refuerzo interior
241a', 241b' se extiende radialmente hacia afuera más allá de la
extremidad del doblez de la tela 232a', 232b', luego el refuerzo
interior 241a', 241b' también se extiende entre la tela 230' y la
pared de la carcasa interior 231. En la forma de realización
preferida, el neumático inventivo 240' tiene aproximadamente la
misma anchura de sección SW que la anchura de sección SW del
neumático de la técnica anterior 110. Esto puede ser conseguido
aumentando la anchura de la llanta a una 1 dimensión nueva Wr' que
es de manera adecuada mayor que la anchura de la llanta Wr del
neumático de la técnica anterior 110. El refuerzo interior 241a',
241b' es un material polimérico seleccionado del grupo que comprende
plásticos termoendurecibles, elastómeros termoplástico y
termoplásticos. Para un elastómero típico, el material tiene un
módulo de aproximadamente 3-300 Mpa. El elemento de
refuerzo puede incorporar fibras aleatorias o por el contrario
alineadas, tales como aramida, nilón, rayón, poliéster, de varias
longitudes, o por la adición de materiales de relleno, tales como
polietileno, celulosa, elegidos para ajustar las propiedades de
rigidez. Aunque la pared lateral del neumático 226a, 226b cerca de
las áreas del talón 220a', 220b' es sustancialmente recta (en un
neumático montado e inflado), el refuerzo interior 241a, 241b está
formado preferiblemente para producir una superficie interior
uniformemente curvada 231, de ese modo promoviendo flujos normales
de elastómero durante el proceso de vulcanización del
neumático.
Aparte de la anchura de la llanta más grande
Wr', la llanta 211 para ser usada para el neumático inventivo 240'
está formada de forma convencional, sustancialmente igual que la
llanta 111 de la técnica anterior, y está actualmente disponible
comercialmente. La llanta 211 formada de forma convencional tiene
un ángulo \alpha del asiento del talón de la llanta de
aproximadamente 0º hasta aproximadamente 15º pero más frecuentemente
aproximadamente 5º, donde el ángulo se abre axial y radialmente
hacia afuera y está formado entre una línea del asiento del talón
de la llanta 560 y una línea axial A. La llanta 211 formada de
forma convencional también tiene un ángulo \gamma del reborde de
la llanta de aproximadamente 0º hasta aproximadamente 15º pero más
frecuentemente aproximadamente 0º, donde el ángulo se abre axial y
radialmente hacia afuera y está formada entre una línea del reborde
de la llanta 564 y una línea radial R. La línea del reborde de la
llanta 564 es tangente a una parte plana de la superficie interna
del reborde 213a, 213b inmediatamente después de que una esquina
del "tacón" redondeada una al asiento del talón de la llanta
221a, 221b con el reborde 213a, 213b. El material elastomérico y
cualquier elemento del área del talón opcional 220a', 220b' o pared
lateral 226a, 226b tales como tiras de fijación, astillas,
lengüetas e insertos de la pared lateral (no mostrados) están
formados de manera adecuada de modo que la base del talón 222a,
222b aproximadamente proporcione a la llanta 211, al asiento del
talón 221a, 221b y al reborde 213a, 213b los ángulos y dimensiones
manteniendo a la vez la línea de la tela 562 de la presente
invención como se ha descrito anteriormente.
Una variación de la construcción del doblez de
la tela vuelto del revés y del refuerzo del neumático 240' forma
una segunda forma de realización alternativa 240'' de la presente
invención, y está ilustrada en la figura 5C. Las características
ilustradas en la figura 5C son aquellas vistas en un perfil de una
parte derecha del neumático 240'' incluyendo el área del talón y las
partes cercanas de la pared lateral y la llanta. Debe ser entendido
que la parte izquierda correspondiente (no mostrada) del neumático
240'' es sustancialmente una imagen del espejo de la parte derecha
del neumático 240'' que está ilustrada en la figura 5C y descrita a
continuación. Comparando la figura 5C con las Figuras 1 y 5B, se
puede observar que la diferencia principal para la segunda forma de
realización del neumático alterno 240'' está en la posición
relativa de la extremidad del doblez de la tela vuelta del revés
232b'' (comparar con 232b') y de los elementos circundantes 525b,
344b (comparar con 125b, 241b').
La llanta 211 en la figura 5C es generalmente la
misma que la llanta 211 ilustrada en las Figuras 5A y 5B,
incluyendo los asientos del talón 221a, 221b formados de la misma
manera, y los rebordes 213a, 213b formados de la misma manera, con
las partes 234a, 234b extendiéndose axialmente.
La parte ilustrada del neumático 240'' tiene un
área del talón 220b'' que tiene un talón de cable metálico 224b,
una base del talón 222b que termina en un dedo del talón 223b que
está axial y radialmente hacia el interior del talón 224b, y un
refuerzo central 525b radialmente hacia afuera del talón 224b.
Algunos elementos opcionales del área del talón 220b'' no están
mostrados, pero pueden incluir elementos comunes tales como tiras
de fijación, astillas, y lengüetas. Una pared lateral elastomérica
226b se extiende radialmente hacia afuera desde el área del talón
220b''. El neumático 240'' tiene una estructura de la carcasa 228''
que comprende una pared interior 231, y al menos una tela
elastomérica reforzada con cables 230'' que se extiende radialmente
hacia afuera desde el área del talón 220b'' y a través de la pared
lateral 226b. Desde la pared lateral 226b, la tela 230'' se
extiende radialmente hacia el interior alrededor del talón 224b,
pasando primero axialmente hacia afuera del talón 224b, luego
pasando radialmente hacia el interior del talón 224b, luego pasando
axialmente hacia el interior del talón 224b, y finalmente
extendiéndose radialmente hacia afuera hasta una extremidad doblada
232b'' localizada axialmente hacia el interior de la parte
principal de la tela 230'' y radialmente hacia afuera del talón
224b. El área del talón 220b'' está formada para ser compatible con
el asiento del talón formado de forma convencional 221b y las
partes del reborde 213b de la llanta 211, incluyendo una parte que
se extiende axialmente 234b de cada reborde de la llanta 213b.
Unas características importantes de la segunda
forma de realización alternativa 240'' de la presente invención
concierne a la línea de la tela y a la posición relativa de
cualquier material elastomérico refuerzo en el área del talón y en
el área de la pared lateral, y también concierne la posición
relativa de las extremidades del doblez de la tela. Las
características están ilustradas en la figura 5C que muestra
detalles de una sección transversal del área del talón derecho
220b'' y de las partes cercanas de la pared lateral 226b y la llanta
211. Es una característica de la presente invención que, en un
neumático adecuado montado e inflado 240'', al menos una tela 230''
tenga una línea de la tela 562 que se extienda radialmente hacia
afuera del talón 224b a un ángulo \phi de aproximadamente 80º
hasta aproximadamente 100º e incorporando limitaciones a la parte
de la corona como se ha descrito antes con respecto a las Figuras
4A y 4B. Al menos una tela 230'' se extiende a través de la pared
lateral 226b con una curvatura generalmente continua de modo que la
anchura del neumático máxima (donde la anchura de la sección SW es
medida) es radial cerca del talón 224b, preferiblemente justo
radialmente hacia afuera del reborde 213b. Como está ilustrado en
la figura 5C, el ángulo \varphi es medido entre la línea de la
tela 562 y una línea axial A, y el ángulo se abre axial y
radialmente hacia afuera. Puesto que la segunda forma de realización
alternativa de la invención 240'' utiliza un doblez de la tela que
está vuelto del revés de forma no convencional para posicionar la
extremidad del doblez de la tela 232b'' axialmente en el interior
con respecto a la parte principal de la tela 230'', la línea de la
tela inventiva 562 puede ser conseguida a pesar de la posición de
la extremidad del doblez de la tela vuelta del revés 232b''. Por el
contrario con la forma de realización alternativa de la invención
240', la segunda forma de realización alternativa 240'' utiliza un
refuerzo central 525b colocado entre la parte principal de la tela
230'' y la parte del doblez vuelta del revés de la tela 230'' que
termina en la extremidad del doblez de la tela vuelta del revés
232b''. Dependiendo del contorno de la pared de la carcasa interior
231, puede haber una necesidad adicional de material de relleno o de
refuerzo elastomérico (es decir, un ápice interior 344b) en la
región entre la extremidad del doblez de la tela 232b'' y la pared
de la carcasa interior 231. Si, como se muestra en figura 5C, el
refuerzo interior 344b se extiende radialmente hacia afuera más
allá de la extremidad del doblez de la tela 232b'', entonces el
refuerzo interior 344b también se extiende entre la tela 230'' y la
pared de la carcasa interior 231. El refuerzo central 525b y el
refuerzo interior 344b comprenden un material elastomérico, tal
como un material polimérico seleccionado del grupo que comprende
plásticos termoendurecibles, elastómeros termoplásticos y
termoplásticos. Para un elastómero típico, el material tiene un
módulo de aproximadamente 3-300 Mpa. El elemento de
refuerzo puede incorporar fibras aleatorias o por el contrario
alineadas, tales como aramida, nilón, rayón, poliéster, de varias
longitudes, o por la adición de materiales de relleno, tales como
polietileno, celulosa, elegidos para ajustar las propiedades de
rigidez. Aunque la pared lateral del neumático 226b cerca del área
del talón 220b'' es sustancialmente recta (en un neumático montado e
inflado), el elemento de refuerzo 344b está formado preferiblemente
para producir una superficie interior uniformemente curvada 231, de
ese modo promoviendo flujos normales de elastómero durante el
proceso de vulcanización del neumático.
Aparte de la anchura de la llanta Wr' superior,
la llanta 211 para ser usada para el neumático inventivo 240'' está
formada de forma convencional, sustancialmente igual que la llanta
111 de la técnica anterior, y está actualmente disponible
comercialmente. La llanta formada de forma convencional 211 tiene
un ángulo \alpha del asiento del talón de la llanta de
aproximadamente 0º hasta aproximadamente 15º pero más frecuentemente
aproximadamente 5º, donde el ángulo \alpha se abre axial y
radialmente hacia afuera y está formado entre una línea del asiento
del talón de la llanta 560 y una línea axial A. La llanta formada
de forma convencional 211 también tiene un ángulo \gamma del
reborde de la llanta de aproximadamente 0º hasta aproximadamente
15º pero más frecuentemente aproximadamente 0º, donde el ángulo
\gamma se abre axial y radialmente hacia afuera y está formado
entre un reborde de la línea de la llanta 564 y una línea radial R.
El reborde de la línea de la llanta 564 es tangente a una parte
plana de la superficie interna del reborde 213a, 213b
inmediatamente después de que una esquina del "tacón"
redondeada una al asiento del talón de la llanta 221a, 221b con el
reborde 213a, 213b. El material elastomérico y cualquier elemento
del área del talón opcional 220b'' o de la pared lateral 226b tales
como tiras de fijación, astillas, lengüetas e insertos de la pared
lateral (no mostrados) están formados de manera adecuada de modo
que la base del talón 222b aproximadamente proporcione a la llanta
211 al asiento del talón 221a, 221b y al reborde 213a, 213b ángulos
y dimensiones manteniéndose a la vez la línea de la tela 562 de la
presente invención como se ha descrito anteriormente.
Otra forma de realización alternativa de la
presente invención incluye la incorporación de la tecnología de
movilidad extendida (EMT) también conocida como tecnología
autoportante - es decir, un neumático diseñado para funcionar de
forma aceptable a una velocidad y kilometraje limitados del vehículo
después de que el neumático EMT haya perdido la mayoría o toda su
presión de inflado ("en plano"). Una pared lateral particular
y diseño del soporte de la banda de rodadura están presentados a
continuación como unos medios de ilustración de una forma de
realización preferida de EMT de la presente invención, pero la
invención no está limitada a esta forma de realización
particular.
Haciendo referencia ahora a la figura 6, una
forma de realización preferida de EMT de la presente invención está
ilustrada como una sección transversal parcial de un neumático 650
montado sobre una llanta formada de forma convencional 611. La
llanta 611 tiene la misma forma general que la llanta estándar 111
(también 211), incluyendo los asientos del talón formados de la
misma manera 621a, 621b, y los rebordes 613a, 613b formados de la
misma manera con partes extendiéndose axialmente 634a, 634b, no
obstante la llanta 611 para el neumático 650 de esta invención
tiene una anchura de la llanta Wr' de aproximadamente 1 a 3
pulgadas (25.4-76.2 mm) mayor que la anchura Wr de
la llanta estándar 111. Como se ha detallado anteriormente, varias
formas de realización de la presente invención pueden también
requerir diámetros de la llanta Dr'' que sean diferentes del
diámetro Dr de la llanta estándar 111.
El neumático 650 tiene un área de la banda de
rodadura 612 que comprende una banda de rodadura que contacta con
el suelo 614 que tiene dos soportes de la banda de rodadura 616a,
616b y una estructura de cinturón circunferencial 618 localizada
radialmente hacia el interior de la banda de rodadura 614. Los
soportes de la banda de rodadura 616a, 616b están opcionalmente un
poco extendidos axialmente hacia afuera como se muestra, para
realzar el rendimiento del neumático EMT 650 mientras que funciona a
presiones de inflado de bajas a nulas, es decir rodaje en plano. El
neumático 650 tiene dos áreas del talón 620a, 620b, cada área del
talón teniendo un talón del cable 624a, 624b, una base del talón
622a, 622b que termina en un dedo del talón 623a, 623b que está
axial y radialmente hacia el interior del talón 624a, 624b, y un
refuerzo interior 652a, 652b radialmente hacia afuera del talón
624a, 624b. Algunos elementos opcionales del área del talón 620a,
620b no están mostrados, pero pueden incluir elementos comunes
tales como tiras de fijación, astillas, y lengüetas. Las paredes
laterales elastoméricas 626a, 626b se extienden radialmente hacia
afuera desde las áreas del talón 620a, 620b respectivamente, hasta
los soportes de la banda de rodadura 616a, 616b respectivamente. El
neumático 650 tiene una estructura de la carcasa 628 que comprende
una pared interior 631, y al menos una tela reforzada con cables
elastoméricos 630 que se extienden radialmente hacia afuera desde
cada área del talón 620a, 620b a través de las paredes laterales
626a, 626b respectivamente, y atravesando el área de la banda de
rodadura 612 radialmente hacia el interior de la estructura del
cinturón 618. Desde la pared lateral 626a, 626b, la tela 630 se
extiende radialmente hacia el interior alrededor del talón 624a,
624b, pasando primero axialmente hacia el interior del talón 624a,
624b, luego pasando radialmente hacia el interior del talón 624a,
624b, luego pasando axialmente hacia afuera del talón 624a, 624b, y
finalmente extendiéndose radialmente hacia afuera hasta una
extremidad doblada 632a, 632b localizada axialmente hacia afuera de
la parte principal de la tela 630 y radialmente hacia afuera del
talón 624a, 624b. Las áreas del talón 620a, 620b están formadas
para ser compatibles con el asiento del talón formado de forma
convencional 621a, 621b y las partes del reborde 613a, 613b de la
llanta 611, incluyendo una parte que se extiende axialmente 634a,
634b de cada reborde de la llanta 613a, 613b. Un protector 642a,
642b del reborde de la llanta opcional puede ser proporcionado en
una o ambas paredes laterales 626a, 626b cerca de las áreas del
talón 620a, 620b del neumático 650, el protector 642a, 642b del
reborde de la llanta comprendiendo una proyección elastomérica
circunferencial preferiblemente continua que se extiende axialmente
hacia afuera desde cada área del talón/pared lateral 620a/626a,
620b/626b de ese modo extendiéndose radialmente hacia afuera del
reborde de la llanta 613a, 613b, y axialmente hacia afuera hasta al
menos el borde extremo de la parte que se extiende axialmente 634a,
634b de cada reborde de la llanta 613a, 613b de la llanta 611
formada de forma convencional.
Las características importantes de la presente
invención conciernen a la línea de la tela y a la posición relativa
de cualquier ápice o material de refuerzo elastomérico en el área
del talón y área de la pared lateral. Las características están
ilustradas en la forma de realización de EMT 650 en la figura 6
mostrando ambos lados del neumático 650 en sección transversal, y en
la figura 5A mostrando detalles de un perfil del área del talón
derecho 220b y partes cercanas de la pared lateral 226b y la llanta
211. Es una característica de la presente invención que, en un
neumático 650 montado e inflado de forma adecuada, al menos una
tela 630 tenga una línea de la tela 662 que se extienda radialmente
hacia afuera del talón 624a, 624b hasta un ángulo \varphi de
aproximadamente 80º hasta aproximadamente 100º. Como se ha explicado
anteriormente, la ubicación de la línea de la tela según la
presente invención está definida con respecto a la descripción de
las Figuras 4A y 4B. Al menos una tela 630 que se extiende a través
de la pared lateral 626a, 626b hasta el soporte de la banda de
rodadura 616a, 616b con una curvatura generalmente continua de modo
que la anchura del neumático máxima (donde se mide la anchura de la
sección SW'') sea radial cerca del talón 624a, 624b,
preferiblemente justo radialmente hacia afuera del reborde 613a,
613b. Como está ilustrado en la figura 5A, el ángulo \varphi está
medido entre la línea de la tela 562 y una línea axial A, y el
ángulo \varphi se abre axial y radialmente hacia afuera. Para
conseguir que esta línea de la tela inventiva con una extremidad
doblada 632a, 632b de la tela axialmente hacia afuera, no hay
ningún ápice central (comparar con el ápice central 125a, 125b en
la figura 1). Así la parte principal de la tela 630 está muy
envuelta alrededor del talón 624a, 624b y está colocada cerca del
exterior de la pared lateral 626a, 626b, y está sustancialmente
paralela y adyacente a la extremidad del doblez de la tela 632a,
632b. Para sostener la tela 630 en posición en el área del talón
620a, 620b, el área del talón y al menos una parte del área de la
pared lateral radial externa del talón 624a, 624b y entre la tela
630 y la pared de la carcasa interior 631 está rellena al menos
parcialmente de un refuerzo elastomérico 652a, 652b.
Una función añadida del elemento de refuerzo
652a, 652b en un neumático EMT es proporcionar soporte para el
neumático cargado 650 cuando está rodando en plano. Para el uso en
rodaje en plano, el elemento de refuerzo interior 652a, 652b está
preferiblemente hecho de material elastomérico diseñado para
fortalecer las paredes laterales 626a, 626b del neumático EMT 650,
especialmente durante el rodaje en plano o rodaje de movilidad
extendida. El material elastomérico a partir del cual están hechos
los refuerzos internos 652a, 652b tiene preferiblemente histéresis
baja con un rebote caliente en la gama de aproximadamente 70 a
aproximadamente 90 y preferiblemente aproximadamente 80 a
aproximadamente 90, para inhibir la acumulación de calor durante la
operación de inflado normal y, especialmente, durante la operación
de rodaje en plano cuando la flexión del ápice/refuerzos 652a, 652b
es más grande. Si el rebote caliente fuera inferior a 55, el
material tendría una tendencia a quemarse durante la operación de
rodaje en plano. El material elastomérico tiene una dureza Shore A
de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 80, un módulo de
aproximadamente 5 hasta aproximadamente 9 Mpa y un rebote caliente
(100E C) de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 90. No
obstante, es reconocido por el inventor que el material
elastomérico a partir del cual están hechos los refuerzos 652a, 652b
puede tener sus propiedades ajustadas y controladas adicionalmente
mediante la incorporación de fibras aleatorias o por el contrario
alineadas, tales como aramida, nilón, rayón, poliéster, de varias
longitudes, o por la adición de materiales de relleno, tal como
polietileno, o celulosa, elegidos para ajustar las propiedades de
rigidez.
Aunque la pared lateral del neumático 626a, 626b
cerca del área del talón 620b es sustancialmente recta (en un
neumático montado e inflado), el soporte interior 652a, 652b está
preferiblemente formado para producir una superficie interior
uniformemente curvada 631, de ese modo promoviendo flujos normales
de elastómero durante el proceso de vulcanización del neumático.
Otras características de la forma del soporte interior 652a, 652b
así como del resto de la estructura de la carcasa del neumático 628
están opcionalmente determinadas según los requisitos de un
neumático de movilidad extendida, y no son el tema de la presente
invención.
En la forma de realización preferida de EMT, el
neumático inventivo 650 tiene aproximadamente la misma anchura de
la sección SW' que la anchura de la sección SW del neumático de la
técnica anterior 110. Esto puede ser conseguido aumentando la
anchura de la llanta hasta una dimensión nueva Wr'' que es de
manera adecuada mayor que la anchura de la llanta Wr del neumático
de la técnica anterior 110. Aparte de la anchura de la llanta más
amplia Wr'', la llanta 611 para ser usada para el neumático
inventivo 650 está formada de forma convencional, sustancialmente
igual que la llanta 111 de la técnica anterior, y está actualmente
disponible comercialmente. La llanta formada de forma convencional
611 tiene un ángulo \alpha del asiento del talón de la llanta de
aproximadamente 0º hasta aproximadamente 15º pero más
frecuentemente aproximadamente 5º, donde el ángulo \alpha se abre
axial y radialmente hacia afuera y está formado entre un talón de
la línea del asiento de la llanta 560 y una línea axial A. La
llanta formada de forma convencional 611 también tiene un ángulo
\gamma del reborde de la llanta de aproximadamente 0º hasta
aproximadamente 15º pero más frecuentemente aproximadamente 0º,
donde el ángulo \gamma se abre axial y radialmente hacia afuera y
está formado entre un reborde de la línea de la llanta 564 y una
línea radial R. El reborde de la línea de la llanta 564 es tangente
a una parte plana de la superficie interna del reborde 613a, 613b
inmediatamente después de una esquina del "tacón" redondeada
que une al asiento del talón de la llanta 621a, 621b con el reborde
613a, 613b. El material elastomérico y cualquier elemento del área
del talón opcional 620a, 20b o de la pared lateral 626a, 626b tales
como tiras de fijación, astillas, lengüetas e insertos de la pared
lateral (no mostrados) están formados de manera adecuada de modo
que la base del talón 622a, 622b aproximadamente proporcione a la
llanta 611, al asiento del talón 621a, 621b y al reborde 613a, 613b
ángulos y dimensiones manteniéndose a la vez la línea de la tela 562
de la presente invención como se ha descrito anteriormente con
referencia a las Figuras 4A y 4B.
El neumático 650 de la presente invención es,
por ejemplo, una versión EMT de un neumático P205/40R18 del diseño
inventivo y la llanta 611 es, por ejemplo, una llanta 8.0J18H2
formada de forma convencional y comercialmente disponible donde
"J" se refiere a la forma de los rebordes 613a, 613b, y
"H2" se refiere a la forma del resto de la llanta 611. El
neumático ejemplar 650 y la llanta 611 están considerados repuestos
adecuados para el neumático ejemplar P205/55R16 110 y la llanta
6.5J15H2 111 de la técnica anterior. El neumático 650 tiene un
diámetro exterior de aproximadamente 24.8 pulgadas (630 mm) que es
comparable con el diámetro exterior del neumático ejemplar
P205/55R16 110 de la técnica anterior. Las medidas del neumático
ejemplar inventivo P205/40R18 650 y de la llanta correspondiente
ejemplar 8.0J18H2 611 comercial son aproximadamente las siguientes:
la anchura de la llanta (Wr'') es de 8.0 pulgadas (203 mm); el
diámetro de la llanta (Dr'') es de 18 pulgadas (462 mm); la anchura
de sección (SW'') es de 8.07 pulgadas (205 mm) que es igual que la
anchura de la sección (SW) del neumático ejemplar P205/55R16 110;
la altura de la sección (SH) es de 3.40 pulgadas (86 mm). La
relación de aspecto se calcula a 100(86/205) = 42 o
aproximadamente 40%. Debido al diseño inventivo, la capacidad de
transporte de la carga LCC es aproximadamente de 615 kg que es
igual a la del neumático P205/55R16 110 que está siendo sustituido,
y que es una mejora sobre una LCC de aproximadamente 487 kg (índice
de carga LI = 83) para un P205/40R18 típico de la técnica
anterior.
Claims (13)
1. Neumático (240, 240, 650) que tiene un área
de la banda de rodadura (212, 612), una estructura de la carcasa
(228, 228', 228'', 628) incluyendo dos áreas del talón (220a, 220b,
220a', 220b', 220b'', 620a, 620b) cada una comprendiendo un núcleo
del talón (224a, 224b, 424a, 424b, 624a, 624b), al menos una tela
reforzada con cables elastoméricos (230, 230', 230'', 430, 630) que
se extiende entre las dos áreas del talón, y dos paredes laterales
(226a, 226b, 626a, 626b) que se extienden entre el área de la banda
de rodadura y cada área del talón; donde el neumático tiene
además:
- una anchura de la sección (SW) definida por una línea L1 y una línea L2 dispuestas ortogonalmente a un eje de rotación (Ar) del neumático y localizadas en una superficie exterior de cada pared lateral;
- una línea de la tela que sigue la trayectoria meridional de una tela de la al menos una tela más externa radial y axialmente;
- unos puntos P1, P2 en la línea de la tela estando localizados donde la línea de la tela está axialmente exterior a uno de los núcleos del talón y simultáneamente a una distancia mínima radial dp1, dp2, respectivamente, desde el eje de rotación (Ar);
- unas líneas M1 y M2 cada una paralela a, y axialmente hacia el interior de, las líneas L1 y L2, respectivamente, y pasando a través de los puntos P1 y P2, respectivamente;
- una primera distancia (d_{1}, d_{2}) de 1 mm a 5 mm que es el espaciamiento desde la línea L1 hasta la línea M1 y desde la línea L2 hasta la línea M2;
- limitando las distancias radiales r1 y r2 desde el eje de rotación (Ar) que excede las distancias dp_{1} y dp_{2}, respectivamente, por un valor del 30% al 70% de una altura de la sección (SH) del neumático, donde la altura de la sección (SH) está definida como la mitad de la diferencia entre un diámetro exterior del neumático y un diámetro nominal de la llanta para el neumático; y
- la línea de la tela que se extiende radialmente hacia afuera en cada pared lateral hasta la distancia de limitación radial r1, r2 sin desviarse axialmente de las líneas M1, M2, respectivamente, de más de una segunda distancia (d_{3}, d_{4}) de 0 mm a 5 mm.
2. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que las líneas M1 y M2 están
distanciadas por una primera distancia (d_{1}, d_{2}) de 2 mm a
4 mm de las líneas L1 y L2, respectivamente.
3. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la línea de la tela se
extiende radialmente hacia afuera en cada pared lateral hasta la
distancia de limitación radial r1, r2 sin desviarse axialmente de
las líneas M1, M2, respectivamente, por más de una segunda
distancia (d_{3}, d_{4}) de 0 mm a 3 mm.
4. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la línea de la tela (PL,
PL') en las paredes laterales se extiende radialmente hacia afuera
desde cada núcleo del talón hasta un ángulo \phi en la dirección
axial (A); y en cada pared lateral, el ángulo \phi de la línea de
la tela en las paredes laterales se abre radialmente hacia afuera y
está en la gama de 80 grados a 100 grados.
5. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que cada área del talón tiene
una forma en sección transversal que es sustancialmente plana a
través de la base del talón que tiene una línea del asiento del
talón de la llanta que forma un ángulo \alpha con la dirección
axial donde el ángulo \alpha se abre axial y radialmente hacia
afuera y está en la gama de 0 a 20 grados; y cada área del talón
tiene una forma en sección transversal que es sustancialmente plana
a lo largo de una línea del reborde de la llanta formando un ángulo
\alpha con la dirección radial, donde el ángulo se abre axial y
radialmente hacia afuera y está en la gama de 0 a 15 grados.
6. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que al menos una tela se
extiende con una curvatura generalmente continua a través de cada
pared lateral a través de un saliente de la banda de rodadura, de
manera que la anchura de la sección del neumático está localizada
justo radialmente hacia afuera de un reborde en una llanta usada
para montar el neumático.
7. Neumático según la reivindicación 1, donde
una parte principal de la al menos una tela se extiende a través de
cada pared lateral hasta el núcleo del talón, donde al menos una
tela está envuelta alrededor del núcleo del talón, pasando
radialmente hacia el interior del núcleo del talón, y tiene una
extremidad doblada localizada sustancialmente en paralelo y
adyacente a la parte principal de la al menos una tela radialmente
hacia afuera del núcleo del talón; y donde el área del talón y al
menos una parte de la pared lateral radialmente hacia afuera del
núcleo del talón, y entre la al menos una tela y una pared interna
de la carcasa, está al menos parcialmente rellena con un
refuerzo
elastomérico.
elastomérico.
\newpage
8. Neumático según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que el refuerzo elastomérico
(652a, 652b) está hecho de material elastomérico para reforzar las
paredes laterales (626a, 626b) de un neumático de movilidad
extendida (650) durante el rodaje de movilidad extendida mientras
que se desinfla.
9. Neumático según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que el refuerzo elastomérico
está formado para producir una superficie interior curvada
uniformemente.
10. Neumático según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que la extremidad doblada de
la al menos una tela está axialmente hacia afuera de la parte
principal de la al menos una tela.
11. Método para aumentar la capacidad de
transporte de la carga para un neumático que tiene un área de la
banda de rodadura, una estructura de la carcasa que incluye dos
áreas del talón cada una comprendiendo un núcleo del talón, al
menos una tela reforzada con cables elastoméricos que se extienden
entre las dos áreas del talón, y dos paredes laterales, una pared
lateral extendiéndose entre el área de la banda de rodadura y cada
área del talón; dicho método caracterizado por las etapas
de:
- definir las líneas L1 y L2 que corresponden a los límites axialmente externos de una anchura de la sección para el neumático, las líneas L1, L2 estando dispuestas ortogonalmente a un eje de rotación del neumático y localizadas en una superficie exterior de cada pared lateral, a excepción de las decoraciones y de las nervaduras o barras protectoras de las paredes laterales;
- definir una línea de la tela que siga la trayectoria meridional de la al menos una tela radial y axialmente más externa;
- definir los puntos P1, P2 en la línea de la tela, estando localizados allí donde la línea de la tela está axialmente exterior a uno de los núcleos del talón y simultáneamente a una distancia mínima radial dp1, dp2, respectivamente, del eje de rotación;
- definir las líneas M1 y M2 cada una paralela a, y axialmente hacia el interior de, las líneas L1 y L2, respectivamente, y pasando a través de los puntos P1 y P2, respectivamente;
- construir el neumático de manera que una primera distancia (d_{1}, d_{2}) de la línea L1 a la línea M1, y de la línea L2 a la línea M2, esté restringida a una magnitud de 1 mm a 5 mm;
- definir las distancias radiales limítrofes r1 y r2 del eje de rotación, de manera que las distancias radiales limítrofes r1 y r2 excedan las distancias radiales dp1 y dp2, respectivamente, por un valor del 30% al 70% de una altura de la sección SH del neumático, donde la altura de la sección SH está definida como la mitad de la diferencia entre un diámetro exterior del neumático y un diámetro nominal de la llanta para el neumático; y
- construir el neumático de manera que la línea de la tela se extienda radialmente hacia afuera en cada pared lateral hasta la distancia radial limítrofe r1, r2 sin desviarse axialmente de las líneas M1, M2, respectivamente, con más de una segunda distancia (d_{3}, d_{4}) de 0 mm a 5 mm.
12. Método según la reivindicación 11, además
caracterizado por la fase de construcción del neumático sin
un ápice central entre la al menos una tela y una extremidad
doblada de la al menos una tela, de manera que una parte principal
de la al menos una tela se extiende a través de cada pared lateral
hasta el núcleo del talón, después la al menos una tela está
envuelta alrededor del núcleo del talón, pasando radialmente hacia
el interior del talón, y teniendo la extremidad doblada localizada
sustancialmente en paralelo y adyacente a la parte principal de la
al menos una tela radial externa del núcleo del talón.
13. Método según la reivindicación 12, además
caracterizado por la etapa de construir el neumático de
manera que el área del talón y la al menos una parte de la pared
lateral radial externa del núcleo del talón, y entre la al menos
una tela y una pared de la carcasa interior, estén al menos
parcialmente rellenos de un refuerzo elastomérico.
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