ES2272076T3 - Cubierta neumatica radial robusta. - Google Patents
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Abstract
Cubierta radial robusta (1) que es adecuada para vehículos de construcción y comprende una carcasa radial (2) que se extiende toroidalmente entre las de un par de almas de los talones que están embebidas en las respectivas partes que constituyen los talones, un caucho (4) de la banda de rodadura, un cinturón de refuerzo (8) que consta de al menos una capa (6, 7) de hilo oblicuo cauchutado de gran anchura que contiene hilos (6a, 7a) que están dispuestos oblicuamente con respecto al plano ecuatorial (5), y un cinturón de alta resistencia (13) que está situado en la parte del interior con respecto al cinturón de refuerzo en la dirección radial de la cubierta y consta de al menos una capa (11, 12) de hilo oblicuo cauchutado de pequeña anchura que contiene hilos (11a, 12a) que están dispuestos oblicuamente con respecto al plano ecuatorial de la cubierta, estando el cinturón de refuerzo (8) y el cinturón de alta resistencia (13) dispuestos entre la parte (3) que constituye la corona de la carcasaradial (2) y el caucho (4) de la banda de rodadura y siendo de no menos de 10º según medición efectuada en el lado del ángulo agudo el ángulo de intersección entre el hilo (6a) de la capa (6) de hilo oblicuo de gran anchura que como tal capa es la más interior de las que constituyen el cinturón de refuerzo y el hilo (12a) de la capa (12) de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más exterior de las que constituyen el cinturón de alta resistencia, en cuya cubierta radial robusta en la sección a lo ancho de la cubierta cuando la cubierta está montada en una llanta homologada e inflada a la máxima presión de aire que corresponde a la máxima capacidad de carga la capa (11, 12) de hilo oblicuo de pequeña anchura que constituye el cinturón de alta resistencia (13) tiene una anchura que corresponde a un 20-60% de la anchura de la zona del caucho de la banda de rodadura que establece el contacto con el piso y un ángulo de oblicuidad del hilo de no más de 15º con respecto al planoecuatorial de la cubierta; estando dicha cubierta radial robusta caracterizada por el hecho de que una primera capa (14) de caucho está dispuesta entre el hilo (6a) de la capa (6) de hilo oblicuo de gran anchura que como tal capa es la más interior y el hilo (12a) de la capa (12) de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más exterior, y el espesor (t1) del caucho de la primera capa (14) de caucho está situado dentro de una gama de valores de 0, 9-3, 0 veces el diámetro (D) del hilo (11a, 12a) de la capa (11, 12) de hilo oblicuo de pequeña anchura.
Description
Cubierta neumática radial robusta.
Esta invención se refiere a una cubierta
neumática radial robusta que es usada a una elevada presión y bajo
una elevada carga y es adecuada para los vehículos de construcción
que circulan principalmente por carreteras accidentadas, y más en
particular a una cubierta neumática radial robusta que es capaz de
mejorar más la durabilidad de la estructura del cinturón mediante
la disposición de un cinturón de alta resistencia que consta de al
menos una capa de hilo oblicuo de pequeña anchura entre la parte que
constituye la corona de la carcasa radial conocida y el cinturón de
refuerzo conocido para mitigar la acción de la presión que desde la
carcasa radial es aplicada al cinturón de refuerzo al tener lugar
la dilatación de la cubierta al ser ésta inflada a una presión de
aire.
La cubierta radial tiene un cinturón de refuerzo
que consta de capas de hilos oblicuos cauchutados de gran anchura
para reforzar la parte que constituye la banda de rodadura entre la
parte que constituye la corona de la carcasa radial y el caucho de
la banda de rodadura, desarrollando dicho cinturón de refuerzo un
efecto llamado efecto de fleje. Asimismo, el ángulo de oblicuidad
del hilo en cada capa de hilo oblicuo de gran anchura de las que
constituyen el cinturón de refuerzo con respecto al plano ecuatorial
de la cubierta es habitualmente ajustado para que esté situado
dentro de una gama de ángulos de 20-40º para que se
produzca la deformación llamada deformación pantográfica con
respecto a los hilos de la tela de la carcasa radial en la cubierta
que es obtenida como producto al tener lugar el aumento del tamaño
al ser llevado a cabo el paso de formación en el que se efectúa la
vulcanización, para así desarrollar el efecto de refuerzo. Además,
es común que al menos dos capas de entre las capas de hilos
oblicuos de gran anchura sean capas a las que se llama capas de
hilos entrecruzados, y que los hilos de estas capas estén
entrecruzados entre sí con respecto al plano ecuatorial de la
cubierta.
Cuando es aplicada una presión interna a la
cubierta que tiene la susodicha estructura del cinturón a base de
introducir aire a presión, la carcasa radial presenta una tendencia
a aproximarse a un contorno circular en su sección cuando no está
dispuesto un cinturón de refuerzo o no está previsto un
ceñimiento.
Sin embargo, puesto que la cubierta queda ceñida
con el cinturón de refuerzo, la sección de la parte que constituye
la corona en la carcasa radial al ser efectuado el inflamiento a la
presión interna presenta en realidad un radio de curvatura que es
mayor que el radio de curvatura del círculo. Esto es simplemente que
el cinturón de refuerzo reprime la deformación tendente a hacer que
disminuya el radio de curvatura para que éste se aproxime al del
círculo, o sea la deformación que tiende a hacer que aumente el
tamaño en la sección de la cubierta. En particular, al ser aplicada
una fuerza que tiende a incrementar el tamaño de la carcasa es
aplicada una presión a la parte central a lo ancho del cinturón de
refuerzo. Por otro lado, ambas partes extremas a lo ancho del
cinturón de refuerzo presentan una tendencia a separarse de la
carcasa radial hacia el exterior en la dirección radial de la
cubierta. En el caso en el que la cubierta tiene así ambas partes
extremas del cinturón de refuerzo, la durabilidad del cinturón de
la cubierta tiende a empeorar al ser la cubierta repetidamente
sometida a gran deformación durante la rodadura bajo una carga. Esta
tendencia deviene particularmente notable en las cubiertas radiales
robustas que son usadas a una elevada presión interna y bajo una
elevada carga.
En los documentos
JP-B-3-23361 y
JP-B-3-23362 se
describe, por ejemplo, que es útil aplicar al cinturón de refuerzo
un laminado de dos capas de hilos oblicuos de pequeña anchura,
estando los hilos de dichas capas entrecruzados entre sí con
respecto al plano ecuatorial de la cubierta entre la parte que
constituye la corona de la carcasa radial y el cinturón de refuerzo
en calidad de medios para mitigar la acción de la presión que desde
la carcasa radial es aplicada al producirse el incremento del tamaño
de la cubierta al ser efectuado el inflamiento a la presión
interna, y disponer un cinturón de alta resistencia, haciéndose que
el ángulo de oblicuidad de estos hilos laminados con respecto al
plano ecuatorial de la cubierta sea menor que el ángulo de
oblicuidad del hilo de las capas de hilos oblicuos de gran anchura
que constituyen el cinturón de refuerzo con vistas a impedir el
empeoramiento de la durabilidad del cinturón.
Puesto que el cinturón de refuerzo se alarga
debido a la deformación por cizallamiento en la superficie de la
cubierta que como tal superficie es la que establece el contacto con
el piso durante la rodadura bajo una carga debido a sus
propiedades, habitualmente hay una tendencia a crear esfuerzo de
deformación entre las capas de hilos oblicuos de gran anchura que
constituyen el cinturón de refuerzo debido a tal deformación por
cizallamiento y tal alargamiento, siendo así ocasionada avería por
desunión. El presente inventor ha examinado la durabilidad del
cinturón en la cubierta que tiene la estructura del cinturón que se
describe en las publicaciones anteriormente mencionadas y ha
dilucidado que la cubierta que tiene una estructura del cinturón de
este tipo reprime la avería por desunión entre las capas de hilos
oblicuos de gran anchura pero tiende a experimentar fácilmente
avería por desunión entre el cinturón de alta resistencia y el
cinturón de refuerzo, y en particular que cuando es de no menos de
10º la diferencia entre los ángulos de oblicuidad del hilo de la
capa de hilo oblicuo de gran anchura que como tal capa es la más
interior de las que constituyen el cinturón de refuerzo y del hilo
de la capa de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es
la más exterior de las que constituyen el cinturón de alta
resistencia, es probable que sea ocasionada avería por desunión
entre el cinturón de alta resistencia y el cinturón de refuerzo, y
en el peor de los casos puede romperse el hilo de cualquiera de las
capas que son la capa de hilo oblicuo que es la más interior y la
capa de hilo oblicuo que es la más exterior.
A este respecto, el inventor ha hecho además
varios estudios a fin de impedir que se produzca avería por desunión
entre el cinturón de alta resistencia y el cinturón de refuerzo, y
ha descubierto que puede impedirse con eficacia que se produzca
avería por desunión entre el cinturón de alta resistencia y el
cinturón de refuerzo racionalizando el espesor del caucho que está
situado entre el hilo de la capa de hilo oblicuo de gran anchura
que como tal capa es la más interior de las que constituyen el
cinturón de refuerzo y el hilo de la capa de hilo oblicuo de
pequeña anchura que como tal capa es la más exterior de las que
constituyen el cinturón de alta resistencia.
Asimismo, se ha dilucidado que un problema
similar al que se produce entre el cinturón de alta resistencia y
el cinturón de refuerzo puede ser ocasionado incluso entre la capa
de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más
interior de las que constituyen el cinturón de alta resistencia y la
tela de la carcasa. Incluso en este caso, se ha descubierto que
puede impedirse con eficacia que se produzca avería por desunión
entre el cinturón de alta resistencia y la tela de la carcasa
racionalizando el espesor del caucho que está situado entre la capa
de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más
interior de las que constituyen el cinturón de alta resistencia y el
hilo de la tela que constituye la carcasa radial.
Es por consiguiente un objeto de la invención el
de aportar una cubierta radial robusta que sea usada a una elevada
presión y bajo una elevada carga y sea adecuada para vehículos de
construcción que circulan principalmente por carreteras
accidentadas, impidiéndose con eficacia en dicha cubierta radial
robusta que se produzca la avería por desunión que puede ser
ocasionada entre el cinturón de alta resistencia y el cinturón de
refuerzo para así mejorar la durabilidad del cinturón a base de
disponer un cinturón de alta resistencia entre la parte que
constituye la corona de la carcasa radial y el cinturón de refuerzo
y a base de racionalizar el espesor del caucho que está situado
entre el hilo de la capa de hilo oblicuo de pequeña anchura que como
tal capa es la más exterior de las que constituyen el cinturón de
alta resistencia y el hilo de la capa de hilo oblicuo de gran
anchura que como tal capa es la más interior de las que constituyen
el cinturón de refuerzo.
Se llama asimismo la atención acerca de las
descripciones de la EP-A-0698509,
que se ajusta al preámbulo de la reivindicación 1, y de la
EP-A-0701912.
La presente invención aporta una cubierta radial
robusta que es adecuada para vehículos de construcción y comprende
una carcasa radial que se extiende toroidalmente entre las de un par
de almas de los talones que están embebidas en las respectivas
partes que constituyen los talones, un caucho de la banda de
rodadura, un cinturón de refuerzo que consta de al menos una capa
de hilo oblicuo cauchutado de gran anchura que contiene hilos que
están dispuestos oblicuamente con respecto al plano ecuatorial, y un
cinturón de alta resistencia que está situado en la parte del
interior con respecto al cinturón de refuerzo en la dirección radial
de la cubierta y consta de al menos una capa de hilo oblicuo
cauchutado de pequeña anchura que contiene hilos que están
dispuestos oblicuamente con respecto al plano ecuatorial de la
cubierta, estando el cinturón de refuerzo y el cinturón de alta
resistencia dispuestos entre la parte que constituye la corona de la
carcasa radial y el caucho de la banda de rodadura y siendo de no
menos de 10º según medición efectuada en el lado del ángulo agudo
el ángulo de intersección entre el hilo de la capa de hilo oblicuo
de gran anchura que como tal capa es la más interior de las que
constituyen el cinturón de refuerzo y el hilo de la capa de hilo
oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más exterior de
las que constituyen el cinturón de alta resistencia, en cuya
cubierta radial robusta en la sección a lo ancho de la cubierta
cuando la cubierta está montada en una llanta homologada e inflada
a la máxima presión de aire que corresponde a la máxima capacidad de
carga la capa de hilo oblicuo de pequeña anchura que constituye el
cinturón de alta resistencia tiene una anchura que corresponde a un
20-60% de la anchura de la zona del caucho de la
banda de rodadura que establece el contacto con el piso y un ángulo
de oblicuidad del hilo de no más de 15º con respecto al plano
ecuatorial de la cubierta, y una primera capa de caucho está
dispuesta entre el hilo de la capa de hilo oblicuo de gran anchura
que como tal capa es la más interior y el hilo de la capa de hilo
oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más exterior, y
el espesor del caucho de la primera capa de caucho está situado
dentro de una gama de valores de 0,9-3,0 veces el
diámetro del hilo de la capa de hilo oblicuo de pequeña anchura.
La expresión "llanta homologada" que aquí
se utiliza significa la llanta que es aplicada en la clase de
cubiertas, las dimensiones de la cubierta y la capacidad de carga
de la cubierta neumática según la resistencia de las telas de hilos
que forman parte de la misma que se describen en la norma que se
indica a continuación ("Llanta Homologada", "Llanta
Recomendada"), y la máxima capacidad de carga y la máxima presión
de aire adoptan los valores que se describen en la norma que se
indica a continuación.
Concretamente, la norma será la norma industrial
esté en vigor en la zona en la que se fabriquen o se usen las
cubiertas, siendo dichas normas, por ejemplo, el "Anuario de
1999" de la "Asociación del Sector de los Neumáticos y las
Llantas" en EE.UU., el "Manual de Normas de 1999" de la
"Organización Técnica Europea del Sector de los Neumáticos y las
Llantas" en Europa, y el "Anuario de 1999 de la JATMA" de la
"Asociación de los Fabricantes Japoneses de Cubiertas para
Automóviles" en el Japón.
Además, la expresión "capa de hilo oblicuo de
gran anchura" que aquí se utiliza significa una capa de hilo
oblicuo que como tal capa tiene una anchura que corresponde a un
65-85% de la anchura de la zona del caucho de la
banda de rodadura que establece el contacto con el piso.
Además, la expresión "anchura de la zona del
caucho de la banda de rodadura que establece el contacto con el
piso" que aquí se utiliza significa la longitud de un segmento de
línea cuando la cubierta está montada en la llanta homologada e
inflada a la máxima presión de aire que corresponde a la máxima
capacidad de carga y puesta sobre una placa plana en un estado
estático para determinar los puntos extremos de contacto con el
piso bajo una carga máxima correspondiente a la máxima capacidad de
carga y cuando los puntos extremos de contacto con el piso son
unidos en la dirección axial de la cubierta en condiciones de giro
sin carga.
Preferiblemente, el cinturón de alta resistencia
tiene una estructura de laminación de dos capas de hilos oblicuos
de pequeña anchura, estando los hilos de dichas capas entrecruzados
entre sí con respecto al plano ecuatorial, o bien consta de una
única capa de hilo oblicuo de pequeña anchura.
Asimismo, el espesor del caucho de una segunda
capa de caucho que está situada entre el hilo de la tela que está
situado en la parte que constituye la corona de la carcasa radial y
el hilo de la capa de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal
capa es la más interior de las que constituyen el cinturón de alta
resistencia está preferiblemente situado dentro de una gama de
valores de 1,3-5,0 veces el diámetro del hilo de la
capa de hilo oblicuo de pequeña anchura. De esta manera puede
impedirse más eficazmente que se produzca avería por desunión entre
la carcasa radial y el cinturón de alta resistencia, para así
mejorar más la durabilidad del cinturón.
Además, los espesores del caucho de la primera
capa de caucho y de la segunda capa de caucho adoptan los valores
que son medidos donde se encuentra el plano ecuatorial de la
cubierta.
Por añadidura, es preferible que el cinturón de
refuerzo presente una capa de hilos entrecruzados que conste de dos
capas de hilos oblicuos de gran anchura, estando los hilos de dichas
capas entrecruzados entre sí con respecto al plano ecuatorial de la
cubierta, y que el ángulo de oblicuidad de los hilos de las capas de
hilos oblicuos de gran anchura que constituyen la capa de hilos
entrecruzados con respecto al plano ecuatorial de la cubierta esté
dentro de una gama de ángulos de 10-40º, que el
caucho de la primera capa de caucho y de la segunda capa de caucho
tenga una carga unitaria a la tracción para un alargamiento del 100%
de 2,5-7,5 MPa, y que una capa de protección que
consta de una capa cauchutada que contiene hilos que tienen gran
capacidad de alargamiento y están dispuestos a un ángulo de
oblicuidad de 15-40º con respecto al plano
ecuatorial de la cubierta esté dispuesta entre el caucho de la
banda de rodadura y el cinturón de refuerzo para así cubrir toda la
superficie del cinturón de refuerzo.
Además, la "carga unitaria a la tracción para
un alargamiento del 100%" es medida a temperatura ambiente según
la definición de la norma JIS K6301 (JIS = Normas Industriales
Japonesas).
Se describe detalladamente a continuación el
mejor modo de realizar la invención haciendo referencia a la Fig.
1, que es una vista en sección de la mitad izquierda de la parte
principal de la parte que constituye la corona de una cubierta
radial robusta según la invención.
En la Fig. 1, el número de referencia 1 es una
cubierta radial robusta (llamada cubierta de aquí en adelante), el
número de referencia 2 es una carcasa radial de una tela, el número
de referencia 3 es la parte que constituye la corona de la carcasa
radial 2, el número de referencia 4 es el caucho de la banda de
rodadura, el número de referencia 5 es el plano ecuatorial, el
número de referencia 8 es un cinturón de refuerzo, y el número de
referencia 13 es un cinturón de alta resistencia.
La cubierta 1 comprende la carcasa radial 2 que
se extiende toroidalmente entre las de un par de almas de los
talones (no ilustradas) que están embebidas en las respectivas
partes que constituyen los talones (no ilustradas). Asimismo, la
cubierta 1 tiene el cinturón de refuerzo 8 que consta de al menos
una capa, y concretamente de dos capas 6, 7 de hilos oblicuos
cauchutados de gran anchura en la realización ilustrada, y el
cinturón de alta resistencia 13 que está situado en la parte del
interior con respecto al cinturón de refuerzo 8 en la dirección
radial y consta de al menos una capa, y concretamente de dos capas
11, 12 de hilos oblicuos cauchutados de pequeña anchura en la
realización ilustrada, entre la parte 3 que constituye la corona de
la carcasa radial 2 y el caucho 4 de la banda de rodadura. Cada una
de las capas 6, 7 de hilos oblicuos y de las capas 11, 12 de hilos
oblicuos tiene una estructura de laminación. Las capas 6, 7 de hilos
oblicuos forman una capa de hilos entrecruzados en la que los hilos
6a, 7a discurren oblicuamente con respecto al plano ecuatorial 5 de
la cubierta y están entrecruzados entre sí con respecto al plano
ecuatorial 5. Asimismo, las capas 11, 12 de hilos oblicuos forman
una capa de hilos entrecruzados en la que los hilos 11a, 12a
discurren oblicuamente con respecto al plano ecuatorial 5 de la
cubierta y están entrecruzados entre sí con respecto al plano
ecuatorial 5. En particular, el ángulo de intersección entre el
hilo 6a de la capa 6 de hilo oblicuo de gran anchura que como tal
capa es la más interior de las que constituyen el cinturón de
refuerzo 8 y el hilo 12a de la capa 12 de hilo oblicuo de pequeña
anchura que como tal capa es la más exterior de las que constituyen
el cinturón de alta resistencia 13 es de no menos de 10º según
medición efectuada en el lado del ángulo
agudo.
agudo.
La razón por la cual el ángulo de intersección
está limitado a ser de no menos de 10º radica en el hecho de que
cuando dicho ángulo es de menos de 10º, disminuye el porcentaje en
que el cinturón de alta resistencia 13 soporta la carga de tracción
y la tracción que corresponde a la disminución del porcentaje de
soporte de carga de tracción es aplicada al cinturón de refuerzo 8,
y por consiguiente disminuye la resistencia a la desunión del
cinturón de refuerzo 8. A pesar de que la aparición de desunión
entre el cinturón de refuerzo 8 y el cinturón de alta resistencia
13 deviene notable cuando el ángulo de intersección es de no menos
de 10º en la cubierta convencional, la invención persigue reprimir
con eficacia la aparición de avería por desunión entre el cinturón
de refuerzo 8 y el cinturón de alta resistencia 13.
\newpage
Además, el cinturón de alta resistencia 13 tiene
una estructura de cinturón que proporciona la máxima rigidez entre
los cinturones existentes y basta con que conste de una o dos capas
de hilos oblicuos de pequeña anchura. Por ejemplo, cuando el
cinturón de alta resistencia 13 consta de tres o más capas de hilos
oblicuos de pequeña anchura, también aumenta la rigidez, y es de
temer que disminuya la propiedad de envolvimiento, y es asimismo
ocasionado el inconveniente de que deviene grande el esfuerzo de
deformación en la parte extrema del cinturón de alta resistencia
13. En las presentes cubiertas, y en particular en las cubiertas
robustas, por consiguiente, el número de capas de hilos oblicuos de
pequeña anchura que constituyen el cinturón de alta resistencia
puede ser de una o dos. Para mayor comodidad, los hilos 6a, 7a,
11a, 12a de las capas 6, 7, 11, 12 de hilos oblicuos están
ilustrados esquemáticamente mediante un perfil oblongo en la Fig.
1.
Una característica primaria de la invención
radica en que en una sección a lo ancho de la cubierta 1 cuando la
cubierta está montada en una llanta homologada formando así un
conjunto constituido por la cubierta y la llanta y cuando dicha
cubierta está inflada a la máxima presión de aire que corresponde a
la máxima capacidad de carga, cada una de las capas 11, 12 de hilos
oblicuos de pequeña anchura que constituyen el cinturón de alta
resistencia 13 tiene una anchura que corresponde a un
20-60% de la anchura de la zona del caucho 4 de la
banda de rodadura que establece el contacto con el piso, y el ángulo
de oblicuidad de los hilos 11a, 12a con respecto al plano
ecuatorial 5 de la cubierta es de no más de 15º, y el espesor
t_{1} del caucho de una primera capa 14 de caucho que está
situada entre el hilo 6a de la capa 6 de hilo oblicuo de gran
anchura que como tal capa es la más interior y el hilo 12a de la
capa 12 de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la
más exterior está situado dentro de una gama de valores de
0,9-3,0 veces el diámetro D (mm) del hilo 11a, 12a
de la capa 11, 12 de hilo oblicuo de pequeña anchura. Racionalizando
el espesor t_{1} del caucho de la primera capa 14 de caucho puede
reprimirse con eficacia la aparición de la avería por desunión que
puede ser ocasionada entre el cinturón de refuerzo 8 y el cinturón
de alta resistencia 13. Se ajustan a las normas que han sido
indicadas anteriormente la llanta homologada, la máxima capacidad de
carga y la máxima presión de aire, y también la anchura de la zona
de contacto con el piso se ajusta a la definición que se ha
dado
anteriormente.
anteriormente.
Además, la razón por la cual el espesor t_{1}
del caucho de la primera capa 14 de caucho queda limitado a estar
situado dentro de una gama de valores de 0,9-3,0
veces el diámetro D del hilo 11a, 12a de la capa 11, 12 de hilo
oblicuo de pequeña anchura es la siguiente: Cuando el espesor
t_{1} del caucho de la primera capa 14 de caucho es de menos de
0,9 x D (mm), deviene demasiado pequeño el espesor del caucho de la
primera capa 14 de caucho y el hilo 6a de la capa 6 de hilo oblicuo
de gran anchura que como tal capa es la más interior de las que
constituyen el cinturón de refuerzo 8 queda cerca del hilo 12a de la
capa 12 de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la
más exterior de las que constituyen el cinturón de alta resistencia
13, y por consiguiente no puede ser reducido con eficacia el
esfuerzo de deformación por cizallamiento que es producido entre
estas capas y no puede impedirse suficientemente que se produzca
avería por desunión. Por otro lado, cuando el espesor t_{1} (mm)
del caucho de la primera capa 14 de caucho es de más de 3,0 x D
(mm), deviene demasiado grande el espesor del caucho de la primera
capa 14 de caucho y no puede desarrollarse suficientemente el
efecto de fleje de la capa de hilos entrecruzados al producirse el
incremento del tamaño de la cubierta cuando el cinturón de refuerzo
8 tiene una estructura realizada en forma de capa de hilos
entrecruzados. En otras palabras, disminuye extremadamente la
rigidez del cinturón de refuerzo 8, y empeora el efecto de reprimir
el aumento del tamaño.
Asimismo, la razón por la cual la anchura de la
capa 11, 12 de hilo oblicuo de pequeña anchura queda limitada a
estar situada dentro de una gama de valores de un
20-60% de la anchura de la zona del caucho 4 de la
banda de rodadura que establece el contacto con el piso radica en
el hecho de que cuando la anchura de la capa 11, 12 de hilo oblicuo
de pequeña anchura es de más de un 60% de la anchura de la zona de
contacto con el piso, aumenta significativamente el esfuerzo de
deformación en la parte extrema de la capa 11, 12 de hilo oblicuo,
mientras que cuando dicha anchura es de menos de un 20% de la
anchura de la zona de contacto con el piso, no puede lograrse una
suficiente disminución de la presión que desde la carcasa radial 2
es aplicada al cinturón de refuerzo 8 al ser efectuado el
inflamiento de la cubierta 1 a la presión interna.
Además, la razón por la cual el ángulo de
oblicuidad del hilo 11a, 12a de la capa 11, 12 de hilo oblicuo de
pequeña anchura queda limitado a ser de no más de 15º radica en el
hecho de que cuando el ángulo de oblicuidad es de más de 15º, es
insuficiente el efecto de fleje y no puede lograrse una suficiente
disminución de la presión que desde la carcasa radial 2 es aplicada
al cinturón de refuerzo 8 al ser efectuado el inflamiento a la
presión interna.
Además, por la misma razón como en el caso en el
que se considera lo que sucede entre el cinturón de refuerzo 8 y el
cinturón de alta resistencia 13, hay una tendencia a que pueda ser
ocasionada avería por desunión entre la carcasa radial 2 y el
cinturón de alta resistencia 13.
Además de esta tendencia, es ocasionado el
problema que se ilustra en la Fig. 2 cuando los hilos 2a de la tela
de la carcasa radial 2 llegan a quedar extremadamente cerca de los
hilos 11a de la capa 11 de hilo oblicuo de pequeña anchura que como
tal capa es la más interior de las que constituyen el cinturón de
alta resistencia 13 al ser efectuada la producción de la cubierta.
La Fig. 2 es una vista esquemática que ilustra cómo se produce una
variación de la disposición de los hilos de la tela de la carcasa
radial en la cubierta convencional al adoptar dichos hilos una
forma ondulada cuando se produce la deformación por cizallamiento de
la capa de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la
más interior al ser llevado a cabo el paso de formación en el que
se efectúa la vulcanización de la cubierta. Como se muestra en la
Fig. 2, el susodicho problema significa que en la cubierta
convencional el hilo 2a_{1} de la tela (ilustrado mediante una
línea de trazos y puntos) antes de ser llevado a cabo el paso de
formación en el que se efectúa la vulcanización es convertido en el
hilo ondulado 2a_{2} de la tela tras haber sido llevado a cabo el
paso de formación en el que se efectúa la vulcanización (ilustrado
mediante línea continua). Concretamente, el cinturón de alta
resistencia 13 tiene que ser dilatado hasta cierto punto desde una
etapa de formación de una cubierta no curada en la que a un
elemento que constituye una capa de hilo no curada se le da forma de
anillo sobre un tambor de laminación y arrollamiento del cinturón
con la banda de rodadura en un aparato para colocar previamente un
elemento que constituye una capa de hilo no curada y un caucho de
la banda de rodadura no curado hasta la obtención de la cubierta
que es obtenida como producto. En este caso, el cinturón es estirado
por deformación por cizallamiento al ser llevado a cabo el paso de
formación en el que se efectúa la vulcanización. El hilo 2a_{1} de
la tela es movido por la deformación por cizallamiento del hilo 11a
de la capa 11 de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa
es la más interior de las que constituyen el cinturón de alta
resistencia 13, y por consiguiente dicho hilo de la tela tiende a
deformarse para quedar así convertido en el hilo ondulado 2a_{2}
de la tela. Este fenómeno se produce de manera notable cuando el
porcentaje del dilatación del cinturón de alta resistencia 13 es de
no menos de un 5% y el ángulo de oblicuidad del hilo 11a de la capa
11 de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más
interior con respecto al plano ecuatorial 5 de la cubierta es de no
más de 15º. Un hilo ondulado 2a_{2} de este tipo es desfavorable
porque durante la rodadura de la cubierta 1 bajo una carga es
aplicado localmente esfuerzo de deformación por
compresión.
compresión.
Por consiguiente, es necesario impedir con
eficacia que se produzca avería por desunión entre la carcasa radial
2 y el cinturón de alta resistencia 13, e impedir al mismo tiempo
que el hilo 2a de la tela adquiera la forma ondulada. Con esta
finalidad, es preferible que el espesor t_{2} (mm) del caucho de
una segunda capa 15 de caucho que está situada entre el hilo 2a de
la tela que está situado en la parte 3 que constituye la corona de
la carcasa radial 2 y el hilo 11a de la capa 11 de hilo oblicuo de
pequeña anchura que como tal capa es la más interior de las que
constituyen el cinturón de alta resistencia 13 esté situado dentro
de una gama de valores de 1,3-5,0 veces el diámetro
D (mm) del hilo 11a, 12a de la capa 11, 12 de hilo oblicuo de
pequeña anchura. Los diámetros D (mm) de los hilos 11a, 12a son
los
mismos.
mismos.
La razón por la cual el espesor t_{2} del
caucho de la segunda capa 15 de caucho queda preferiblemente
limitado a estar situado dentro de una gama de valores de
1,3-5,0 veces el diámetro D del hilo 11a, 12a de la
capa 11, 12 de hilo oblicuo de pequeña anchura es la siguiente:
Concretamente, cuando el espesor t_{2} del caucho de la segunda
capa 15 de caucho es de menos de 1,3 x D (mm), el espesor t_{2}
del caucho de la segunda capa 15 de caucho deviene demasiado
pequeño, y por consiguiente no puede hacerse que disminuya el
esfuerzo de deformación por cizallamiento que es producido entre la
carcasa radial 2 y la capa 11 de hilo oblicuo de pequeña anchura
que como tal capa es la más interior de las que constituyen el
cinturón de alta resistencia 13, y no puede impedirse
suficientemente que se produzca avería por desunión. Por añadidura,
el hilo 2a de la tela es desfavorablemente movido por la
deformación del hilo 11a de la capa 11 de hilo oblicuo de pequeña
anchura que como tal capa es la más interior de las que constituyen
el cinturón de alta resistencia 13, con lo cual dicho hilo de la
tela presenta la forma ondulada al ser llevado a cabo el paso de
formación en el que se efectúa la vulcanización.
Por otro lado, cuando el espesor t_{2} del
caucho de la segunda capa 15 de caucho es de más de 5,0 x D (mm),
el espesor t_{2} del caucho de la segunda capa 15 de caucho
deviene demasiado grande, y por consiguiente no puede desarrollarse
suficientemente el efecto que es propio del cinturón de refuerzo, y
específicamente el efecto de fleje de la capa de hilos
entrecruzados al producirse el aumento de tamaño de la cubierta 1
cuando el cinturón de refuerzo 8 tiene la estructura de una capa de
hilos entrecruzados. En otras palabras, la rigidez del cinturón de
refuerzo 8 disminuye extremadamente, y empeora el efecto de reprimir
el aumento del tamaño.
Puesto que la cubierta 1 según la invención es
usada estando a una alta presión interna y bajo una carga elevada,
como se muestra en la Fig. 1, el cinturón de refuerzo 8 puede ser
una capa de hilos entrecruzados que conste de dos capas laminadas
6, 7 de hilos oblicuos de gran anchura, estando los hilos 6a, 7a de
dichas capas entrecruzados entre sí con respecto al plano
ecuatorial 5 de la cubierta. En este caso es adecuado que los
ángulos de oblicuidad de los hilos 6a, 7a de las capas 6, 7 de
hilos oblicuos de gran anchura que constituyen la capa de hilos
entrecruzados estén situados dentro de una gama de ángulos de
10-40º con respecto al plano ecuatorial 5 de la
cubierta, respectivamente. La susodicha gama de valores del ángulo
de oblicuidad es eficaz para impedir que surja el problema de que
la capa 6, 7 de hilo oblicuo de gran anchura pueda ser atravesada
por corte porque cuando la cubierta 1 pasa por sobre los salientes
que existen en la superficie de la carretera, tales como
piedrecillas, rocas y cosas similares, aunque el saliente atraviese
el caucho 4 de la banda de rodadura para llegar al cinturón de
refuerzo 8, la capa 6, 7 de hilo oblicuo de gran anchura tiene
flexibilidad.
Asimismo, cuando es necesario proteger al
cinturón de refuerzo 8 de los salientes, resulta eficaz disponer
una capa de protección 16 hecha de una capa cauchutada que contiene
hilos que tienen gran capacidad de alargamiento y están dispuestos
a un ángulo de oblicuidad de 15-40º con respecto al
plano ecuatorial 5 entre el caucho 4 de la banda de rodadura y el
cinturón de refuerzo 8 para así cubrir toda la superficie del
cinturón de refuerzo 8. En calidad del hilo que tiene gran
capacidad de alargamiento, es preferible usar hilos que tengan, por
ejemplo, un alargamiento de rotura de no menos de un 4%.
A pesar de que la primera capa 14 de caucho y la
segunda capa 15 de caucho que están ilustradas en la Fig. 1 están
hechas de un caucho que es distinto del caucho de recubrimiento que
constituye las capas 6, 7, 11, 12 de hilos oblicuos, cada una de
las capas que son la primera capa 14 de caucho y la segunda capa 15
de caucho puede hacerse solamente a base del caucho de
recubrimiento que constituye la capa 6, 7, 11, 12 de hilo oblicuo,
de manera que el material de caucho no está particularmente
limitado. Asimismo, el caucho de la primera capa 14 de caucho y de
la segunda capa 15 de caucho tiene convenientemente una carga
unitaria a la tracción para un alargamiento del 100% de
2,5-7,5 MPa.
A pesar de que anteriormente ha sido expuesta
solamente una realización del mejor modo de la invención, pueden
hacerse varias modificaciones dentro del alcance de la
invención.
Se preparan seis clases de cubierta 1 como
ejemplos según la invención, y se evalúa la durabilidad de las
mismas como se indica a continuación.
Cada cubierta de los Ejemplos
1-6 es una cubierta de tela radial que está
destinada a un vehículo de construcción y tiene unas dimensiones de
la cubierta de 37,00R57. Se indican en la Tabla 1 la anchura (mm) de
las capas 11, 12 de hilos oblicuos que constituyen el cinturón de
alta resistencia 13 (solamente una capa 11 de hilo oblicuo en el
Ejemplo 6), el ángulo de oblicuidad (º) y el diámetro D (mm) del
hilo 11a, 12a, la anchura (mm) de la capa 6, 7 de hilo oblicuo que
constituye el cinturón de refuerzo 8, el ángulo de oblicuidad (º)
del hilo 6a, 7a, la anchura (mm) de la capa de protección 16 y el
ángulo de oblicuidad del hilo (º) de la misma, el espesor t_{1}
(mm) del caucho de la primera capa 14 de caucho y el espesor t_{2}
(mm) del caucho de la segunda capa 15 de caucho.
La carcasa radial 2 está hecha de una tela, y se
usan hilos de acero en calidad del hilo 2a de la tela. El diámetro
del hilo es de 3,2 mm. El caucho 4 de la banda de rodadura tiene una
anchura de la zona de contacto con el piso de 840 mm. El resto de
la estructura de la cubierta es prácticamente igual al de la
cubierta de tela radial convencional que de manera acostumbrada es
usada para vehículos de construcción. A fin de evaluar el nivel de
durabilidad del cinturón en cada cubierta de los ejemplos, se
preparan una cubierta convencional que tiene solamente el cinturón
de refuerzo hecho de cuatro capas de hilos oblicuos de gran anchura
sin usar el cinturón de alta resistencia 13 y cubiertas de los
Ejemplos Comparativos 1-4 en las que el espesor
t_{1} del caucho de la primera capa 14 de caucho está situado
fuera de la adecuada gama de valores, y también están indicadas en
la Tabla 1 las dimensiones de estas
cubiertas.
cubiertas.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
La durabilidad del cinturón de cada cubierta es
evaluada bajo las siguientes condiciones de ensayo: Concretamente,
la cubierta es montada en una llanta homologada (contorno de la
llanta: 27,00 pulgadas, anchura de la llanta: 27,00 pulgadas,
diámetro de la llanta: 57 pulgadas) y el conjunto formado por la
cubierta y la llanta es inflado a una máxima presión de aire de 700
kPa y se hace que el mismo ruede sobre un tambor que gira a una
velocidad periférica de 15 km/h, estando el conjunto bajo una carga
de 51.500 kp que corresponde a la máxima capacidad de carga y
siendo dicho ensayo de rodadura llevado a cabo por espacio de 300
horas. Una vez concluida la rodadura, la cubierta es cortada para
medir la longitud de la zona de desunión entre el cinturón de
refuerzo 8 y el cinturón de alta resistencia 13 (longitud de
grieta) y la longitud de la zona de desunión entre el cinturón de
alta resistencia 13 y la carcasa radial 12 (longitud de grieta), con
lo cual se evalúa la durabilidad del cinturón. Están indicados en
la Tabla 2 los resultados obtenidos mediante las mediciones. Los
valores numéricos que se indican en la Tabla 2 representan índices
sobre la base de que es de 100 el índice de la longitud de la zona
de desunión del Ejemplo Comparativo 1. Cuanto menor es el índice,
tanto mejor es la propiedad.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
*1: \begin{minipage}[t]{145mm} Evaluación de la desunión sobre
la base de la longitud de grieta entre la capa 6 de hilo oblicuo de
gran anchura que como tal capa es la más interior y la capa 12 de
hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más
exterior. \end{minipage} \cr *2:
\begin{minipage}[t]{145mm} Evaluación de la desunión sobre la
base de la longitud de grieta entre la capa 11 de hilo oblicuo de
pequeña anchura que como tal capa es la más interior y la tela de la
carcasa 2.
\end{minipage} \cr}
\vskip1.000000\baselineskip
Como se ve a la luz de los resultados de la
Tabla 2, todas las cubiertas de los Ejemplos 1-6
tienen una considerablemente mejorada durabilidad del cinturón en
comparación con la cubierta del Ejemplo Comparativo 1, en la que los
espesores del caucho de la primera capa 14 de caucho y de la
segunda capa 15 de caucho están situados fuera de las adecuadas
gamas de valores. Asimismo, en las cubiertas de los Ejemplos
Comparativos 2-4 no puede obtenerse una suficiente
durabilidad del cinturón porque el espesor t_{1} del caucho de la
primera capa 14 de caucho está situado fuera de la adecuada gama de
valores de la invención.
Según la invención, puede hacerse que disminuya
el esfuerzo de deformación entre las capas 6 y 7 de hilos oblicuos
de gran anchura que constituyen el cinturón de refuerzo 8
disponiendo el cinturón de alta resistencia 13 para impedir que se
produzca la avería por desunión entre estas capas 6 y 7, y
racionalizando el espesor t_{1} del caucho de la primera capa 14
de caucho puede impedirse con eficacia que se produzca la avería
por desunión que es probable que sea ocasionada entre el cinturón de
alta resistencia 13 y el cinturón de refuerzo 8, y en consecuencia
puede contarse con cubiertas radiales robustas que presentan una
mejorada durabilidad del cinturón, y específicamente con una
cubierta radial robusta que es adecuada para ser usada en un
vehículo de construcción que circula principalmente por carreteras
accidentadas o por sitios similares.
Asimismo, puede impedirse con eficacia que se
produzca avería por desunión entre la carcasa radial 2 y el
cinturón de alta resistencia 13 y puede impedirse que surja el
problema de que el hilo 2a de la tela adquiera la configuración
ondulada racionalizando el espesor t_{2} del caucho de la segunda
capa 15 de caucho que está situada entre la tela que se encuentra
en la parte que constituye la corona de la carcasa radial 2 y la
capa 11 de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la
más interior de las que constituyen el cinturón de alta resistencia
13.
Además, cuando el cinturón de refuerzo 8 es una
capa de hilos entrecruzados, los ángulos de oblicuidad de los hilos
6a, 7a de las capas 6, 7 de hilos oblicuos de gran anchura que
constituyen la capa de hilos entrecruzados con respecto al plano
ecuatorial 5 de la cubierta están situados dentro de una gama de
ángulos de 10-40º, respectivamente, de manera que
cuando la cubierta pasa por sobre los salientes que existen en una
superficie de carretera, tales como pequeñas piedras, rocas y cosas
similares, y cuando el saliente atraviesa el caucho 4 de la banda
de rodadura para llegar al cinturón de refuerzo 8, es difícil que se
dé el problema de que el cinturón de refuerzo 8 sea atravesado por
corte porque el cinturón de refuerzo 8 tiene flexibilidad, con lo
cual también mejora la durabilidad del cinturón.
Además, puede impedirse con eficacia que el
saliente llegue al cinturón de refuerzo 8 atravesando el caucho 4
de la banda de rodadura disponiendo la capa de protección 16 hecha
de la capa cauchutada que contiene hilos que tienen gran capacidad
de alargamiento y están dispuestos a un ángulo de oblicuidad de
15-40º con respecto al plano ecuatorial de la
cubierta entre el caucho 4 de la banda de rodadura y el cinturón de
refuerzo 8 para así cubrir toda la superficie del cinturón de
refuerzo 8.
Por añadidura, cada una de las capas que son la
primera capa 14 de caucho y la segunda capa 15 de caucho está
preferiblemente hecha de un caucho que tiene una carga unitaria a la
tracción para un alargamiento del 100% de 2,5-7,5
MPa, con lo cual puede mejorarse más la durabilidad del
cinturón.
Claims (7)
1. Cubierta radial robusta (1) que es adecuada
para vehículos de construcción y comprende una carcasa radial (2)
que se extiende toroidalmente entre las de un par de almas de los
talones que están embebidas en las respectivas partes que
constituyen los talones, un caucho (4) de la banda de rodadura, un
cinturón de refuerzo (8) que consta de al menos una capa (6, 7) de
hilo oblicuo cauchutado de gran anchura que contiene hilos (6a, 7a)
que están dispuestos oblicuamente con respecto al plano ecuatorial
(5), y un cinturón de alta resistencia (13) que está situado en la
parte del interior con respecto al cinturón de refuerzo en la
dirección radial de la cubierta y consta de al menos una capa (11,
12) de hilo oblicuo cauchutado de pequeña anchura que contiene
hilos (11a, 12a) que están dispuestos oblicuamente con respecto al
plano ecuatorial de la cubierta, estando el cinturón de refuerzo
(8) y el cinturón de alta resistencia (13) dispuestos entre la parte
(3) que constituye la corona de la carcasa radial (2) y el caucho
(4) de la banda de rodadura y siendo de no menos de 10º según
medición efectuada en el lado del ángulo agudo el ángulo de
intersección entre el hilo (6a) de la capa (6) de hilo oblicuo de
gran anchura que como tal capa es la más interior de las que
constituyen el cinturón de refuerzo y el hilo (12a) de la capa (12)
de hilo oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más
exterior de las que constituyen el cinturón de alta resistencia, en
cuya cubierta radial robusta en la sección a lo ancho de la
cubierta cuando la cubierta está montada en una llanta homologada e
inflada a la máxima presión de aire que corresponde a la máxima
capacidad de carga la capa (11, 12) de hilo oblicuo de pequeña
anchura que constituye el cinturón de alta resistencia (13) tiene
una anchura que corresponde a un 20-60% de la
anchura de la zona del caucho de la banda de rodadura que establece
el contacto con el piso y un ángulo de oblicuidad del hilo de no
más de 15º con respecto al plano ecuatorial de la cubierta; estando
dicha cubierta radial robusta caracterizada por el hecho de
que una primera capa (14) de caucho está dispuesta entre el hilo
(6a) de la capa (6) de hilo oblicuo de gran anchura que como tal
capa es la más interior y el hilo (12a) de la capa (12) de hilo
oblicuo de pequeña anchura que como tal capa es la más exterior, y
el espesor (t_{1}) del caucho de la primera capa (14) de caucho
está situado dentro de una gama de valores de
0,9-3,0 veces el diámetro (D) del hilo (11a, 12a)
de la capa (11, 12) de hilo oblicuo de pequeña anchura.
2. Cubierta como la reivindicada en la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el
cinturón de alta resistencia (13) tiene una estructura de
laminación de dos capas (11, 12) de hilos oblicuos de pequeña
anchura, estando los hilos (11a, 12a) de dichas capas entrecruzados
entre sí con respecto al plano ecuatorial (5).
3. Cubierta como la reivindicada en la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el
cinturón de alta resistencia (13) consta de una única capa de hilo
oblicuo de pequeña anchura.
4. Cubierta como la reivindicada en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de
que el espesor (t_{2}) del caucho de una segunda capa (15) de
caucho que está situada entre el hilo (2a) de la tela que está
situado en la parte (3) que constituye la corona de la carcasa
radial (2) y el hilo (11a) de la capa (11) de hilo oblicuo de
pequeña anchura que como tal capa es la más interior de las que
constituyen el cinturón de alta resistencia (13) está situado
dentro de una gama de valores de 1,3-5,0 veces el
diámetro (D) del hilo (11a, 12a) de la capa (11, 12) de hilo
oblicuo de pequeña anchura.
5. Cubierta como la reivindicada en la
reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que el caucho
de la primera capa (14) de caucho y de la segunda capa (15) de
caucho tiene una carga unitaria a la tracción para un alargamiento
del 100% de 2,5-7,5 MPa.
6. Cubierta como la reivindicada en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de
que el cinturón de refuerzo (8) tiene una capa de hilos
entrecruzados que consta de dos capas (6, 7) de hilos oblicuos de
gran anchura, estando los hilos (6a, 7a) de dichas capas
entrecruzados entre sí con respecto al plano ecuatorial (5) de la
cubierta, y el ángulo de oblicuidad del hilo de las capas de hilos
oblicuos de gran anchura que constituyen la capa de hilos
entrecruzados con respecto al plano ecuatorial de la cubierta está
situado dentro de una gama de ángulos de 10-40º.
7. Cubierta como la reivindicada en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de
que una capa de protección (16) que consta de una capa cauchutada
que contiene hilos que tienen gran capacidad de alargamiento y
están dispuestos a un ángulo de oblicuidad de 15-40º
con respecto al plano ecuatorial (5) de la cubierta está dispuesta
entre el caucho (4) de la banda de rodadura y el cinturón de
refuerzo (8) de forma tal que cubre toda la superficie del cinturón
de refuerzo.
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