ES2274821T3 - Neumatico para vehiculo de altas prestaciones. - Google Patents

Abstract

Neumático para ruedas de vehículos con un diseño asimétrico, que comprende: - una estructura de carcasa que incluye una porción central de corona y dos flancos axialmente opuestos en un par de talones para fijar el neumático sobre una correspondiente llanta de una rueda; - una estructura de cintura, asociada coaxialmente con la estructura de carcasa; - una banda de rodadura, que se extiende coaxialmente alrededor de la estructura de cintura y que tiene, moldeada encima de la misma, un diseño elevado sobre el cual se definen: - dos zonas laterales axialmente opuestas (S1, S2), que están delimitadas cada una entre un par de ranuras laterales circunferenciales axialmente exterior (1, 3) y axialmente interior (2, 4) respectivamente, comprendiendo dichas zonas laterales (S1, S2) una pluralidad de recesos transversales (5, 6) que están inclinados respecto a la dirección circunferencial del neumático, - una zona central (M), delimitada entre las ranuras axialmente internas (2, 4) de dicho par de ranuras circunferenciales laterales y que comprenden al menos dos ranuras circunferenciales intermedias (7, 8) y una pluralidad de recesos transversales (9, 10) que están inclinadas respecto a la dirección circunferencial y que interceptan al menos una de dichas ranuras intermedias (7, 8), en el que dichos recesos transversales (9, 10) de dicha zona central (M) comprende una primera y una segunda serie de recesos (9, 10) que están respectivamente inclinados sobre lados opuestos respecto a la dirección axial; donde dicha primera serie comprende recesos (9) que se extiende desde la ranura lateral interior (4) hacia el plano ecuatorial (X-X); en el que dicha segunda serie comprende recesos (10) se extienden entre dicho par de ranuras intermedias (7, 8); en el que por lo menos la ranura circunferencial intermedia (7, 8) interceptada por dicha pluralidad de recesos transversales (9, 10) tiene, en sección transversal recta en un plano radial, un perfil en forma de V con el vértice en una posiciónradialmente interna, que tiene un ancho mayor que y una profundidad menor de aquellos de dichos recesos transversales (9, 10).

Description

Neumático para vehículo de altas prestaciones.

La invención se refiere a un neumático para vehículos de motor, especialmente a un neumático con una carcasa radial para automóviles de clase media y alta que requieren neumáticos capaces de un alto rendimiento. En particular la invención se refiere al diseño de la banda de rodadura de los neumáticos antes mencionados.

Un neumático radial, en su forma más general, comprende una estructura de carcasa que incluye una porción central de corona y dos flancos axialmente opuestos que terminan en un par de talones para fijar sobre la llanta de una rueda, una estructura de cintura coaxialmente asociada con la estructura de carcasa y una banda de rodadura que se extiende coaxialmente alrededor de la estructura de cintura.

El grosor de la banda de rodadura tiene, formado en su interior, un diseño elevado formado por una pluralidad de ranuras transversales y longitudinales que producen en general una pluralidad de nervios y/o de bloques distribuidos con configuraciones variables.

Las características que los neumáticos según la invención deben satisfacer, en vista de la alta velocidad del vehículo, son principalmente una alta estabilidad direccional, excelentes propiedades de agarre tanto sobre secciones rectas y alrededor de curvas así como sobre terreno seco y sobre terreno húmero, desplazamiento silencioso y buena resistencia al desgaste.

Lograr todas estas características simultáneamente en el mismo neumático es un problema difícil de resolver por el hecho de que cada una de estas características requiere medidas que tienen consecuencias negativas sobre las otras características.

En lo que se refiere a la estabilidad direccional y la resistencia al desgaste, la dificultad para satisfacer completamente los requerimientos antes mencionados se relacionan directamente con la dificultad de limitar la movilidad de los bloques (entendiéndose este término con referencia a las porciones de la banda de rodadura delimitadas entre pares de recesos consecutivos tanto en la dirección axial como en la dirección circunferencial) presentes sobre la banda de rodadura, donde hay altas tensiones, y su deterioro cuando dichos bloques se calientan gradualmente durante el uso.

En los neumáticos del tipo conocido, de hecho, los bloques presentes sobre la banda de rodadura, durante el movimiento de desplazamiento del neumático, están sujetos a una serie completa de tensiones termo-mecánicas, que se deben principalmente al calentamiento, como resultado de la fricción, del compuesto de caucho, y a las fuerzas de compresión y de las fuerzas de cizalladura que tienden a doblar y deformar los bloques, modificando la forma geométrica de los mismos: esto resulta casi invariablemente en un deterioro en el rendimiento del neumático después de un cierto grado de desgaste de la banda de rodadura, que de forma correspondiente es más rápida e irregular cuando se realiza una mayor conducción en condiciones "límites".

Una forma de intentar superar estas dificultades consiste en minimizar el número de bloques y reforzar su estructura proporcionando a la banda de rodadura de una relación alta sólido/vacío: los neumáticos de este tipo ya son conocidos en la técnica.

Un ejemplo de esta técnica conocida se describe en la patente WO09825776 que se refiere a un neumático que comprende una banda de rodadura que carece de ranuras circunferenciales, pero está provista de recesos transversales que están orientadas de forma variable, estando respectivamente inclinada tanto en la dirección axial como en la circunferencial en la zona central, a ambos lados del plano ecuatorial, y con una extensión radial en las zonas laterales, para definir un diseño de banda de rodadura del tipo direccional, es decir, que tiene una dirección de rotación preferida.

La patente WO99/16631 describe un neumático de rendimiento muy alto que comprende una banda de rodadura provista de una pluralidad de ranuras transversales distribuidas circunferencialmente a lo largo de la banda de rodadura en grupos que se extienden alternadamente desde zonas laterales opuestas de la banda de rodadura. Las ranuras transversales definen en una zona ecuatorial de la banda de rodadura una matriz de porciones substancialmente continuas de la banda que terminan en una porción ecuatorial de la misma ranura transversal de un grupo axialmente opuesto de ranuras.

La presencia de ranuras transversales es necesaria para asegurar el poder de tracción del neumático, y su eficiencia respecto al poder de tracción es mayor cuanto más se aproxima la inclinación de las ranuras antes mencionadas a la dirección axial: por otra parte, esta inclinación axial tiene un efecto negativo respecto a la capacidad de drenaje de la acumulación de agua por debajo del área de pisada y respecto a la estabilidad direccional del neumático, en particular a altas velocidades.

De hecho, estas bandas de rodadura, precisamente debido a la ausencia de ranuras circunferenciales, son altamente susceptibles al fenómeno del "acuaplaning" que no puede ser tolerado en los neumáticos según la invención en vista del rendimiento requerido. Por lo tanto, las ranuras circunferenciales son también necesarias.

Por otra parte, estas ranuras también, con el incremento en el rendimiento requerido de los neumáticos en términos de potencia y velocidad, dan lugar a la aparición de una serie de problemas, en particular en neumáticos de carcasa radial.

En primer lugar, la fuerza estructural de la cintura está restringida sobre todo por el hecho de que, en la región de dichas ranuras, donde el grosor de la banda de rodadura está obviamente limitada a un valor mínimo, la cintura tiene una zona preferencial de deformación, es decir, una "bisagra". Esta bisagra, cuando durante el uso el neumático tiene un ángulo de deslizamiento muy pronunciado, genera un tipo de tensión que causa el fallo dinámico de la estructura de cintura, con un deterioro asociado en la potencia de sujeción a la carretera y en las propiedades de comportamiento generales del neumático, y por lo tanto del vehículo a altas velocidades.

Además de esto, durante el desplazamiento del vehículo alrededor de las curvas, el contacto con el suelo provoca la flexión del borde exterior, de las ranuras circunferenciales, con referencia a la dirección de desplazamiento, bajándolo radialmente hacia dentro y desplazándolo axialmente hacia dentro, estrechando la ranura y exponiendo el borde interno de ésta última a una tensión tangencial cíclica que se repite en cada rotación de la rueda, provocando el desgaste irregular y temprano típico, que se conoce como "desgaste en diente de sierra".

Este desgaste modifica el perfil óptimo del neumático en el plano meridiano, visto en la sección transversal derecha, con efectos negativos sobre la estabilidad direccional y obre el confort del neumático.

Además, esta modificación del perfil del neumático no es constante, y por lo tanto no es predecible ni rectificable con configuraciones geométricas adecuadas del molde de vulcanización: de hecho, el grado y la velocidad de propagación de este desgaste varía con la variación en la velocidad del vehículo, y por lo tanto la fuerza centrífuga aplicada a la porción de corona en contacto con el área de pisada, y con la profundidad residual de la ranura.

La presente tecnología no ofrece ninguna indicación para resolver completamente el problema de proporcionar un neumático para vehículos de alto y muy alto rendimiento, capaz de asegurar al mismo tiempo un desgaste mínimo y más uniforme de la banda de rodadura durante el movimiento de rodadura del neumático, una alta estabilidad direccional y resistencia mejorada al acuaplaning, proporcionando una potencia excelente de sujeción a la carretera tanto a lo largo de secciones rectas como alrededor de curvas así como sobre carreteras secas y sobre carreteras húmedas, todo ello sin empeorar sino, por el contrario, mejorando las características de una baja resistencia a la rodadura, desplazamiento silencioso y buen rendimiento de conducción en cualquier condición de desplazamiento.

Los solicitantes han encontrado que el problema puede resolverse de forma brillante mediante una banda de rodadura que tiene una pluralidad de recesos transversales, que están inclinados respecto tanto a la dirección axial como circunferencial al menos en la porción central de dicha banda, en combinación con una pluralidad de ranuras circunferenciales, al menos una de las cuales está insertada en al menos algunos de los recesos transversales y que tienen una sección transversal recta en forma de V con un ancho mayor y una profundidad menor que aquellas de los recesos transversales que la interceptan.

Los solicitantes han encontrado que la efectividad de la solución fue muy influenciada por el valor de las relaciones entre las dimensiones geométricas homólogas de dichos recesos transversales y las ranuras circunferenciales interceptadas, que son por lo tanto de importancia crítica para la invención.

Los solicitantes han encontrado también que la solución preferida consiste en disponer, en la zona central de la banda de rodadura, dicha pluralidad de recesos transversales distribuidos como dos series que están dispuestas de forma axialmente opuesta entre sí y circunferencialmente intercaladas entre sí. Más en particular, en la zona central de la banda de rodadura antes mencionada, dichos recesos transversales se distribuyen en grupos; más específicamente, cada serie comprende grupos de tres recesos que son paralelos entre sí y tienen diferentes longitudes y que alternan con grupos de tres recesos que son paralelos entre sí, tienen diferentes longitudes y pertenecen a las series opuestas.

En cada grupo los recesos tienen una longitud que decrece en la misma dirección de rotación del neumático y de forma tal que el receso más largo tiene una longitud de tres a cuatro veces más grande que aquella del receso más corto.

Por otra parte los solicitantes han encontrado que es posible optimizar la solución proporcionando la zona central de la banda de rodadura con características geométricas particulares variables a lo largo de la extensión axial de dicha zona, de forma de obtener un efecto sinérgico con las características de las zonas laterales adyacentes, que es capaz de mejorar la totalidad del rango de rendimiento del neumático durante el uso.

Según un primer aspecto de la misma, la invención se refiere por lo tanto a un neumático para ruedas de vehículos según la reivindicación 1.

Preferentemente, el valor de la relación entre la profundidad de dicha ranura en forma de V y aquella de los recesos transversales que la interceptan está entre 0,35 y 0,82, mientras que el valor de la relación entre el ancho de dicha ranura en forma de V y aquel de los recesos transversales que la interceptan está entre 1,5 y 5.

Aún más preferentemente, el ancho de dicha ranura en forma de V está entre 10 y 15 mm, mientras que la profundidad de dicha ranura en forma de V está entre 3 y 7 mm.

En referencia a la forma de dicha sección en forma de V, el ángulo \alpha de inclinación de las paredes laterales de dicha ranura respecto a la dirección axial está preferentemente entre 35º y 55º.

Preferentemente dichos recesos transversales tiene una sección transversal recta en forma de U y las áreas de la sección transversal recta de la ranura en forma de V y la sección transversal recta de los recesos en forma de U son iguales entre sí.

Preferentemente, dichos recesos transversales en forma de U tienen un ancho de entre 3 y 10 mm y una profundidad de entre 7 y 8,5 mm.

Aún más preferentemente, los recesos transversales de dicha zona central comprende dos series de recesos que se hallan respectivamente inclinados sobre lados opuestos respecto a la dirección axial, en un ángulo de inclinación respecto a la dirección circunferencial que está entre 30º y 60º, y preferentemente substancialmente igual a 45º; cada una de dichas series comprende una sucesión circunferencial de grupos de recesos que están separados por grupos de recesos de otras series. Preferentemente, en cada serie, dichos grupos de recesos comprenden tres recesos que son paralelos entre sí.

Según una configuración preferida, ventajosa para mejorar las propiedades de tracción y desplazamiento silencioso del neumático, los recesos transversales laterales son perpendiculares al plano ecuatorial del neumático y se hallan circunferencialmente escalonados con aquellos del flanco opuesto.

Características y ventajas adicionales aparecerán más claramente a partir de la descripción que sigue de dos ejemplos preferidos de realizaciones de un neumático según la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, provistos únicamente a modo de ejemplo no limitante, en el cual:

La figura 1 muestra una vista en planta del diseño formado en la banda de rodadura de un neumático según la invención, en una primera realización.

La figura 2 muestra una vista parcial del neumático, en particular la porción de corona de dicho neumático, en sección transversal a lo largo de las líneas A, B, C, D, E, F de la figura 1.

La figura 3 muestra un detalle de las secciones transversales rectas a través de una ranura y un receso en la banda de rodadura del neumático según la figura 1, superpuestas una sobre otra.

La figura 4 muestra una vista en planta del diseño formado en la banda de rodadura del neumático según la invención, en una segunda realización.

La figura 5 muestra una vista parcial del neumático según la figura 4, en participante la porción de corona de dicho neumático, en sección transversal a lo largo de las líneas A, B, C, D.

La figura 1 ilustra en su totalidad el diseño de la banda de rodadura de un neumático para vehículos de alto rendimiento según la invención, en particular un neumático con un diseño asimétrico destinado a montarse en un vehículo con una dirección preferente de desplazamiento, respecto a la cual se definen sobre el neumático un lado exterior y un lado interior, o lado del vehículo.

El neumático comprende tradicionalmente una estructura de carcasa que incluye al menos una tela de refuerzo, cuyos bordes laterales opuestos están asociados con los correspondientes cables de talón.

Las zonas opuestas del neumático, que comprenden cada una un cable de talón con el relleno asociado, forman los llamados talones que se destinan a fijar el neumático sobre la correspondiente llanta de montaje de una rueda de vehículo.

La estructura de carcasa tiene, asociada coaxialmente con la misma, una estructura de cintura que comprende una o más bandas de refuerzo cada una formada por una capa de compuesto de caucho que incorpora una pluralidad de cuerdas textiles o metálicas.

La estructura de cintura tiene, montada sobre la misma, una banda de rodadura en la cual se forma el diseño mostrado en la figura 1 antes mencionada.

Todos los elementos descritos hasta ahora no se ilustran ya que son bien conocidos para la persona entendida en la técnica y esencialmente son irrelevantes para los propósitos de la invención.

En una primera realización preferida, el diseño según la invención (figura 1) se divide en tres zonas, en concreto en dos zonas laterales S_{1} y S_{2}, que son axialmente opuestas y cada una está delimitada entre un par de flancos circunferenciales respectivamente axialmente exterior (1, 3) y axialmente interior (2, 4), y una zona central M, que está delimitada entre las ranuras axialmente internas (2, 4) de dicho par de ranuras laterales circunferenciales. Como es bien conocido, los flancos de los neumáticos son las porciones finales de la banda de rodadura que forman la conexión entre la porción substancialmente plana de la corona y los flancos del neumático.

Las ranuras axialmente exteriores de los flancos, que también son conocidas como recesos de interrupción, definen el ancho W de la banda de rodadura y separa la porción de corona, es decir, la zona que normalmente está en contacto con el suelo en las distintas situaciones de desplazamiento, desde los flancos del neumático: la distancia w entre dichas ranuras 2 y 4 define el ancho de la zona M, que está preferentemente entre 45% y 65% de W. Sobre el flanco interior S_{2} la ranura axial interior 4 es preferentemente adyacente a la ranura exterior 3, es decir este lateral no tiene ranuras circunferenciales adicionales; por otra parte, el lateral exterior S1 está preferentemente provisto de una incisión circunferencialmente continua 19 adyacente a la ranura interna 2.

Se señala aquí que todas las medidas indicadas se entienden en referencia a los neumáticos nuevos, que se montan sobre la llanta recomendada y se hinchan hasta su presión de trabajo, en particular, el diseño según la figura 1 se refiere al tamaño de neumático 225/40 ZR 18.

Las ranuras laterales exteriores 1 y 3 tienen la misma profundidad, de 1,5 mm, y el mismo ancho, de 4 mm, mientras que las ranuras internas, dependiendo de la asimetría del diseño de la banda de rodadura, son diferentes entre sí; en particular tienen un ancho diferente, de 2,5 mm para la ranura 4, y un ancho de mayor valor, es decir 8 mm para la ranura 2.

Por lo tanto las ranuras antes mencionadas pueden también ser idénticas entre si, en cualquier caso, su ancho está preferiblemente entre 1,5 mm y 12 mm, mientras que su profundidad está preferentemente entre 1,5 mm y 8,5 mm. Como se ilustra en la figura 1, estas ranuras son preferentemente rectilíneas.

Cada zona lateral comprende una pluralidad de recesos laterales transversales 5, 6 que son sustancialmente perpendiculares a la dirección circunferencial del neumático: los recesos 5 tienen un ancho de 6,2 mm, mientras que los recesos 6 tienen un ancho de 4,8 mm.

Dichos recesos transversales tienen la función de producir la máxima potencia de tracción del neumático: en esta conexión la inclinación \beta de dicho receso respecto a la dirección axial está entre 60º y 120º, preferentemente en la región de aproximadamente 30º.

En el ejemplo mostrado, los recesos 5 se vuelven más estrechos aproximadamente a los dos tercios de la distancia a lo largo de su longitud, extendiéndose axialmente hacia fuera, asumiendo un ancho de 3 mm; tanto los recesos transversales 5 y 6 tienen una profundidad constante, de 8 mm. Más generalmente, su ancho está preferentemente entre 2 y 10 mm, y su profundidad es preferentemente la misma en la correspondiente ranura interna, entre 4 y 10 mm, disminuyendo en la dirección axial hacia fuera.

En la realización mostrada, los recesos 5 se abren en ambas ranuras laterales 3 y 4, mientras que los recesos 6 son ciegos en sus extremos axialmente internos. Por otra parte, cada flanco comprende una pluralidad de entalladuras (incisiones con un ancho de no más de 1 mm) que están circunferencialmente intercaladas con los recesos transversales y que son substancialmente paralelas a dichos recesos. Las entalladuras 11 intercaladas con los recesos 5 se abren tanto en las ranuras 3 como en la 4 y pueden extenderse también más allá de la ranura antes mencionada 4; aquellas entalladuras (12) intercaladas con los recesos 6, en una forma similar a ésta última, son ciegas en sus extremos axialmente internos. Se señala aquí que este hecho no excluye la posibilidad, tanto para los recesos como para las entalladuras en cada lateral, de abrirse tanto en las ranuras laterales o de tener uno o ambos extremos que son ciegos.

En una realización preferida las entalladuras 11 se abren axialmente hacia fuera dentro de una cavidad 13 que tiene un ancho no mayor del ancho máximo de los recesos 5 y preferentemente coaxial con dichas entalladuras.

Ventajosamente, como puede observarse en la realización mostrada en la figura 1, los recesos transversales de un flanco están escalonados circunferencialmente con aquellos del flanco opuesto en una cantidad igual al 50% del intervalo entre dichos recesos transversales. En esta conexión deben señalarse que, en un neumático, el diseño de la banda de rodadura generalmente comprende una porción axial que se repite idénticamente a sí misma un número de veces predefinido a lo largo de la extensión circunferencial del neumático. La extensión circunferencial de dicha porción forma el intervalo del diseño. Generalmente un diseño de banda de rodadura tiene un intervalo "p" que es circunferencialmente variable según intervalos alternos (secuencia de intervalos) de longitudes (dos o más) variables, por ejemplo un intervalo largo y un intervalo corto.

La distancia circunferencial entre dos recesos transversos homólogos adyacentes forma el intervalo "p" del diseño según la invención, que prevé intervalos con una longitud de entre 27 mm y 40 mm sobre secciones circunferenciales del neumático, medidas a lo largo del plano ecuatorial sobre la superficie de la banda de rodadura, de entre 1850 y 2200 mm.

La zona central M comprende dos ranuras circunferenciales intermedias 7, 8 que se sitúan preferentemente sobre lados opuestos del plano ecuatorial X-X, y una pluralidad de recesos transversales centrales que están inclinados respecto a la dirección circunferencial, alguno de los cuales intercepta una de dichas ranuras intermedias, es decir la ranura 7 en el ejemplo mostrado.

En la realización ilustrada, la pluralidad de recesos antes mencionada comprende dos series separadas de recesos transversales, que están mutuamente orientadas en la dirección opuesta respecto a la dirección circunferencial del neumático y son preferentemente perpendiculares entre sí. La primera serie comprende recesos 9, que están dispuestos en sucesión en la dirección circunferencial, todos paralelos entre sí, extendiéndose desde la ranura lateral interior 4 hacia el plano ecuatorial.

Todos estos recesos emergen en la ranura 4 antes mencionada y se disponen en sucesión circunferencialmente en grupos de tres, donde el primer receso (9a) del grupo termina en la ranura circunferencial 7, el segundo receso (9b) pasa a través de dicha ranura 7 y se detiene a una distancia desde esta ranura substancialmente igual a la distancia entre la ranura 7 y la ranura 4, y el tercer receso (9c) pasa a través de la ranura 7 y se detiene substancialmente sobre el plano ecuatorial.

Todos los recesos 9 se ubican enfrentando los recesos 5, formando una extensión del mismo en la dirección axialmente interna, y están inclinados en un ángulo \gamma de 45º respecto a la dirección circunferencial.

En la realización preferida mostrada, los recesos 5 y 9 son rectilíneos y se unen mediante una sección curva, preferentemente un arco de círculo, con un radio de curvatura de entre 30 y 60 mm.

La segunda serie comprende recesos 10 que se disponen en sucesión en la dirección circunferencial, siento todos paralelos entre sí, extendiéndose entre dicho par de ranuras intermedias 7 y 8, también orientadas a 45º respecto a la dirección circunferencial, pero en el sentido opuestos respecto a los recesos 9 de la primera serie.

En el diseño mostrado, dichos recesos también se disponen circunferencialmente en sucesión en grupos de tres, interespaciados con los grupos de recesos de la primera serie; en cada grupo los recesos tienen una longitud diferente substancialmente en una relación de 1:2:3. El receso más largo (10c) emerge dentro de la ranura circunferencial 7, mientras que los otros dos (10a, 10b) son recesos ciegos, los extremos de los cuales se orientan hacia la ranura 7 alineados sobre una línea recta paralela del eje de los recesos 9, ubicada a una distancia d_{1} de no menos de 5 mm desde el receso.

Los extremos opuestos, que se dirigen hacia la ranura 8, se alinean a lo largo de una línea recta circunferencial paralela a dicha ranura 8 y ubicada a una distancia d_{2} de la misma también de no menos de 5 mm.

Alternativamente, como puede verse con referencia a la realización según la figura 4, todos o al menos algunos de los extremos de los recesos 10 dirigidos hacia la ranura 8 puede emerger dentro de esta ranura. La ranura 8 tiene, extendiéndose desde su borde axialmente exterior, muescas 14 inclinadas en la forma de los recesos 10 y preferentemente también coaxiales con dichos recesos, formando una extensión de la misma hacia el lado exterior de la banda de rodadura. En este caso, la relación entre las longitudes de dichos recesos es igual a aproximadamente 2:3:4. Preferentemente los recesos antes mencionados tienen un ancho que se incrementa, en dirección hacia el borde interno de la banda de rodadura, es decir, el borde sobre el lado del vehículo.

Se señala aquí que el número de recesos en cada grupo de cada serie puede oscilar entre 1 y 5, siendo preferiblemente igual a 3, y que su orientación respecto a la dirección circunferencial está preferentemente entre 30º y 60º. Por otra parte, el valor del ángulo entre los ejes de dichos recesos 9 y 10 puede variar en más o menos 15º respecto a la dirección perpendicular antes mencionada.

Por lo tanto, el ángulo de inclinación de dichos recesos 9 de la primera serie respecto a dichos recesos 10 de la segunda serie está entre 75º y 105º.

Se señala aquí que la descripción anterior del diseño de la banda de rodadura no debe considerarse limitante en forma alguna debido a que el número, dimensiones y posiciones de los recesos transversales antes mencionados puede variar respecto a aquel indicado, dentro del rango de valores antes indicados.

Para favorecer el confort de desplazamiento proporcionado por el neumático, se proporciona ventajosamente una incisión 18 adicional circunferencialmente continua y rectilínea entre la ranura lateral interior 2 y el borde axialmente exterior de la ranura 8, siendo dicha incisión homóloga idéntica a la incisión 19 y dividiendo el correspondiente nervio en dos nervios más estrechos dispuestos uno al lado del otro.

En la realización preferida mostrada en la figura 1, las entalladuras 17 se extienden desde los extremos ciegos de al menos algunos de los recesos 9 y 10, siendo dichas entalladuras coaxiales con dichos recesos y que se extienden alejándose de los recesos hasta que encuentran el último receso del grupo opuesto antes de la ranura circunferencial adyacente.

La figura 2 muestra una sección transversal recta a través de la banda de rodadura según la figura 1, a lo largo de planos de sección indicados mediante ABCDEF, y no se requieren comentarios adicionales en vista de las explicaciones ya dadas.

La figura 3 muestra la sección transversal recta R-R a través de las ranuras 7, 8 y la sección transversal recta Q-Q a través de un receso 9, que se superponen entre sí en el mismo plano, haciendo coincidir sus respectivos ejes y sus perfiles entre sí en la región de la superficie radialmente exterior de la banda de rodadura. La ranura 7 tiene una sección en forma de V con el borde redondeado dirigido radialmente hacia dentro, un ancho Is de 13 mm, preferentemente oscilando entre 10 y 15 mm, y una profundidad h de 6 mm, oscilando preferentemente entre 3 y 7 mm.

Por otra parte, el receso 9 tiene una sección en forma de U con un ancho Ii de 10 mm, preferentemente oscilando entre 3 y 10 mm, y una profundidad H de 8 mm, preferentemente oscilando entre 8,5 y 7 mm. Preferentemente, las dos secciones transversales rectas tienen la misma área A, el valor de la cual se expresa en mm^{2}.

Los recesos 10 también preferentemente tienen una sección transversal recta en forma de U con un ancho y una profundidad igual o menor a aquellos de los recesos 9.

El valor del ángulo \alpha entre la inclinación de los lados de la ranura y la dirección axial es igual a 45º, y preferentemente entre 35º y 55º: en esta conexión, los lados de las ranuras en forma de V pueden tener inclinaciones que son diferentes entre sí. Las ranuras circunferenciales intermedias son también preferentemente continuas y rectilíneas.

La figura 4 muestra el neumático según la invención en una variación de construcción respecto a aquella de la figura 1, destinada a neumáticos de mayor tamaño, es decir con un ancho mayor de banda de rodadura. En particular, el diseño se refiere a un neumático de tamaño 265/35 ZR 18.

Las medidas mostradas se refieren, por ejemplo, al equipamiento de un modelo de vehículo, PORSCHE 996, donde los neumáticos de mayor tamaño se montan sobre el eje de conducción trasero de tracción.

Los dos diseños tienen características que son comunes de forma tal que los elementos similares en los dos diseños mantienen la misma referencia numérica, y la siguiente descripción destacará sólo las diferencias.

Se señala aquí que los diseños descritos no son limitantes respecto al tamaño del neumático debido a que ambos diseños pueden formarse sobre la banda de rodadura de ambos neumáticos.

Primeramente, la zona central comprende una tercera ranura central circunferencial 20, que es substancialmente idéntica a las ranuras 7 y 8 y que se dispone entre ellas: esta ranura puede disponerse a lo largo del plano ecuatorial, pero los solicitantes han preferido disponer la ranura sobre el mismo lado, relativo a dicho plano, que el lado interior del neumático de forma de diferenciar, entre las distintas zonas del diseño de la banda de rodadura, el valor de la relación de los vacíos respecto al área total. En particular, el diseño según la figura 1 tiene los siguientes valores para la relación antes mencionada: flanco S_{1}= 0,107, flanco S_{2}= 0,193, centro M= 0,356. En el diseño según la figura 4 los valores de dicha relación sobre los flancos permanece substancialmente inalterada, mientras que en la parte central M el valor decrece hasta 0,433.

En cualquier caso, los valores de dicha relación vacío/área total están preferentemente entre 0,1 y 0,2 para las zonas de flanco y entre 0,25 y 0,45 en la zona central de todos los neumáticos según la invención.

En referencia a las longitudes de los recesos 10, los tres recesos de cada grupo son, en esta realización, preferentemente en una relación relativa de 2:3:4 y se extiende de forma de interceptar al menos el par de ranuras circunferenciales adyacentes 8 y 20.

Por otra parte, al menos algunas de las entalladuras 17 se extiende hasta que las mismas interceptan la ranura circunferencial opuesta a los recesos del cual forman parte.

En referencia a los flancos, la diferencia yace substancialmente en el tipo y número de entalladuras. Más de una entalladura 12 puede estar situada sobre el flanco exterior del neumático, entre dos recesos transversales circunferencialmente adyacentes, dependiendo de la diferente longitud del intervalo del diseño. Las entalladuras, además, también son ciegas y sus extremos dirigidos hacia el plano ecuatorial se ubican sobre la misma línea recta que alinea los extremos de los recesos.

El flanco sobre el lado del vehículo también puede tener más de una entalladura 11 entre dos recesos transversales circunferencialmente adyacentes, dependiendo de la diferente longitud del intervalo del diseño, y las entalladuras antes mencionadas se extienden más allá de la ranura circunferencial 4 sin emerger, sin embargo, dentro de la ranura 7. Por otra parte, cuando las entalladuras 11 se disponen en pares sobre el mismo bloque definido entre dos recesos transversales 5, ninguno de los cuales forma la extensión de la muesca 13, pero esta muesca 13 se ubica circunferencialmente interespaciada con dicho par de entalladuras.

La figura 5 muestra una sección transversal recta a través de la banda de rodadura según la figura 4, a lo largo del plano de sección indicado mediante ABCD, y es tal que no se requieren comentarios adicionales siguiendo las explicaciones ya dadas.

Pueden lograrse numerosas ventajas como resultado de la presente invención.

La presencia de las anchas ranuras circunferenciales en forma de V en la porción central de la corona del neumático proporciona un excelente drenaje del agua en el área de contacto de la trayectoria, asegurando el contacto continuo entre el neumático y la carretera aún a altas velocidades del vehículo o cuando se hallan presentes áreas profundas de agua. Su sección en forma de V resuelve en particular el problema conocido del efecto bisagra, que se minimiza por la presencia de un mayor grosor del caucho entre el fondo de la ranura y la superficie de la capa de cintura radialmente más externa. La ausencia de bisagras a lo largo de la extensión circunferencial de la banda de rodadura resulta en propiedades óptimas de no deformabilidad de la banda de rodadura y de la estructura de cintura subyacente en la dirección transversal, que permite que las tensiones que actúan sobre el área de contacto de la trayectoria durante el desplazamiento del neumático alrededor de las curvas sean resistidas de forma efectiva.

Su sección en forma de V también resuelve el problema del desgaste en forma de diente de sierra sobre los bordes de las ranuras circunferenciales. De hecho, la inclinación de los laterales de estas ranuras produce bordes sólidos sobre los correspondientes nervios o bloques que delimitan la ranura, cuyos bordes son incapaces de flexionarse bajo el empuje de las fuerzas tangenciales en la dirección axial producidas sobre el área de contacto de la trayectoria durante el desplazamiento alrededor de las curvas, debido a la fuerza centrífuga.

El drenaje del agua también está asegurado por la presencia de la pluralidad de los recesos transversales que están distribuidos sobre la totalidad del ancho de banda de rodadura. Estos recesos, debido a su orientación inclinada en la dirección circunferencial, no sólo son la solución más efectiva para el desalojo del agua, que se realiza mediante las ranuras circunferenciales, sino que también pueden tener una profundidad considerable, debido a que no producen efectos de bisagra sobre la banda de rodadura, de forma que se comportan a modo de un cuenco de recogida del agua antes del drenaje.

En otras palabras puede decirse que el neumático según la invención tiene dos sistemas combinados de canalización para drenar el agua, en concreto un sistema de colocación profunda, que consiste en los recesos transversales, para recoger el agua extraída del área de contacto de trayectoria, y un sistema de superficie, que consiste en las ranuras circunferenciales para el desalojo rápido del agua que se ha acumulado a través de los dos sistemas. Los elementos críticos de este doble sistema de canalización son los valores de las relaciones dimensionales relativas antes indicadas.

El carácter asimétrico de los diseños de la banda de rodadura ilustrados significa que se realiza una función mayor, en términos de potencia de tracción y drenaje de agua, mediante la zona media de la banda de rodadura que se ubica sobre el lado del vehículo y que por lo tanto tiene un diseño con una cantidad mayor de vacíos que la parte axialmente opuesta que se requiere para realizar la función de máxima resistencia al desgaste: para asegurar buenas propiedades de acuaplaning, la ranura lateral interior, ubicada sobre el lado exterior de la banda de rodadura, tiene un ancho mayor que la correspondiente ranura lateral interior, ubicada sobre el lado interior de la banda de rodadura. Ventajosamente se ha encontrado que el incremento en el ancho de esta ranura, a pesar de incrementar el área de vacíos en la zona lateral exterior, ayuda a mejorar las propiedades de sujeción a la carretera en las curvas, en particular sobre terreno mojado.

Una ventaja adicional de la invención surge del hecho de que el diseño de la banda de rodadura tiene una relación sólido-a-vacío alta. Esta propiedad significa valores bajos de presión específica en la zona de contacto de la trayectoria y por lo tanto menores deformaciones de los bloques del diseño con la consecuente generación de menos ruido.

Ventajosamente, los flancos del neumático, donde la mayor presión específica se ejerce durante el desplazamiento, tiene una cantidad total de vacíos que es menor que aquella de la zona central, es decir hay más zonas sólidas en el centro, con una ventaja considerable en términos de desplazamiento silencioso.

Se obtiene una mejora ventajosa para el confort del desplazamiento del neumático, sin afectar adversamente la rigidez longitudinal de la banda de rodadura, es decir la estabilidad direccional del vehículo, y la cantidad total de áreas sólidas, mediante el par de finas incisiones idénticas que tienen un ancho que oscila entre aquel de las entalladuras y aquel de la ranura lateral exterior, sobre el lado exterior de la banda de rodadura, y que se disponen en lados opuestos de dicha ranura.

Finalmente, el hecho de haber definido, en la zona central M, un sistema de recesos transversales que nunca se interceptan entre sí resulta en una alta capacidad de reacción de la banda de rodadura a las fuerzas externas de tensión.

Este aspecto puede clarificarse más mediante la referencia a los diseños descritos con anterioridad, con particular atención a la orientación de todos los recesos tanto entre sí como relativa al plano ecuatorial.

Habiéndose planteado esto, debe señalarse que, durante el desplazamiento en las curvas, el neumático se somete a tensiones resultantes de la composición vectorial de una fuerza en la dirección de desplazamiento y una fuerza perpendicular al plano ecuatorial, necesario para balancear la fuerza centrífuga.

Estas tensiones resultantes tienen una dirección sobre el neumático que depende tanto de las propiedades de resistencia del compuesto que forma la banda de rodadura como de la preponderancia de una de las dos fuerzas dirigidas en la dirección de desplazamiento y en la dirección transversal, respectivamente.

Según esta invención, la pluralidad de porciones sólidas oblicuas de la banda de rodadura delimitadas entre los pares de recesos transversales adyacentes y mutuamente paralelos forma una red de "puntales" que son capaces de transmitir dichas tensiones resultantes a lo largo de sus ejes, debido a que estas porciones oblicuas son substancialmente perpendiculares a las porciones oblicuas delimitadas por los recesos del grupo opuesto, el sistema completo de puntales ayuda a oponer de forma elástica las tensiones que actúan sobre el neumático. La persona entendida en la técnica, una vez que se ha entendido la invención como se ha descrito con anterioridad, también será capaz ahora de llevar a cabo todas estas elecciones, variaciones y modificaciones a las variables asociadas con la invención y necesarias para resolver el problema técnico específico a tratar; en particular, dicha persona no tendrá dificultad en variar la posición axial de las ranuras circunferenciales y la inclinación de los recesos transversales de forma de convertir los diseños asimétricos descritos y aquí ilustrados en diseños simétricos o direccionales, dependiendo del tipo particular de uso del vehículo que debe equiparse con los neumáticos según la invención.

Debe señalarse que las descripciones de los diseños de banda de rodadura antes mencionados no deben considerarse como limitando la invención, siendo sólo un ejemplo particular de las diferentes realizaciones posibles.

Claims (25)

1. Neumático para ruedas de vehículos con un diseño asimétrico, que comprende:

- una estructura de carcasa que incluye una porción central de corona y dos flancos axialmente opuestos en un par de talones para fijar el neumático sobre una correspondiente llanta de una rueda;

- una estructura de cintura, asociada coaxialmente con la estructura de carcasa;

- una banda de rodadura, que se extiende coaxialmente alrededor de la estructura de cintura y que tiene, moldeada encima de la misma, un diseño elevado sobre el cual se definen:

- dos zonas laterales axialmente opuestas (S1, S2), que están delimitadas cada una entre un par de ranuras laterales circunferenciales axialmente exterior (1, 3) y axialmente interior (2, 4) respectivamente, comprendiendo dichas zonas laterales (S1, S2) una pluralidad de recesos transversales (5, 6) que están inclinados respecto a la dirección circunferencial del neumático,

- una zona central (M), delimitada entre las ranuras axialmente internas (2, 4) de dicho par de ranuras circunferenciales laterales y que comprenden al menos dos ranuras circunferenciales intermedias (7, 8) y una pluralidad de recesos transversales (9, 10) que están inclinadas respecto a la dirección circunferencial y que interceptan al menos una de dichas ranuras intermedias (7, 8),

en el que dichos recesos transversales (9, 10) de dicha zona central (M) comprende una primera y una segunda serie de recesos (9, 10) que están respectivamente inclinados sobre lados opuestos respecto a la dirección axial; donde dicha primera serie comprende recesos (9) que se extiende desde la ranura lateral interior (4) hacia el plano ecuatorial (X-X);

en el que dicha segunda serie comprende recesos (10) se extienden entre dicho par de ranuras intermedias (7, 8);

en el que por lo menos la ranura circunferencial intermedia (7, 8) interceptada por dicha pluralidad de recesos transversales (9, 10) tiene, en sección transversal recta en un plano radial, un perfil en forma de V con el vértice en una posición radialmente interna, que tiene un ancho mayor que y una profundidad menor de aquellos de dichos recesos transversales (9, 10).

2. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el valor de la relación entre la profundidad (h) de dicha ranura en forma de V y la profundidad (H) de los recesos transversales (9, 10) que la interceptan está entre 0,35 y 0,82.

3. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el valor de la relación entre el ancho (Is) de dicha ranura en forma de V y el ancho (Ii) de los recesos transversales (9, 10) que la interceptan está entre 1,5 y 5.

4. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el ancho (Is) de dicha ranura en forma de V está entre 10 mm y 15 mm.

5. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la profundidad (h) de dicha ranura en forma de V está entre 3 mm y 7 mm.

6. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el área (A) de la sección transversal recta de la ranura en forma de V y de que la sección transversal recta de los recesos transversales (9, 10) que la interceptan son las mismas.

7. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el ángulo \alpha de inclinación de los lados de la ranura en forma de V respecto a la dirección axial está entre 35º y 55º.

8. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos recesos transversales (9, 10) tiene una sección transversal recta en forma de U.

9. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos recesos transversales (9, 10) tienen un ancho (Ii) de entre 3 mm y 10 mm y una profundidad (H) de entre 7 mm y 8,5 mm.

10. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el ángulo de inclinación \gamma de dichos recesos transversales (9, 10) respecto a la dirección circunferencial está entre 30º y 60º.

11. Neumático según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el ángulo de inclinación de dichos recesos (9) de la primera serie respecto a dichos recesos de la segunda serie (10) está entre 75º y 105º.

12. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada una de estas series comprende una sucesión circunferencial de grupos de recesos que están dispuestos interespaciados con grupos de recesos de la otra serie.

13. Neumático según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que dichos grupos de recesos comprenden tres recesos que son paralelos entre sí en cada serie.

14. Neumático según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que los extremos de los recesos de un grupo están alineados a lo largo de una línea recta paralela a los recesos del grupo opues-
to.

15. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la banda de rodadura comprende tres ranuras circunferenciales en forma de V.

16. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que al menos uno de los recesos (9, 10) de cada serie pasa a través de dos ranuras circunferenciales adyacentes.

17. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los recesos del mismo grupo difieren entre sí respecto a su longitud.

18. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el ángulo de inclinación \beta de los recesos transversales (5, 6) de la zona de flanco (S1, S2) respecto a la dirección axial está entre 60º y 120º.

19. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los recesos transversales (5, 6) de la zona de flanco (S1, S2) tiene una profundidad de entre 4 mm y 10 mm.

20. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los recesos transversales (5, 6) de la zona de flanco (S1, S2) tiene un ancho máximo de entre 2 mm y 10 mm.

21. Neumático según la reivindicación 18, caracterizado por el hecho de que los recesos (5, 6) de al menos una zona de flanco (S1, S2) son rectilíneos y se orientan perpendicularmente respecto al plano ecuatorial (X-X).

22. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los recesos (5) de al menos una zona de flanco (S2) se unen con los recesos transversales adyacentes (9) de la zona central (M) mediante una sección curva que tiene un radio de curvatura de entre 30 y 60 mm.

23. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el valor de la relación de área de vacío/área total sobre dichas zonas de flanco (S1, S2) está entre 0,1 y 0,2.

24. Neumático según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el valor de la relación área de vacío/área total en dicha zona central (M) está entre 0,25 y 0,45.

25. Banda de rodadura pre-moldeada para cubrir neumáticos gastados, caracterizada por el hecho de que comprende un diseño elevado según una de las reivindicaciones anteriores.