ES2295115T3 - Neumatico. - Google Patents
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Abstract
Neumático (10) que comprende: una parte de banda de rodadura constituida por una capa de caucho de banda de rodadura (28) y presentando unas acanaladuras (26) formadas en su superficie radialmente exterior; y una capa de refuerzo de banda de rodadura delgada (32) prevista en una parte intermedia, en la dirección del espesor, de la capa de caucho de banda de rodadura (28), de tal modo que se extienda por lo menos sobre una parte de la capa de caucho de banda de rodadura en la dirección de la anchura del neumático caracterizado porque un esfuerzo de tracción en un alargamiento del 50% del caucho que compone la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura (32), es entre 2 y 4 veces tan grande como un esfuerzo de tracción en un alargamiento del 50% de la componente de caucho que constituye la capa de caucho de banda de rodadura (28), cuya componente de caucho es la que presenta el mayor valor de esfuerzo de tracción en un alargamiento del 50%, entre las componentes de caucho de la capa decaucho de banda de rodadura.
Description
Neumático.
La presente invención se refiere a un neumático
en el que se puede controlar la generación de calor y se puede
mejorar simultáneamente la resistencia al desgaste del neumático.
Más en particular, la presente invención se refiere a un neumático
adecuado para la circulación fuera de carretera, por ejemplo para un
vehículo destinado a la construcción en el que el deterioro en la
resistencia al desgaste del neumático se reduce al mínimo y la vida
útil del neumático se puede prolongar suprimiendo la generación de
calor.
Convencionalmente, para poder suprimir la
generación de calor en una banda de rodadura de un neumático, se han
controlado las propiedades físicas de un material de caucho de una
capa de rodadura.
Sin embargo, puesto que el deterioro en la
resistencia de desgaste del neumático suele surgir en cauchos de
bandas de rodadura que tienen propiedades físicas controladas en
cuanto a la supresión de la generación de calor, era difícil
suprimir la generación de calor sin causar ningún deterioro de la
resistencia al desgaste del neumático.
Además, se indican los documentos
EP-A-0105822 y
EP-A-0715974 que corresponden al
preámbulo de la reivindicación 1.
En vista de los hechos citados anteriormente, el
objetivo de la presente invención es dar a conocer un neumático en
el que se puede suprimir la generación de calor sin causar ningún
deterioro de la resistencia al desgaste del neumático.
Para poder alcanzar el anterior objetivo, se da
a conocer un neumático según la reivindicación 1 de la presente
invención.
Cabe tener en cuenta que la expresión "parte
intermedia" indica la parte intermedia de una capa de caucho de
banda de rodadura en la dirección del espesor.
Un neumático según la presente invención
consigue los efectos siguientes.
La Figura 14A es una vista esquemática de una
capa de caucho de banda de rodadura convencional. La capa de caucho
de banda de rodadura 100, cuando entra en contacto con el suelo,
sufre una deformación a la compresión en su dirección vertical
debido a la fuerza F y una parte intermedia de la capa de caucho de
banda de rodadura 100, en su dirección vertical, se expenda en la
dirección lateral.
Cuando un neumático gira durante el rodaje, la
capa de caucho de banda de rodadura 100 sufre repetidamente la
deformación antes descrita y genera calor.
Según se ilustra en la Figura 14B, el neumático
según la presente invención comprende una capa de refuerzo de banda
de rodadura 102 (por ejemplo, la capa de caucho de refuerzo de la
banda de rodadura) que está constituida por un material (por
ejemplo, caucho) que presenta un mayor módulo de elasticidad a la
tracción, es decir, es menos susceptible de estirarse que un caucho
que compone la capa de caucho de banda de rodadura 100, en la parte
intermedia del caucho de banda de rodadura 100 en su dirección
vertical (espesor). La capa de refuerzo de banda de rodadura 102
suprime la expansión lateral de la capa de caucho de banda de
rodadura 100. Como resultado, la deformación a la compresión de la
capa de caucho de banda de rodadura 100 es también suprimida.
Cuando disminuye la magnitud de la expansión
lateral y la magnitud de la deformación a la compresión vertical, se
puede suprimir la generación de calor en la capa de caucho de banda
de rodadura.
Según la presente invención, proporcionar la
capa de refuerzo de banda de rodadura (la capa de caucho de refuerzo
de la banda de rodadura citada anteriormente, por ejemplo) se puede
suprimir efectivamente la generación de calor en la capa de caucho
de banda de rodadura. En el caso de una estructura de banda de
rodadura, que comprende la capa de caucho de refuerzo de la banda
de rodadura en la forma descrita anteriormente, además de la
supresión de generación de calor, se puede asegurar la resistencia
al desgaste del neumático eligiendo el caucho que presenta la
propiedad física para resistencia al desgaste del neumático de la
capa de caucho de banda de rodadura. De este modo, la supresión de
la generación de calor es fácilmente conseguida sin causar ningún
deterioro de la resistencia al desgaste del
neumático.
neumático.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
En un segundo aspecto de la presente invención,
el neumático según esta última, un espesor de la capa de refuerzo
de banda de rodadura está comprendido en el margen desde 2 a 5% de
un espesor de la capa de caucho de banda de rodadura.
Un neumático según el segundo aspecto consigue
los efectos siguientes.
Cuando el espesor de la capa de refuerzo de
banda de rodadura es menor que el 2% del espesor de la capa de
caucho de banda de rodadura, la capacidad de dicha capa de refuerzo
para suprimir la expansión lateral de la capa de caucho de banda de
rodadura disminuirá en consecuencia.
Por otro lado, cuando el espesor de la capa de
refuerzo de banda de rodadura supera el 5% del espesor de la capa
de caucho de banda de rodadura, la influencia de la resistencia al
desgaste de la capa de refuerzo de banda de rodadura sobre la
propiedad de desgaste de la capa de caucho de banda de rodadura
completa aumentará en una magnitud que no se puede ignorar. Además,
la influencia del calor generado por la capa de refuerzo de banda
de rodadura sobre la propiedad de generación de calor de la capa de
caucho de banda de rodadura completa aumentará en tal magnitud que
no se podrá ignorar.
En consecuencia, es preferible establecer el
espesor de la capa de refuerzo de banda de rodadura entre el 2 y el
5% del espesor de la capa de caucho de banda de rodadura.
Un neumático según la presente invención
consigue los efectos siguientes:
Cuando la resistencia a la tracción, en un
alargamiento del 50% del caucho que compone la capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura, es menor que 2 veces la
resistencia a la tracción en un alargamiento del 50% del caucho que
compone la capa de la banda de rodadura, disminuye la capacidad de
la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura para suprimir
la expansión lateral de dicha capa de caucho de banda de
rodadura.
Por otro lado, cuando la resistencia a la
tracción, con un alargamiento del 50% del caucho que compone la
capa de refuerzo de banda de rodadura supera 5 veces la resistencia
a la tracción, a un alargamiento del 50% del caucho que compone la
capa de caucho de banda de rodadura, existe la posibilidad de que
las capas de caucho de diferentes tipos (propiedades físicas) se
separan entre sí.
En consecuencia, es preferible establecer la
resistencia a la tracción, en un alargamiento del 50%, del caucho
que compone cada capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura
entre 2 y 4 veces la resistencia a la tracción, en un alargamiento
del 50%, del caucho que compone la capa de caucho de banda de
rodadura.
En un caso en el que se utilice una pluralidad
de capas de caucho de banda de rodadura, la resistencia a la
tracción, en un alargamiento del 50% de cada capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura, debe establecerse entre 2 y 4
veces la resistencia a la tracción, en un alargamiento del 50% de un
caucho adyacente que compone la capa de caucho de banda de
rodadura.
En un tercer aspecto de la presente invención,
en el neumático que presenta cualquiera de los aspectos anteriores,
la capa de caucho de banda de rodadura está constituida por una
pluralidad de capas de caucho apiladas en la dirección radial del
neumático y cada una de la pluralidad de capas de caucho presenta
propiedades físicas diferentes.
Un neumático según el tercer aspecto consigue
los efectos siguientes.
Si solamente se utiliza un tipo de caucho,
pueden existir casos en los que las propiedades que sean
incompatibles entre sí no se puedan mejorar de modo simultáneo. En
el neumático según la presente invención, sin embargo, la
resistencia al desgaste del neumático y la supresión de la
generación de calor se pueden mejorar todavía más, simultáneamente,
en una estructura en la que, por ejemplo, una capa exterior en la
capa de caucho de banda de rodadura, en un lado de la superficie de
contacto con el suelo, está constituida por un caucho de cubierta
basada en NR (caucho natural anti-abrasivo) o en SBR
(caucho estireno-butadieno), que mejora la
resistencia al desgaste del neumático y una capa interior es la
capa de caucho de banda de rodadura próxima al lado de la carcasa
que está constituido por un caucho con base de NR, que suprime la
generación de calor.
En un cuarto aspecto de la presente invención,
en el neumático que presenta cualquiera de los aspectos anteriores,
una profundidad de posición, es decir, una distancia desde la
superficie de la banda de rodadura al lado exterior de la capa de
refuerzo de banda de rodadura, en la dirección del espesor, cuando
el neumático es nuevo, está comprendida entre el 10 y el 30% de una
profundidad de una acanaladura, cuando el neumático es nuevo.
Un neumático según el cuarto aspecto consigue
los efectos siguientes.
La supresión de la generación de calor en la
capa de caucho de banda de rodadura es necesaria para un neumático
nuevo o ligeramente desgastado, en el que la capa de caucho de banda
de rodadura es gruesa (es decir, la capa de caucho de banda de
rodadura realiza movimientos relativamente grandes y se resiste al
liberar calor). En consecuencia, basta que el efecto de la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura se consiga solamente en
un periodo cuando el neumático es nuevo o está ligeramente
desgastado. Transcurrido este periodo, el efecto de la capa de
refuerzo de banda de rodadura puede disminuirse o desaparecer.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Según el presente aspecto, al establecer una
profundidad de posición, es decir, una distancia desde la superficie
de la banda de rodadura al lado exterior de la capa de refuerzo de
banda de rodadura, en la dirección del espesor, cuando el neumático
es nuevo, esté comprendida en un margen del 10 al 30% de la
profundidad de la acanaladura de un neumático nuevo, el efecto de
la capa de refuerzo de banda de rodadura para suprimir la
generación de calor se consigue, en un estado óptimo, en el periodo
cuando el neumático es nuevo o está ligeramente desgastado durante
el cual se suele requerir la supresión de la generación de
calor.
En un quinto aspecto de la presente invención,
en el neumático que presenta cualquiera de los aspectos anteriores,
el material (por ejemplo caucho) que compone la capa de refuerzo de
banda de rodadura presenta diferente color (concretamente,
intensidad, brillo y saturación) que el caucho que compone la capa
de caucho de banda de rodadura adyacente y la profundidad de
posición a, es decir la distancia desde la superficie de la banda de
rodadura al lado exterior de la capa de refuerzo de dicha banda de
rodadura, en la dirección del espesor, cuando el neumático es nuevo,
se establece en el 30% de la profundidad de la acanaladura de un
neumático nuevo.
Un neumático según el quinto aspecto consigue
los efectos siguientes.
Cuando el material (por ejemplo caucho), que
compone la capa de refuerzo de banda de rodadura, presenta un color
diferente (intensidad, brillo y saturación) que el del caucho que
compone una capa de caucho de banda de rodadura adyacente,
dispuesta en el lado radialmente exterior de la capa de refuerzo de
banda de rodadura, puede reconocerse visualmente y de este modo,
con facilidad, que la capa de refuerzo de banda de rodadura
aparece, en la superficie de rodadura, como resultado del desgaste
porque el color (intensidad, brillo y saturación) de la superficie
de la banda de rodadura cambia cuando se utiliza el neumático.
Puesto que se suele utilizar caucho negro para
los neumáticos, si el mismo color negro se emplea para la capa de
refuerzo de banda de rodadura, es preferible modificar las
propiedades del color (intensidad, brillo y duración) de la capa de
refuerzo de banda de rodadura respecto al del caucho de banda de
rodadura adyacente. Como alternativa, es preferible emplear un
color diferente (distinto del negro) para el material componente de
la capa de refuerzo de banda de rodadura.
En el caso de neumáticos para un vehículo para
obras de construcción, bajo una condición de uso normal, se retiran
los neumáticos delanteros y traseros y se vuelven a montar en
diferentes posiciones en el momento en que la capa de caucho de
banda de rodadura se desgasta en un 30% (la capa de caucho de banda
de rodadura se supone que está "desgastada" en un 100% cuando
desaparece la acanaladura).
En consecuencia, estableciendo la profundidad de
posición a, es decir, la distancia de la superficie de la banda de
rodadura al lado exterior de la capa de refuerzo de banda de
rodadura, en la dirección del espesor, cuando el neumático es
nuevo, a un 30% de la profundidad de la acanaladura de un neumático
nuevo, se puede reconocer visualmente y con facilidad que el
neumático está desgastado en un 30% cuando la capa de refuerzo de
banda de rodadura de color diferente (intensidad, brillo y
saturación) aparece en la superficie de la banda de rodadura.
En un sexto aspecto de la presente invención, en
el neumático que presenta cualquiera de los aspectos anteriores, se
añaden fibras cortas en la capa de refuerzo de banda de
rodadura.
Un neumático según el sexto aspecto consigue los
efectos siguientes.
Puesto que se añaden fibras cortas en la capa de
refuerzo de banda de rodadura, la capa de refuerzo de banda de
rodadura se puede fabricar menos susceptible de estiramiento que el
caucho que compone la capa de caucho de banda de rodadura.
Además, según el presente aspecto, cuando la
capa de refuerzo de banda de rodadura está provista como la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura, esta última se puede
preparar añadiendo fibras cortas en el caucho del mismo tipo que el
que compone la capa de caucho de banda de rodadura. Como resultado,
se puede utilizar un caucho común para la capa de caucho de banda
de rodadura y la capa de caucho de refuerzo de dicha banda de
rodadura.
En el séptimo aspecto de la presente invención,
en el neumático que presenta el sexto aspecto, las fibras cortas
están orientadas en un plano que es sustancialmente paralelo a la
superficie de la capa de refuerzo de banda de rodadura.
Un neumático según el séptimo aspecto consigue
los efectos siguientes.
Cuando las fibras cortas se añaden en el
material (por ejemplo caucho) que compone la capa de refuerzo de
banda de rodadura, esta última capa se fabrica menos susceptible de
estiramiento cuando las fibras cortas están orientadas paralelas a
la superficie de la capa de refuerzo de banda de rodadura que cuando
están orientadas paralelas a la dirección del espesor de la capa de
refuerzo de banda de rodadura.
En consecuencia, es preferible que las fibras
cortas estén orientadas en un plano que sea sustancialmente
paralelo a la superficie de la capa de refuerzo de banda de
rodadura.
\newpage
Mediante una extrusión continua, desde un
orificio de extrusión en forma de hendidura de un dispositivo
extrusor, un caucho no vulcanizado en el que se añaden las fibras
cortas, dichas fibras cortas se pueden orientar en un plano que es
sustancialmente paralelo a la superficie de la capa de refuerzo de
banda de rodadura.
En un octavo aspecto de la presente invención,
en el neumático que presenta cualquiera del segundo, tercero y
cuarto aspectos, una estructura compuesta de fibra de caucho,
provista de fibras que presentan un mayor módulo de elasticidad a
la tracción que el del caucho que compone la capa de caucho de banda
de rodadura, se proporciona como la capa de refuerzo de banda de
rodadura, en lugar de la capa de caucho de refuerzo de dicha banda
de rodadura.
Un neumático según el noveno aspecto consigue
los efectos siguientes.
En el neumático según el presente aspecto, la
estructura compuesta de fibra de caucho, que está provista de
fibras que presentan un mayor módulo de elasticidad a la tracción
que el del caucho que compone la capa de caucho de banda de
rodadura y sean menos estirable que la capa de caucho de banda de
rodadura, está provista en una parte intermedia, en la dirección
del espesor, de la capa de caucho de banda de rodadura. Puesto que
la estructura del compuesto de fibra de caucho suprime la expansión
lateral de la capa de caucho de banda de rodadura cuando dicha capa
entra en contacto con el suelo, la magnitud de la deformación a la
compresión de la capa de caucho de banda de rodadura se puede
reducir en gran manera.
Puesto que la estructura del compuesto de
fibra-caucho disminuye la magnitud de la expansión
lateral y la magnitud de la deformación a la compresión vertical de
la capa de caucho de banda de rodadura, se puede suprimir la
generación de calor en la capa de caucho de dicha banda de
rodadura.
En resumen, según el presente aspecto, la
generación de calor en la capa de caucho de banda de rodadura se
puede suprimir efectivamente proporcionando la estructura de
compuesto de fibra-caucho. Además, la resistencia
al desgaste del neumático se puede asegurar eligiendo el caucho que
presenta una propiedad física para la resistencia al desgaste del
neumático de la capa de caucho de banda de rodadura. Por lo tanto,
la supresión de la generación de calor se consigue fácilmente sin
causar ningún deterioro de la resistencia al desgaste del
neumático.
Además, según el presente aspecto, puesto que la
dirección en la que la capa de caucho de banda de rodadura es menos
estirable se puede controlar o ajustar por la dirección de las
fibras en la estructura del compuesto de
fibra-caucho, es posible fijar la orientación de las
fibras en una dirección en la que se puede conseguir más
efectivamente la supresión de la generación de calor en la capa de
caucho de banda de rodadura.
En un noveno aspecto de la presente invención,
en el neumático que presenta el octavo aspecto, la estructura del
compuesto de fibra-caucho se dispone sustancialmente
paralela a la superficie de la banda de rodadura.
Según el noveno aspecto, al disponer la
estructura del compuesto de fibra-caucho
sustancialmente paralela a la superficie de la banda de rodadura,
se puede mejorar todavía más el efecto de suprimir la expansión
lateral de la capa de caucho de banda de rodadura.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 es una vista en sección transversal
de un neumático relacionado con una forma de realización de la
presente invención a lo largo de uno de sus ejes.
La Figura 2 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 3 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 4 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 5 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 6 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 7 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 8 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 9 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 10 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 11 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 12 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 13 es una vista en sección transversal
de una proximidad de una banda de rodadura de un neumático en
relación con otra forma de realización de la presente invención.
La Figura 14A es una vista en sección
transversal que ilustra un estado de deformación de una banda de
rodadura convencional.
La Figura 14B es una vista en sección
transversal que ilustra un estado de deformación de una banda de
rodadura de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Una forma de realización de un neumático, según
la presente invención, se describirá a continuación haciendo
referencia a las figuras.
Según se ilustra en la Figura 1, un neumático 10
de la presente forma de realización comprende un par de núcleos de
cordón 12 y una carcasa 14 que está fabricada de un cordón de acero
dispuesto alrededor del núcleo de cordón 12 en una manera toroidal
y dispuesta en la dirección radial del neumático.
La carcasa 14 está constituida por un cuerpo
principal 14A dispuesto en el lado axialmente interior del núcleo
de cordón 12 y se extiende desde un núcleo de cordón 12 a otro y
partes plegadas 14B estando cada una de ellas plegada hacia el lado
exterior, en la dirección a lo ancho del neumático, alrededor del
núcleo de cordón 12.
Una correa 22, constituida por una pluralidad de
capas de correa, está dispuesta en el lado radialmente exterior de
la carcasa 14. Varios cordones de acero están empotrados en cada
capa de correa, de modo que los cordones de acero estén inclinados
con respecto a la dirección circunferencial del neumático. Los
cordones de acero de una capa de correa intersectan con los
cordones de acero de otra capa de correa adyacente en la vista de
cubierta.
Una capa de caucho de banda de rodadura 28 está
dispuesta en el lado radialmente exterior de la correa 22. En la
capa de caucho de banda de rodadura 28, están provistas acanaladuras
de orejetas 26. Las capas de caucho laterales 30 están dispuestas en
los lados axialmente exteriores de la carcasa 14.
\vskip1.000000\baselineskip
La capa de caucho de banda de rodadura 28 de la
presente forma de realización presenta una estructura de dos capas,
que consiste en una capa de caucho de cubierta 28A que es la capa
lateral de la superficie de la banda de rodadura en la dirección
radial del neumático y una capa de caucho base 28B que es la capa
lateral de la carcasa en la dirección radial del neumático.
El material de caucho de cubierta, que compone
la capa de caucho de cubierta 28A, es un caucho con base de NR o
SBR, que es excelente en su resistencia al desgaste y el material de
caucho base que compone la capa de caucho base 28B es un caucho con
base de NR, que es excelente en la supresión de la generación de
calor y la supresión de la generación de grietas.
Una capa de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura en forma de láminas 32 (como un ejemplo de la capa de
refuerzo de banda de rodadura reivindicada) de espesor
predeterminado está provista de modo que la capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura 32 se extienda en la dirección
circunferencial del neumático y la dirección a lo ancho del
neumático sobre la capa de caucho de cubierta completa 28A.
El esfuerzo de tracción, con un alargamiento del
50%, de un caucho que compone la capa de caucho de refuerzo de la
banda de rodadura 32 está en u margen desde 2 a 4 veces el esfuerzo
de tracción, con un alargamiento del 50%, de una componente de
caucho que compone la capa de caucho de banda de rodadura 28, cuya
componente de caucho es la que presenta el mayor valor del esfuerzo
de tracción, con un alargamiento del 50%, entre las componentes de
caucho que componen la capa de caucho de banda de rodadura.
Para poder aumentar el valor de la resistencia a
la tracción, con un alargamiento del 50%, de un caucho se pueden
emplear procedimientos conocidos en la técnica anterior. Estos
procedimientos comprenden: cambiar el tipo de caucho; mezclar
cauchos de diferentes tipos y aumentar la cantidad del relleno en el
caucho.
Es preferible que el espesor de la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 esté comprendido
entre el 2 y el 5% del espesor de la capa de caucho de banda de
rodadura 28.
Es preferible que la profundidad (de posición)
d, es decir, la distancia desde la superficie de la banda de
rodadura de la capa de caucho de banda de rodadura 28 al lado
exterior de la capa de refuerzo de banda de rodadura 32, en la
dirección del espesor, cuando el neumático es nuevo, esté
comprendida entre el 10 y el 30% de la profundidad D de la
acanaladura de un neumático nuevo.
En el neumático 10 según la presente forma de
realización, el esfuerzo de tracción, en un alargamiento del 50%,
de la capa de caucho de cubierta 28A es de 1,1 Mpa, el esfuerzo de
tracción, en un alargamiento del 50%, de la capa de caucho base 28B
es de 1,0 Mpa y el esfuerzo de tracción, en un alargamiento del 50%
de la capa de caucho del esfuerzo de la banda de rodadura 32, es de
2,2 Mpa. El esfuerzo de tracción, en un alargamiento del 50%, de la
capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 es 2 veces el
esfuerzo de tracción, a un alargamiento del 50%, de la capa de
caucho de cubierta 28A.
El espesor t de la capa de caucho de refuerzo de
la banda de rodadura 32 es de 3 mm y el espesor T de la
capa de caucho de banda de rodadura 28 es 102 mm. En consecuencia,
el espesor t de la capa de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura 32 es aproximadamente un 2,9% del espesor T de la capa de
caucho de banda de rodadura 28.
La profundidad d a la que se proporciona la capa
de caucho del refuerzo de la banda de rodadura 32, medida desde la
superficie de la banda de rodadura de la capa de caucho de banda de
rodadura 28, se establece en 18 mm y la profundidad D de la
acanaladura 26 de un neumático nuevo se establece en 88 mm. En
consecuencia, la profundidad d se ajusta al 20% de la profundidad
D.
A continuación, se describirá el efecto del
neumático 10 de la presente forma de realización.
Puesto que un neumático 10 se gira durante el
rodaje, la capa de caucho de banda de rodadura 28, cuando entra en
contacto con el suelo, sufre una deformación a la compresión en la
dirección radial del neumático y una parte intermedia de la capa de
caucho de banda de rodadura 28, en la dirección radial del
neumático, se expande en la dirección paralela a la superficie de
la banda de rodadura.
La capa de caucho de banda de rodadura 28 sufre
repetidamente la deformación anterior y genera calor.
Sin embargo, en la presente forma de
realización, puesto que la capa de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura 32 presenta un alto esfuerzo de tracción en un
alargamiento del 50% y es menos susceptible de estiramiento suprime
la expansión lateral antes descrita, disminuyendo la magnitud de la
deformación a la compresión. Por lo tanto, la expansión lateral y
la deformación a la compresión vertical se pueden suprimir a la vez.
Además, según el neumático 10 de la presente forma de realización,
el material de caucho que compone la capa de caucho de cubierta 28A
es un caucho con base de NR o SBR, que es excelente en resistencia
al desgaste y el material de caucho que compone la capa de caucho
base 28B, es un caucho con base de NR, que es excelente en la
supresión de la generación de calor. Como resultado, en el presente
neumático 10, se puede conseguir simultáneamente una excelente
resistencia al desgaste y una supresión fiable de la generación de
calor.
Cuando el espesor t de la capa de caucho de
refuerzo de banda de rodadura 32 es menor que el 2% del espesor T
de la capa de caucho de banda de rodadura 28, disminuye la capacidad
de la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 para
suprimir la expansión lateral de la capa de caucho de banda de
rodadura 28.
Por otro lado, cuando el espesor t de la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 es de cubierta al 5%
del espesor T de la capa de caucho de banda de rodadura 28, la
influencia de la resistencia al desgaste de la capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura 32 sobre la propiedad de
resistencia al desgaste de la capa de caucho de banda de rodadura
completa 28 aumentará también en tal medida que no se puede ignorar.
Además, la influencia de la propiedad de generación de calor de la
capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 sobre la
propiedad de generación de calor de la capa de caucho de banda de
rodadura completa 28 aumentará también en tal medida que no se
podrá ignorar.
Cuando el esfuerzo de tracción, en un
alargamiento del 50%, del caucho que compone la capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura 32 es inferior a 2 veces el
esfuerzo de tracción, en un alargamiento del 50%, del caucho que
compone la capa de caucho de cubierta 28A, disminuye la capacidad de
la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 para
suprimir la expansión lateral de la capa de caucho de banda de
rodadura 28.
Por otro lado, cuando el esfuerzo de tracción,
en un alargamiento del 50%, del caucho que compone la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 es de cubierta a 5
veces la magnitud del esfuerzo de tracción, en un alargamiento del
50%, del caucho que compone la capa de caucho de cubierta 28A,
existe la posibilidad de que las capas de caucho de diferentes
tipos se separen entre sí.
Según se describió anteriormente, la profundidad
d a la que se proporciona la capa de caucho de refuerzo de la banda
de rodadura 32, medida desde la superficie de la banda de rodadura
de la capa de caucho de dicha banda de rodadura 28, se establece en
el 20% de la profundidad D de la acanaladura 26 del neumático nuevo.
Por lo tanto, el efecto de la capa de caucho de refuerzo de la
banda de rodadura 32 para suprimir la generación de calor se puede
conseguir, de forma óptima, en el periodo en que el neumático es
nuevo o está ligeramente desgastado, durante el cual la supresión de
la generación de calor es más requerida.
Aunque la capa de caucho de refuerzo de la banda
de rodadura 32 esté dispuesta de modo que dicha capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura 32 se extiende en la dirección
circunferencial del neumático y la dirección a lo ancho del
neumático sobre la capa de caucho de cubierta completa 28A, el
neumático de la presente invención no está limitado a la misma
estructura. La capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32
se puede disponer, como opción, para la zona donde es mayor la
magnitud de la generación de calor.
Por ejemplo, si la generación de calor en la
proximidad del centro de la banda de rodadura necesita suprimirse,
la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 se puede
disponer solamente en la proximidad del centro de la banda de
rodadura, según se ilustra en la Figura 2. Si necesita suprimirse la
generación de calor en la proximidad de una parte de resalto, la
capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 se puede
disponer solamente en la proximidad de la parte de resalto, según se
ilustra en la Figura 3. Como alternativa, si necesita suprimirse la
generación de calor en la proximidad de la parte de resalto y en la
proximidad del centro de la banda de rodadura, las capas de caucho
de refuerzo de la banda de rodadura 32 se pueden disponer en dichas
dos zonas, según se ilustra en la Figura 4.
Además, aunque el neumático 10 de la forma de
realización antes citada presenta solamente una capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura 32, la estructura no está limitada
a este ejemplo. Más en particular, el neumático 10 de la presente
invención puede presentar dos o más capas de caucho de refuerzo de
la banda de rodadura 32.
Por ejemplo, según se ilustra en la Figura 5, se
pueden disponer dos capas de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura 32, de modo que las capas de caucho de refuerzo de la banda
de rodadura 32 se extiendan en la dirección circunferencial del
neumático y la dirección de la anchura del neumático sobre la capa
de caucho de cubierta completa 28. Como alternativa, según se
ilustra en la Figura 6, se pueden disponer dos capas de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura 32 solamente en la proximidad del
centro de la banda de rodadura.
Proporcionando una pluralidad de capas de caucho
de refuerzo de la banda de rodadura 32, se puede suprimir la
deformación de la capa de caucho de banda de rodadura 28.
Asimismo, aunque la capa de caucho de banda de
rodadura 28, en el neumático 10 de la forma de realización anterior,
presenta una estructura de dos capas (una "estructura de
cubierta-base"), se puede utilizar también una
estructura de capa única constituida por un material de caucho
único.
En las Figuras 6 a 12 inclusive se ilustran
ejemplos de la estructura de capa única, en la que la capa de
caucho de banda de rodadura 28 está constituida por un material de
caucho único comprendiendo las estructuras ilustradas en dichas
figuras.
Como es de general conocimiento en la técnica
anterior, los neumáticos delanteros y traseros, montados en un
vehículo, se retiran y vuelven a montar en diferentes posiciones en
un intervalo de tiempo adecuado.
En caso de vehículos para obras de construcción,
la primera retirada y nuevo montaje de los neumáticos se suele
realizar en el momento en que, por ejemplo, la capa de caucho de
banda de rodadura 28 está desgastada en un 30%.
En el neumático 10 de la presente forma de
realización, el intervalo de tiempo de la retirada y nuevo montaje
de los neumáticos en diferentes posiciones se puede determinar
visualmente por el cambio de color (intensidad, brillo y
saturación) de la superficie de la banda de rodadura en el momento
en que la capa de caucho de banda de rodadura 28 está desgastada en
un 30% si se cumplen las condiciones siguientes: la capa de caucho
de refuerzo de la banda de rodadura 32 está dispuesta en una
posición tan profunda como la superficie de rodadura cuando la capa
de caucho de dicha banda de rodadura 28 está desgastada en un 30%
(es decir, la profundidad d a la cual está provista la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32, medida desde la
superficie de la banda de rodadura de la capa de caucho de banda de
rodadura 28 se establece siendo el 30% de la profundidad D de la
acanaladura 26 de un neumático nuevo) y el caucho que compone la
capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32 presenta un
color diferente (intensidad, brillo y saturación) que el caucho que
compone la capa de caucho de banda de rodadura 28.
Puesto que se suele utilizar caucho negro para
los neumáticos, cualquier color distinto del negro, tal como
blanco, rojo, amarillo, verde o azul se puede utilizar en la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32. Si se utiliza el
mismo color negro para la capa de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura 32, basta si se altera el color (intensidad, brillo y
saturación).
Para poder cambiar el color (intensidad, brillo
y saturación) de un caucho, se pueden utilizar procedimientos
conocidos en la técnica anterior. Estos procedimientos comprenden la
adición de pigmentos en el caucho en su proceso de amasado o
similar.
Además, aunque la capa de caucho de refuerzo de
la banda de rodadura 32, que está constituida con solamente caucho,
se incorpora dentro de la capa de caucho de cubierta 28A en la forma
de realización antes citada, se pueden mezclar fibras cortas en el
interior de la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura
32. La longitud de las fibras cortas está preferentemente dentro de
un margen de 10 a 1000 \mum. El diámetro medio de las fibras
cortas es, preferentemente, no mayor que 1 \mum y más
preferentemente comprendido entre 0,05 y 0,8 \mum.
Es preferible que el material (por ejemplo
caucho) de la capa de refuerzo de banda de rodadura, que contiene
las fibras cortas, presente un módulo de elasticidad a la tracción
que sea mayor que el del caucho que constituye la capa de caucho de
cubierta 28A. Además, es preferible que las fibras cortas estén
orientadas en un plano que sea sustancialmente paralelo a la
superficie de la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura
32.
Además, puesto que la dirección en la que la
capa de caucho de banda de rodadura 28 es menos susceptible al
estiramiento se puede controlar por la orientación de las fibras
antes citadas, es preferible establecer la orientación de las
fibras en una dirección en la que se puede realizar, de modo más
efectivo la supresión de la generación de calor en la capa de
caucho de banda de rodadura 28.
Además, la capa de caucho de refuerzo de la
banda de rodadura 32 se puede preparar añadiendo fibras cortas en
el caucho del mismo tipo que el que compone la capa de caucho de
cubierta 28A. Como resultado, se puede utilizar un caucho común
para la capa de caucho de cubierta 28A y la capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura 32.
En la capa de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura 32, el caucho puede ser el constituyente principal. es
decir, la proporción (en volumen) del caucho puede ser del 50% o
más.
Asimismo, aunque la capa de caucho de refuerzo
de la banda de rodadura 32 esté incorporada en el interior de la
capa de caucho de cubierta 28A en la forma de realización antes
citada, una capa de estructura compuesta de caucho y fibra 34, en
lugar de la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura 32,
se puede incorporar en el interior de la capa de caucho de cubierta
28A, según se ilustra en la Figura 13, de modo que la capa de
estructura compuesta de caucho - fibra 34 sea sustancialmente
paralela a la superficie de la banda de rodadura.
La capa de estructura compuesta de caucho y
fibra 34 comprende por lo menos fibras. Ejemplos de la capa de
estructura compuesta de caucho y fibra 34 incluyen un tejido formado
por fibras largas, una tela no tejida y productos similares.
Es preferible que las propiedades físicas, tales
como el esfuerzo de tracción en un alargamiento del 50% de la capa
de estructura compuesta de caucho y fibra 34 se establezca de modo
similar a las propiedades físicas de la capa de caucho de refuerzo
de la banda de rodadura 32.
Las fibras constituyen la capa de estructura
compuesta de caucho y fibra 34 pueden ser fibras naturales, tales
como algodón, seda o lana, fibras sintéticas, tales como nylon,
poliéster, rayón o aramida o fibras inorgánicas tales como acero,
carbono o vidrio.
El espesor de la capa de estructura compuesta de
caucho y fibra 34, la profundidad a la que se incorpora la capa de
estructura compuesta de caucho y fibra 34 y propiedades similares se
establecen de modo similar a las propiedades de la capa de caucho
de refuerzo de la banda de rodadura 32.
Asimismo, para que se reconozca, con facilidad,
la exposición de la capa de estructura compuesta de caucho y fibra
34, en la superficie de la banda de rodadura, es preferible que los
colores de las fibras sean diferentes de los colores de los cauchos
que componen la capa de caucho de banda de rodadura 28 como es el
caso de la capa de caucho de refuerzo de la banda de rodadura
32.
Además, puesto que la dirección en la que es
menos susceptible de estiramiento la capa de caucho de banda de
rodadura 28 se puede controlar por la orientación de las fibras en
la capa de estructura compuesta de caucho y fibra 34, es posible
establecer la orientación de las fibras en una dirección en la que
se pueda conseguir, de modo más efectivo, la supresión de la
generación de calor en la capa de caucho de banda de rodadura
28.
\vskip1.000000\baselineskip
Para poder confirmar los efectos de la presente
invención, se prepararon un neumático convencional y un neumático
de los presentes ejemplos según la presente invención. Cada uno de
los neumáticos fue montado en una llanta estándar prescrita en las
normas industriales de JATMA y se inflaron a la presión interior
estándar prescrita en JATMA y a continuación, se montaron en un
vehículo de prueba. El vehículo de prueba fue conducido durante 24
horas bajo una condición constante (rodaje en un camino de obra de
construcción general con una carga de 60 toneladas). A
continuación, se midieron las temperaturas en la superficie de la
capa más superior de la correa, en los dos lugares ocupados por la
parte central de la banda de rodadura a lo largo de la
circunferencia del neumático (es decir, el plano de la línea de
centros ecuatorial) del neumático delantero izquierdo.
El neumático del presente ejemplo era el
neumático que presentaba la estructura descrita en la forma de
realización citada anteriormente.
El neumático convencional presentaba,
básicamente, la misma estructura que la del neumático del presente
ejemplo, exceptuado que fue proporcionada una capa de caucho de
cubierta del mismo espesor que el de la capa de caucho de refuerzo
de la banda de rodadura, en lugar de la capa de caucho de refuerzo
de dicha banda de rodadura. La acanaladura era la misma que para el
neumático del ejemplo.
El tamaño de cada neumático era de 40.00R57.
En la tabla 1 siguiente se indican los
resultados de las pruebas.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como indican los resultados de las pruebas,
la temperatura interna de la banda de rodadura del neumático del
presente ejemplo es significativamente más baja en comparación con
la del neumático convencional. Es decir, el efecto de la presente
invención ha sido bien demostrado en los resultados del presente
ejemplo.
Según se describió anteriormente, el neumático
de la presente invención que presenta la estructura citada
anteriormente muestra excelentes efectos en cuanto a que se puede
conseguir simultáneamente una supresión fiable de la generación de
calor y una alta resistencia al desgaste del neumático.
Claims (11)
1. Neumático (10) que comprende:
una parte de banda de rodadura constituida por
una capa de caucho de banda de rodadura (28) y presentando unas
acanaladuras (26) formadas en su superficie radialmente exterior;
y
una capa de refuerzo de banda de rodadura
delgada (32) prevista en una parte intermedia, en la dirección del
espesor, de la capa de caucho de banda de rodadura (28), de tal modo
que se extienda por lo menos sobre una parte de la capa de caucho
de banda de rodadura en la dirección de la anchura del neumático
caracterizado porque un esfuerzo de
tracción en un alargamiento del 50% del caucho que compone la capa
de caucho de refuerzo de la banda de rodadura (32), es entre 2 y 4
veces tan grande como un esfuerzo de tracción en un alargamiento
del 50% de la componente de caucho que constituye la capa de caucho
de banda de rodadura (28), cuya componente de caucho es la que
presenta el mayor valor de esfuerzo de tracción en un alargamiento
del 50%, entre las componentes de caucho de la capa de caucho de
banda de rodadura.
2. Neumático según la reivindicación 1, en el
que la capa de refuerzo de banda de rodadura (32) es una capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura delgada constituida por
un caucho que presenta un módulo de elasticidad a la tracción mayor
que el del caucho que constituye la capa de caucho de banda de
rodadura (28).
3. Neumático según la reivindicación 2, en el
que un espesor de la capa de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura (32) está comprendido entre el 2 y el 5% de un espesor de
la capa de caucho de banda de rodadura (28).
4. Neumático según la reivindicación 2 ó 3, en
el que la capa de caucho de banda de rodadura (28) está constituida
por una pluralidad de capas de caucho apiladas en la dirección
radial del neumático, presentando cada una de entre la pluralidad
de capas de caucho propiedades físicas diferentes.
5. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, en el que una profundidad de posición (d),
que es una distancia desde la superficie de la banda de rodadura al
lado exterior de la capa de caucho de refuerzo de la banda de
rodadura (32), en la dirección del espesor cuando el neumático es
nuevo, está comprendida entre el 10 y el 30% de una profundidad (D)
de una acanaladura de neumático nuevo.
6. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, en el que un caucho que compone la capa de
caucho de refuerzo de la banda de rodadura (32) presenta diferente
color, brillo y saturación que un caucho que constituye la capa de
caucho de banda de rodadura adyacente (28).
7. Neumático según la reivindicación 6, en el
que la profundidad, a la que está prevista la capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura (32), medida desde la superficie de
la banda de rodadura de la capa de caucho de banda de rodadura
(28), está establecida en un 30% de la profundidad (D) de la
acanaladura de un neumático nuevo.
8. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 7, en el que se añaden fibras cortas en la capa
de caucho de refuerzo de la banda de rodadura (32).
9. Neumático según la reivindicación 8, en el
que las fibras cortas están orientadas en un plano que es
sustancialmente paralelo a la superficie de la capa de caucho de
refuerzo de la banda de rodadura (32).
10. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que la capa de caucho de refuerzo de
la banda de rodadura (32) es una capa de estructura compuesta de
caucho y fibra (34) que incluye unas fibras con un mayor módulo de
elasticidad a la tracción que el del caucho que constituye la capa
de caucho de banda de rodadura (28).
11. Neumático según la reivindicación 10, en el
que la capa de estructura compuesta de caucho y fibra (34) está
dispuesta sustancialmente paralela a la superficie de la banda de
rodadura.
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