ES2305885T3 - Neumatico para vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Neumático que incluye una estructura de refuerzo de tipo carcasa, formada por elementos de refuerzo, anclada a cada lado del neumático a un talón cuya base está destinada a montarse en un asiento de llanta, prolongándose cada talón radialmente hacia el exterior por un flanco, uniéndose los flancos radialmente hacia el exterior de una banda de rodadura e incluyendo bajo la banda de rodadura una estructura de refuerzo de corona constituida por al menos una capa de elementos de refuerzo llamada capa de trabajo, incluyendo dicha estructura de refuerzo de corona al menos una capa adicional de elementos de refuerzo orientados de forma circunferencial radialmente exterior a la estructura de refuerzo de tipo carcasa y en que según el perfil del neumático en un plano radial, en su parte radialmente exterior a los dos puntos de tangencia de la abscisa curvilínea de la estructura de refuerzo de tipo carcasa con perpendiculares al eje de rotación, al menos una capa de elementos de refuerzo de trabajo es al menos en parte radialmente interior a la parte de la estructura de refuerzo de tipo carcasa radialmente exterior a los dos puntos de tangencia de la abscisa curvilínea de la estructura de refuerzo de tipo carcasa con perpendiculares al eje de rotación, caracterizado porque al menos una capa de elementos de refuerzo de trabajo está constituida por al menos un hilo continuo de refuerzo que forma en la zona central de dicha capa tramos que presentan ángulos, formados con la dirección longitudinal, idénticos, midiéndose dichos ángulos en los puntos de intersecciones con un plano circunferencial, porque dos tramos adyacentes están unidos por un bucle y porque los tramos forman un ángulo con la dirección longitudinal comprendido entre 10 y 80º.
Description
Neumático para vehículos.
La presente invención se refiere a un neumático
destinado a equipar un vehículo y más en particular destinado a
equipar un vehículo de dos ruedas tal como una motocicleta.
Aunque no se limita a una aplicación tal, la
invención se describirá más particularmente en referencia a dicho
neumático de motocicleta o moto.
La armadura de refuerzo o refuerzo de los
neumáticos y especialmente de los neumáticos de motocicleta está
actualmente, y la mayoría de las veces, constituida por el apilado
de una o varias lonas denominadas clásicamente "lonas de
carcasa", "lonas de corona", etc. Esta forma de denominar a
las armaduras de refuerzo proviene del procedimiento de fabricación
que consiste en realizar una serie de productos semiacabados en
forma de lonas, provistos de refuerzos de hilos a menudo
longitudinales, que a continuación se ensamblan o apilan con el fin
de confeccionar una preforma de neumático. Las lonas se realizan en
plano, con dimensiones considerables, y a continuación se cortan en
función de las dimensiones de un producto dado. El ensamblaje de las
lonas se realiza igualmente, en un primer momento, sustancialmente
en plano. A continuación se da forma a la preforma así realizada
para adoptar el perfil toroidal típico de los neumáticos. A
continuación se aplican los productos
semi-acabados, llamados "de terminación", a la
preforma, para obtener un producto listo para la vulcanización.
Un tipo semejante de procedimiento
"clásico" implica, en particular para la fase de fabricación de
la preforma del neumático, el uso de un elemento de anclaje
(generalmente un tirante), usado para realizar el anclaje o el
mantenimiento de la armadura de carcasa en la zona de los talones
del neumático. Así, para este tipo de procedimiento, se efectúa un
giro de una parte de todas las lonas que componen la armadura de
carcasa (o de una parte solamente) alrededor de un tirante
dispuesto en el talón del neumático. Se crea de esta forma un
anclaje de la armadura de carcasa en el talón.
La generalización en la industria de este tipo
de procedimiento clásico, a pesar de numerosas variantes en la
forma de realizar las lonas y los ensamblajes, ha llevado al experto
en la materia a usar un vocabulario calcado en el procedimiento; de
ahí la terminología admitida generalmente, que incluye especialmente
los términos "lonas", "carcasa", "tirante",
"conformación" para designar el paso de un perfil plano a un
perfil toroidal, etc.
Hoy en día existen neumáticos que no incluyen en
sentido propiamente dicho "lonas" o "tirantes" según las
definiciones precedentes. Por ejemplo, el documento
EP-A-0582196 describe neumáticos
fabricados sin la ayuda de productos semiacabados en forma de
lonas. Por ejemplo, los elementos de refuerzo de las diferentes
estructuras de refuerzo se aplican directamente en las capas
adyacentes de mezclas cauchutadas, aplicándose el conjunto por
capas sucesivas sobre un núcleo toroidal cuya forma permite obtener
directamente un perfil que se parece al perfil final del neumático
pendiente de fabricación. Así, en este caso, ya no se encuentran
productos "semiacabados", ni "lonas", ni "tirante".
Los productos de base, como las mezclas cauchutadas y los elementos
de refuerzo en forma de hilos o filamentos, se aplican directamente
en el núcleo. Al ser este núcleo de forma toroidal, ya no forma la
preforma para pasar de un perfil plano a un perfil en forma de
toro.
Además, los neumáticos descritos en este
documento no disponen del "tradicional" giro de lona de carcasa
alrededor de un tirante. Este tipo de anclaje está sustituido por
una disposición en la que se disponen de forma adyacente a dicha
estructura de refuerzo de flanco hilos circunferenciales, estando el
conjunto impregnado en una mezcla cauchutada de anclaje o de
unión.
Existen igualmente procedimientos de ensamblaje
de núcleo toroidal que usan productos semiacabados adaptados
especialmente para una colocación rápida, eficaz y simple en un
núcleo central. Finalmente, es igualmente posible usar un elemento
mixto que incluya a la vez ciertos productos semiacabados para
realizar ciertos aspectos arquitectónicos (como lonas, tirantes,
etc.), mientras que otros se realizan a partir de la aplicación
directa de mezclas y/o de elemento de refuerzo.
En el presente documento, con el fin de tener en
cuenta las evoluciones tecnológicas recientes tanto en el campo de
la fabricación como en el de la concepción de productos, los
términos clásicos como "lonas", "tirantes", etc., se
sustituyen ventajosamente por términos neutros o independientes del
tipo de procedimiento usado. Así, el término "refuerzo de tipo
carcasa" o "refuerzo de flanco" es válido para designar los
elementos de refuerzo de una lona de carcasa en el procedimiento
clásico y los elementos de refuerzo correspondientes, en general
aplicados en los flancos, de un neumático producido según un
procedimiento sin semiacabados. El término "zona de anclaje",
por su parte, puede designar tanto el "tradicional" giro de
lona de carcasa alrededor de un tirante de un procedimiento clásico
como el conjunto formado por los elementos de refuerzo
circunferenciales, la mezcla cauchutada y las partes adyacentes de
refuerzo de flanco de una zona baja realizada con un procedimiento
con aplicación en un núcleo toroidal.
Como en el caso de todos los otros neumáticos,
se asiste a una radialización de los neumáticos para motos,
comprendiendo la arquitectura de dichos neumáticos una armadura de
carcasa formada por una o dos capas de elementos de refuerzo que
forman con la dirección circunferencial un ángulo que puede estar
comprendido entre 65º y 90º, estando dicha armadura de carcasa
rematada radialmente por una armadura de corona formada al menos
por elementos de refuerzo generalmente textiles. Sin embargo,
subsisten neumáticos no radiales a los cuales se refiere igualmente
la invención. La invención se refiere además a neumáticos
parcialmente radiales, es decir, cuyos elementos de refuerzo de la
armadura de carcasa son radiales en al menos una parte de dicha
armadura de carcasa, por ejemplo en la parte correspondiente a la
corona del neumático.
Se han propuesto numerosas arquitecturas de
armadura de corona, según las cuales el neumático estará destinado
a montarse en la parte delantera de la moto o en la parte trasera.
Una primera estructura consiste, para dicha armadura de corona, en
emplear únicamente cables circunferenciales y dicha estructura se
emplea más en particular para la posición trasera. Se ha usado una
segunda estructura, directamente inspirada en las estructuras
empleadas actualmente en neumáticos para vehículos de turismo, para
mejorar la resistencia al desgaste y consiste en el uso de al menos
dos capas de corona de trabajo de elementos de refuerzo paralelas
entre sí en cada capa pero cruzadas de una capa a la siguiente
formando con la dirección circunferencial ángulos agudos, estando
dichos neumáticos más adaptados en particular a la parte delantera
de las motos. Dichas dos capas de corona de trabajo pueden estar
asociadas a al menos una capa de elementos circunferenciales,
generalmente obtenidos por enrollado helicoidal de una cinta de al
menos un elemento de refuerzo recubierto de caucho.
La patente
FR-A-2.561.588 describe así una
armadura de corona semejante, con al menos una lona cuyos elementos
de refuerzo forman con la dirección circunferencial un ángulo que
puede variar entre 0º y 8º, elevándose el módulo de elasticidad de
dichos elementos a al menos 6.000 N/mm^{2}, y, dispuesta entre la
armadura de carcasa y la lona de elementos circunferenciales, una
capa de amortiguación formada principalmente por dos lonas de
elementos cruzados de una lona a la siguiente que forman entre sí
ángulos comprendidos entre 60 y 90º, estando formadas dichas lonas
cruzadas por elementos de refuerzo textiles que tienen un módulo de
elasticidad de al menos 6.000 N/mm^{2}.
El documento
EP-A-0456933, con objeto de conferir
a un neumático para moto una excelente estabilidad a gran velocidad
así como una excelente propiedad de contacto con el suelo, enseña,
por ejemplo, la constitución de una armadura de corona con al menos
dos lonas: estando compuesta una primera lona, radialmente la más
cercana a la armadura de carcasa, por cables orientados con un
ángulo comprendido entre 40º y 90º con respecto a la dirección
circunferencial y estando compuesta la segunda lona, la más próxima
radialmente a la banda de rodadura, por cables enrollados
helicoidalmente en la dirección circunferencial.
La patente
US-A-5.301.730, con objeto de
aumentar la motricidad de un neumático para la posición trasera de
una moto, propone una armadura de corona compuesta, que va de la
armadura de carcasa radial a la banda de rodadura, de al menos una
lona de elementos sustancialmente circunferenciales y de dos lonas
de elementos cruzados de una lona a la siguiente formando con la
dirección circunferencial un ángulo que puede estar comprendido
entre 35º y 55º, pudiendo estar formada la lona de elementos
paralelos a la dirección circunferencial por elementos de poliamida
aromática y las lonas por elementos cruzados de poliamida
alifática.
La solicitud de patente
JP-A-11198616 describe un neumático
que incluye una armadura de carcasa constituida por al menos dos
lonas, estando la lona radialmente interior constituida por
elementos de refuerzo que presentan un ángulo con la dirección
circunferencial comprendido entre 0 y 90º. El neumático incluye
también una armadura de corona que comprende al menos una lona de
elementos de refuerzo orientados en su caso de forma
circunferencial.
El documento
US-A-5.273.094 describe un neumático
que incluye una armadura de carcasa realizada en varias partes y
una armadura de corona que incluye lonas cruzadas y lonas de hombros
de elementos de refuerzo circunferenciales.
El documento
US-A-5.618.362 describe, en su
figura 3, elementos de refuerzo de una lona de trabajo realizados a
partir de un hilo continuo y que forman una estructura en zigzag,
estando dos tramos adyacentes unidos por un bucle y presentando
ángulos formados con la dirección circunferencial opuestos.
La invención tiene por objeto realizar
neumáticos para motocicleta, cuya estructura de refuerzo de corona
incluye al menos una capa de elementos de refuerzo orientados de
forma circunferencial y al menos una capa de elementos de refuerzo
de trabajo, con costes inferiores a los obtenidos actualmente, sin
perjudicar sin embargo las propiedades, necesarias para la
satisfacción de los usuarios.
Este objeto se ha alcanzado según la invención
mediante un neumático que incluye una estructura de refuerzo de
tipo carcasa, formada por elementos de refuerzo, anclada en cada
lado del neumático a un talón cuya base está destinada a montarse
en un asiento de llanta, prolongándose cada talón radialmente hacia
el exterior por un flanco, uniéndose los flancos radialmente hacia
el exterior con una banda de rodadura e incluyendo bajo la banda de
rodadura una estructura de refuerzo de corona constituida por al
menos una capa de elementos de refuerzo llamada capa de trabajo,
incluyendo dicha estructura de refuerzo de corona al menos una capa
adicional de elementos de refuerzo orientados de forma
circunferencial radialmente exterior a la estructura de refuerzo de
tipo carcasa, y según el perfil del neumático en un plano radial, en
su parte radialmente exterior a los dos puntos de tangencia de la
abscisa curvilínea de la estructura de refuerzo de tipo carcasa con
perpendiculares al eje de rotación siendo al menos una capa de
elementos de refuerzo de trabajo al menos de forma parcial
radialmente interior a la parte, de la estructura de refuerzo de
tipo carcasa, radialmente exterior a los dos puntos de tangencia de
la abscisa curvilínea de dicha estructura de refuerzo de tipo
carcasa con perpendiculares al eje de rotación, estando constituida
al menos una capa de elementos de refuerzo de trabajo por al menos
un hilo continuo de refuerzo que forma en la zona central de dicha
capa tramos que presentan ángulos, formados con la dirección
longitudinal, idénticos, estando medidos dichos ángulos en los
puntos de intersecciones con un plano circunferencial, estando
unidos dos tramos adyacentes por un bucle o codo formado por dicho
hilo, y formando los tramos un ángulo con la dirección longitudinal
comprendido entre 10 y 80º.
La dirección longitudinal del neumático, o
dirección circunferencial, es la dirección correspondiente a la
periferia del neumático y definida por la dirección de rodadura del
neumático.
Un plano circunferencial o plano circunferencial
de corte es un plano perpendicular al eje de rotación del
neumático. El plano ecuatorial es el plano circunferencial que pasa
por el centro o corona de la banda de rodadura.
La dirección transversal o axial del neumático
es paralela al eje de rotación del neumático.
Un plano radial contiene el eje de rotación del
neumático.
Según la invención, los elementos de refuerzo se
denominan circunferenciales cuando forman un ángulo con la
dirección longitudinal inferior a 8º.
El neumático según la invención permite un
ahorro económico de dos órdenes. En primer lugar, la cantidad de
material usada para realizar una capa de elementos de refuerzo de
trabajo se reduce con respecto a un neumático habitual, de iguales
dimensiones, por la posición radialmente interior de al menos una
parte de una capa de elementos de refuerzo de trabajo con respecto
a la estructura de refuerzo de tipo carcasa. Y, en consecuencia, el
tiempo de fabricación de dicha capa de elementos de refuerzo de
trabajo puede ser inferior al necesario para la realización de la
capa de un neumático habitual, especialmente en el caso de una
realización en núcleo duro.
La presencia de al menos una capa de elementos
de refuerzo circunferenciales radialmente exterior a la estructura
de refuerzo de tipo carcasa permite tener una función de protección
de la estructura de tipo carcasa y de la capa de trabajo.
Según la invención, cuando el neumático incluye
al menos dos capas de refuerzo de tipo carcasa, al menos una capa
de elementos de refuerzo de trabajo está colocada al menos en parte
radialmente en el interior de al menos dos capas de refuerzo de
tipo carcasa.
Un neumático según la invención, que incluye al
menos una parte de la estructura de refuerzo de corona realizada
radialmente en el interior de la estructura de refuerzo de tipo
carcasa, se realiza así ventajosamente según una técnica de
fabricación del tipo núcleo duro o forma rígida.
Según una primera forma de realización de la
invención, la estructura de refuerzo de trabajo se realiza
íntegramente radialmente en el interior de al menos una estructura
de carcasa, es decir, en el interior de al menos una capa de
carcasa. Al menos una estructura de refuerzo de tipo carcasa cubre
así radialmente la estructura completa de refuerzo de trabajo.
Según una segunda forma de realización preferida
de la invención, al menos una capa de elementos de refuerzo de
trabajo de la estructura de refuerzo de corona se realiza
radialmente en el exterior de la estructura de refuerzo de tipo
carcasa. Según esta segunda forma de realización de la invención, la
capa de elementos de refuerzo de trabajo contribuye a la función de
protección con respecto a la carcasa y a las otras capas de la
estructura de refuerzo de trabajo, contra posibles agresiones
mecánicas.
Variantes de formas de realización de la
invención prevén aún que al menos una capa de elementos de refuerzo
de trabajo de la estructura de refuerzo de corona se realice al
menos en parte radialmente en el exterior de la capa de elementos
de refuerzo circunferenciales.
En una variante ventajosa de la invención, una
capa de elementos de refuerzo de trabajo puede realizarse en varias
partes colocadas en diferentes posiciones radiales o diferentes
niveles del neumático. Un neumático semejante puede incluir
especialmente una parte de la capa de elementos de refuerzo de
trabajo radialmente en el exterior de los elementos de refuerzo de
la estructura de carcasa, incluso de la capa de elementos de
refuerzo circunferenciales, en la parte central del neumático, es
decir, bajo la parte central de la banda de rodadura. Esta parte de
la capa de elementos de refuerzo de trabajo permite entonces
especialmente una protección de la carcasa contra posibles
agresiones que pueden intervenir por la parte central de la banda
de rodadura, considerada como la más expuesta. La invención prevé
además, en el caso de una capa de elementos de refuerzo de trabajo
realizada en varias partes colocadas en diferentes posiciones
radiales, que la distribución de estas diferentes partes no se
realice de manera simétrica con respecto al plano ecuatorial, o
plano circunferencial que pasa por el centro de la corona del
neumático. Una distribución semejante no simétrica puede estar unida
además a una elección de materiales diferentes de los elementos de
refuerzo de las capas de trabajo.
Según este tipo de realización de una capa de
elementos de refuerzo de trabajo fraccionada en varias partes, la
invención prevé ventajosamente un recubrimiento de los extremos
axiales de dichas partes entre sí.
Según una realización preferida de la invención,
en la zona central de dicha capa de trabajo, los tramos son
equidistantes unos de otros según todos los planos
circunferenciales.
Otras realizaciones ventajosas de la invención
prevén además que los motivos de tramos sean equidistantes unos de
otros según todos los planos circunferenciales. Por motivo de tramos
se entiende un conjunto de varios tramos dispuesto según una
configuración dada y que se reproduce.
La zona central de una capa de trabajo es una
zona circunferencial de dicha capa axialmente comprendida entre dos
zonas laterales, axialmente exteriores a dicha zona central. Esta
zona central está, según una realización preferida de la invención,
centrada en la corona de la banda de rodadura del neumático.
El término "hilo" designa con toda
generalidad monofilamentos, fibras de multifilamentos (en su caso
enroscadas sobre sí mismas) o ensamblajes como cables textiles o
metálicos, hilos retorcidos o incluso cualquier tipo de ensamblaje
equivalente, como por ejemplo, un cable híbrido, y esto con
independencia del o de los materiales, el posible tratamiento de
estos hilos, por ejemplo un tratamiento de superficie o
recubrimiento, o preencolado, para favorecer la adhesión en el
caucho o cualquier otro material.
Según esta variante ventajosa de la invención,
la capa de trabajo se realiza con al menos un hilo en el que no hay
ningún extremo libre presente en los bordes de dicha capa.
Preferentemente, la realización de la capa está hecha con un solo
hilo y la capa es del tipo "monohilo". Sin embargo, la
realización industrial de dichas capas lleva a discontinuidades
debidas especialmente a cambios de bobina. Una realización preferida
de la invención consiste además en usar un único hilo o un número
pequeño de hilos para una capa de trabajo y conviene disponer los
inicios y finales de los hilos en la zona central de dicha capa.
Un neumático según la invención así realizado
incluye una estructura de refuerzo que no presenta ningún extremo
libre de los elementos de refuerzo en el nivel de los bordes
axialmente exteriores de las capas de trabajo.
Los estudios realizados han puesto especialmente
de relieve que la presencia de capas habituales de elementos de
refuerzo que presentan un ángulo con la dirección longitudinal
conduce a rigidez local, circunferencial y de cizalladura, que
disminuye al acercarse a los bordes de dichas capas, siendo nula la
tensión en los extremos de los elementos de refuerzo. Una tensión
local nula de los elementos de refuerzo se traduce en una menor
eficacia de dichos elementos de refuerzo en esta zona. Ahora bien,
las rigideces de los bordes de las capas son particularmente
importantes cuando el neumático se usa en las inclinaciones más
acusadas de las ruedas, en curva, encontrándose entonces la parte
del neumático correspondiente a estas zonas al lado del suelo.
La realización de neumáticos para motocicletas
conduce a valores de curvaturas considerables para un uso de dichos
neumáticos en inclinación de las ruedas. Un neumático realizado
según esta variante de la invención y que incluye una estructura de
refuerzo que no presenta ningún extremo libre de los elementos de
refuerzo en el nivel de los bordes axialmente exteriores de las
capas de trabajo permite así especialmente reforzar las propiedades
de adherencia y de motricidad de los neumáticos para un uso en
fuerte inclinación de las ruedas.
En la zona central de las capas de trabajo, es
decir, en la parte de las capas de trabajo que no engloba los
bucles que unen los tramos entre sí, los tramos presentan ángulos,
formados con la dirección longitudinal, idénticos, estando medidos
dichos ángulos en los puntos de intersecciones con un plano
circunferencial, con independencia de cuál sea dicho plano
circunferencial. En otros términos, para un plano circunferencial de
corte dado, los tramos presentan todos el mismo ángulo formado con
la dirección longitudinal a los puntos de intersecciones con dicho
plano circunferencial de corte. Además, el ángulo citado
anteriormente puede variar según el plano circunferencial de corte
considerado.
Según una realización preferida citada
anteriormente, en la zona central de las capas de trabajo los tramos
son equidistantes unos de otros en planos circunferenciales de
corte, pudiendo la distancia que separa tramos adyacentes variar
según el plano circunferencial de corte considerado o, más
precisamente, pudiendo la distancia entre tramos adyacentes variar
según la dirección axial.
Un neumático semejante que, según se enuncia
anteriormente, se realiza ventajosamente según una técnica del tipo
de núcleo duro o toroidal facilita especialmente la colocación de
los elementos de refuerzo en la posición casi final; en efecto, al
no requerirse una etapa de conformación según este tipo de
procedimiento, los elementos de refuerzo ya no se desplazan después
de su colocación. Si se usa una técnica que incluye una etapa de
formación, como una conformación o la aplicación de una lona plana
en el perfil del neumático, la curvatura de un neumático de moto
necesita preparar una lona particular para poder obtener tramos, que
presentan ángulos idénticos y posiblemente equidistantes unos de
otros según todos los planos circunferenciales, unidos por un bucle;
especialmente en los extremos de la lona y, así pues, en el nivel
de los bucles, la conformación según la curvatura de un neumático
para motocicleta conduce a variaciones especialmente en los bordes
del neumático que modifican la posición de los elementos de
refuerzo. Esta modificación de las posiciones es perturbada, además,
por la presencia de bucles que conllevan modificaciones no
homogéneas. Por este hecho, los diferentes tramos no presentan
ángulos, formados con la dirección longitudinal, idénticos en
planos circunferenciales de corte. Asimismo, no son equidistantes
unos de otros en planos circunferenciales de corte.
En una realización ventajosa de la invención,
especialmente para optimizar la rigidez de la estructura de
refuerzo a lo largo del meridiano del neumático, y, en particular,
en los bordes de las capas de trabajo, los ángulos formados por
dichos tramos del hilo de las capas de trabajo con la dirección
longitudinal son variables según la dirección transversal de tal
forma que dichos ángulos son superiores en los bordes axialmente
exteriores de las capas de elementos de refuerzo con respecto a los
ángulos de dichos tramos medidos en el nivel del plano ecuatorial
del neumático.
El uso de una técnica del tipo de núcleo duro
que facilita especialmente la colocación de los elementos de
refuerzo en la posición casi final sin necesitar etapa de
conformación presenta aún más ventajas. En efecto, una técnica del
tipo de núcleo duro permite especialmente de manera simple
variaciones de ángulos claramente superiores a lo que es posible
obtener según procedimientos que incluyen una etapa de conformación.
Además, dichas variaciones de ángulo, tendiendo dicho ángulo a 90º
en los bordes de las capas de trabajo, conducen a un aumento del
paso y favorecen la realización de los bucles, debido a la reducción
de las dimensiones.
Una primera forma de realización de las
variantes de realización de la invención según las cuales los
ángulos formados por dichos tramos del hilo de las capas de trabajo
con la dirección longitudinal son variables según la dirección
transversal, consiste en hacer variar el ángulo de los tramos de una
manera monótona desde el plano ecuatorial del neumático hasta los
bordes de la curva de trabajo.
Una segunda forma de realización de estas
variantes consiste en hacer evolucionar el ángulo por palier desde
el plano ecuatorial del neumático hasta los bordes de la capa de
trabajo.
Una última forma de realización de estas
variantes consiste en una evolución del ángulo tal que se obtengan
valores dados para posiciones axiales dadas.
Estas diferentes formas de realización de las
variantes de realización de la invención según las cuales los
ángulos formados por dichos tramos del hilo de las capas de trabajo
con la dirección longitudinal son variables según la dirección
transversal permiten, en otros términos, obtener una fuerte rigidez
circunferencial de la estructura de refuerzo de la corona por la
presencia de ángulos cerrados, es decir, bajos, en la zona de la
corona del neumático, es decir, en la zona que encuadra el plano
ecuatorial. Y, al contrario, la presencia de ángulos abiertos, es
decir, de ángulos que tienden a 45º, incluso a 90º, puede obtenerse
en los bordes de la capa de trabajo o más exactamente en el nivel
de los hombros del neumático para mejorar la adherencia, la
motricidad, la comodidad o incluso la temperatura de funcionamiento
del neumático; en efecto, tales variaciones de ángulos permiten
modular la rigidez de cizalladura de las capas de trabajo.
Ventajosamente, en el caso de una estructura
radial, los elementos de refuerzo de la estructura de refuerzo de
tipo carcasa forman con la dirección circunferencial un ángulo
comprendido entre 65º y 90º.
Según realizaciones preferidas de la invención,
los tramos forman un ángulo con la dirección longitudinal
comprendido entre 20 y 75º. Preferentemente, el ángulo es inferior a
50º y preferentemente inferior todavía a 40º.
Según una realización preferida de la invención,
la estructura de refuerzo de corona del neumático incluye al menos
dos capas de elementos de refuerzo como las de una capa a la
siguiente, los tramos forman entre sí ángulos comprendidos entre 20
y 160º y preferentemente entre 40 y 100º.
Una variante de realización de la invención
prevé ventajosamente que los elementos de refuerzo circunferenciales
estén distribuidos según la dirección transversal con un paso
variable.
Según una primera forma de realización de esta
variante de la invención, dicho paso en el centro (corona) de la
banda de rodadura es menor que en los bordes de dicha capa. Una
realización semejante según la invención favorece especialmente una
resistencia a las agresiones exteriores que son más importantes en
la zona central del neumático.
Según una segunda forma de realización de esta
variante de la invención, dicho paso en el centro (corona) de la
banda de rodadura es mayor que en los bordes de dicha capa. Una
realización semejante según la invención favorece especialmente la
puesta en horizontal del neumático de fuerte inclinación de las
ruedas.
El centro o corona de la banda de rodadura se
define por el plano ecuatorial del neumático.
Según una realización preferida de la invención,
el valor del paso según la dirección transversal obedece a una
progresión en al menos una parte de la anchura axial de dicha capa
que va hasta los bordes de dicha capa. Según una realización
semejante, el paso entre los elementos de refuerzo circunferenciales
de dicha capa es ventajosamente constante en una zona que cubre la
corona de la banda de rodadura.
Según una primera forma de realización, el valor
del paso obedece a una progresión aritmética de tipo U(n) =
U_{0} + nr, con U_{0} comprendido entre 0,4 mm y 2,5 mm, y r, la
razón de la progresión, comprendida entre 0,001 y 0,1.
Según una segunda forma de realización, el valor
del paso obedece a una progresión geométrica de tipo U(n) =
U_{0} x r^{n}, con U_{0} comprendido entre 0,4 mm y 2,5 mm, y
r, la razón de la progresión, comprendida entre 1,001 y 1,025.
Según otras formas de realización de la
invención, el valor del paso puede ser una combinación de varias
progresiones en función de la posición axial en dicha capa.
La variación del paso entre los elementos de
refuerzo circunferenciales se traduce por una variación del número
de elementos de refuerzo circunferenciales por unidad de longitud
según la dirección transversal y en consecuencia por una variación
de la densidad de elementos de refuerzo circunferenciales según la
dirección transversal y, así pues, por una variación de la rigidez
circunferencial según la dirección transversal.
Una realización ventajosa de la invención prevé
además que la estructura de refuerzo de tipo carcasa esté
constituida por dos semilonas que se extienden, por ejemplo, de los
hombros a los talones. Según la naturaleza, la cantidad y la
disposición de los elementos de refuerzo de corona, la invención
prevé eficazmente la supresión de la estructura de carcasa en al
menos una parte de la zona del neumático que se encuentra bajo la
banda de rodadura. La realización de una estructura semejante de
carcasa puede estar hecha según la enseñanza del documento
EP-A-0844106. Las posiciones
relativas enunciadas anteriormente de las diferentes capas de la
estructura de refuerzo de corona son igualmente compatibles con una
estructura de carcasa semejante.
Según una realización preferida de la invención,
los elementos de refuerzo de las capas de trabajo son de material
textil.
Según otra forma de realización de la invención,
los elementos de refuerzo de las capas de trabajo son de metal.
Preferentemente igualmente, los elementos de
refuerzo de la capa de elementos de refuerzo circunferenciales son
metálicos y/o textiles y/o de vidrio. La invención prevé
especialmente el uso de elementos de refuerzo de naturalezas
diferentes en una misma capa de elementos de refuerzo
circunferenciales.
Preferentemente todavía, los elementos de
refuerzo de la capa de elementos de refuerzo circunferenciales
presentan un módulo de elasticidad superior a 6.000 N/mm^{2}.
Otros detalles y características ventajosos de
la invención se deducirán a partir de la descripción de los
ejemplos de realización de la invención en referencia a las figuras
1 a 5 que representan:
la figura 1, una vista meridiana de un esquema
de un neumático según una forma de realización de la invención,
la figura 2a, una representación esquemática de
una capa de trabajo según una primera realización de la
invención,
la figura 2b, una representación esquemática de
una capa de trabajo según una segunda realización de la
invención,
la figura 3, una vista meridiana de un esquema
de un neumático según una segunda forma de realización de la
invención,
la figura 4, una vista meridiana de un esquema
de un neumático según una tercera forma de realización de la
invención,
la figura 5, una vista meridiana de un esquema
de un neumático según una cuarta forma de realización de la
invención.
Las figuras 1 a 5 no están representadas a
escala para simplificar la comprensión.
La figura 1 representa un neumático 1 que
comprende una armadura de carcasa constituida por una sola capa 2
que comprende elementos de refuerzo de tipo textil. La capa 2 está
constituida por elementos de refuerzo dispuestos radialmente. El
posicionamiento radial de los elementos de refuerzo está definido
por el ángulo de colocación de dichos elementos de refuerzo; una
disposición radial corresponde a un ángulo de colocación de dichos
elementos con respecto a la dirección longitudinal del neumático
comprendido entre 65º y 90º.
Dicha capa de carcasa 2 está anclada a cada lado
del neumático 1 en un talón 3 cuya base está destinada a montarse
en un asiento de llanta. Cada talón 3 se prolonga radialmente hacia
el exterior por un flanco 4, uniéndose dicho flanco 4 radialmente
hacia el exterior de la banda de rodadura 5. El neumático 1 así
constituido presenta un valor de curvatura superior a 0,15 y
preferentemente superior a 0,3. El valor de curvatura se define por
la relación Ht/Wt, es decir, por la relación de la altura de la
banda de rodadura y la anchura máxima de la banda de rodadura del
neumático. El valor de curvatura estará comprendido ventajosamente
entre 0,25 y 0,5 para un neumático destinado a montarse en la parte
delantera de una motocicleta y estará comprendido ventajosamente
entre 0,2 y 0,5 para un neumático destinado a montarse en la parte
trasera.
El neumático 1 incluye además bajo la banda de
rodadura una armadura de corona constituida en el caso presente por
dos capas de trabajo 6, 7. Dichas capas de trabajo 6, 7 están
colocadas, según la invención, radialmente en el interior de la
parte de la capa de carcasa 2 radialmente exterior a los dos puntos
de tangencia A, B de la abscisa curvilínea de dicha capa de carcasa
2 con las perpendiculares 100, 101 al eje de rotación. El neumático
1 incluye además una capa de elementos de refuerzo circunferenciales
8 colocada radialmente en el exterior de la capa de carcasa 2. En
las figuras, la capa de elementos de refuerzo circunferenciales se
representa con una colocación según un paso variable, siendo el
paso mayor cuando uno se aleja axialmente de la corona del
neumático.
Una realización de este tipo permite, según se
recuerda anteriormente, un ahorro económico de dos órdenes. En
primer lugar, la cantidad de material usado para realizar tales
capas de elementos de refuerzo de trabajo se reduce debido a la
posición radial de las capas 6 y 7 interior a la capa de carcasa 2
con respecto a un mismo neumático realizado tradicionalmente con
las capas de trabajo radialmente exteriores a la carcasa. Y, en
consecuencia, el tiempo de colocación del hilo de refuerzo de dichas
capas 6 y 7 es igualmente inferior al tiempo necesario para la
realización de las capas tradicionales citadas anteriormente. La
variación del paso de colocación de los elementos de refuerzo
circunferenciales contribuye igualmente a un ahorro de material y
de tiempo de colocación con respecto a un paso constante
correspondiente al paso más pequeño.
Las capas de trabajo 6, 7 están constituidas por
refuerzos textiles realizados según la invención con al menos un
hilo continuo de refuerzo que forma en la zona central de dicha capa
tramos paralelos y estando los tramos adyacentes unidos por bucles.
La disposición de los hilos es tal que los tramos se cruzan de una
capa 6 a la capa 7 siguiente.
La figura 2a ilustra un ejemplo de realización
según la invención de una capa de trabajo 6 semejante constituida
por un solo hilo 9 colocado para formar los tramos 10. Dos tramos
adyacentes están unidos por bucles 11. La orientación de los tramos
10 es tal que forman con la dirección longitudinal L un ángulo
comprendido entre 10 y 80º. En esta representación de la figura 2,
los tramos están realizados con un ángulo variable de manera que en
los bordes de la capa de trabajo 6, dicho ángulo se hace mayor. Una
variante de realización semejante permite especialmente conferir
una fuerte rigidez circunferencial alrededor del ecuador, es decir,
en la parte central del neumático en la que los ángulos de dichos
tramos son los más pequeños para resistir el centrifugado. Por el
contrario, los ángulos más grandes en el borde de la capa de trabajo
6 y ventajosamente en el nivel de los hombros permiten favorecer la
adherencia y la motricidad del neumático en inclinación de las
ruedas optimizando la rigidez de cizalladura de las capas de
trabajo cuando el ángulo se sitúa alrededor de 45º o bien de
favorecer la comodidad en inclinación de las ruedas cuando el ángulo
se acerca a 90º.
En la figura 2a se representan igualmente dos
planos circunferenciales de corte XX' y YY' y los ángulos \alpha
y \beta formados por los elementos de refuerzo con la dirección
longitudinal a los diferentes puntos de intersecciones con dichos
planos circunferenciales XX' e YY'. Los ángulos \alpha por una
parte y \beta por otra son idénticos con independencia del
elemento de refuerzo considerado. Además, los ángulos \alpha y
\beta son diferentes uno del otro.
La figura 2a muestra igualmente, cuando la capa
6 está centrada en la corona o ecuador del neumático, que el
ecuador forma una línea 12 que comprende los puntos de inflexión de
los tramos 10 formados por el hilo 9.
La figura 2b ilustra otra variante de
realización de la invención cercana a la de la figura 2a según la
cual la longitud de los tramos no es regular. En el caso de la
figura 2b, el hilo 9' se deposita para formar los tramos 10', 10''
de dos longitudes diferentes. Una configuración semejante permite
obtener variaciones de densidad según la dirección axial, variando
la cantidad de elementos de refuerzo según esta misma dirección.
Las variaciones de densidad de este tipo son tanto más interesantes
en la concepción de neumáticos para motocicletas para optimizar y
adaptar valores de rigidez diferentes de las capas de trabajo
requeridas entre las posiciones en línea recta y las diversas
posiciones inclinadas del neumático debido a las partes diferentes
de la banda de rodadura y de la estructura de refuerzo que están en
conexión con el suelo.
En el caso de la figura 2b, se prevén dos
longitudes de tramos diferentes, pero la invención no debe
interpretarse como limitada a este caso de figura, pudiendo ser
mayor el número de longitudes diferentes de tramos.
Según una u otra de las realizaciones
representadas en las figuras 2a y 2b, la realización de las capas 6
y 6' se realiza preferentemente con un solo hilo. Sin embargo, por
diferentes razones, voluntarias o no, en el caso en el que se usan
varios hilos para realizar una capa de trabajo 6, 7, 6', 7', los
extremos de dichos hilos se encuentran en la parte central del
neumático. Más precisamente, no aparece ningún extremo libre en los
bordes de las capas de trabajo; sólo se presentan a este nivel de
las capas de trabajo los bucles 11, 11'. Esta característica de la
invención, según la cual no hay presente ningún extremo libre de los
elementos de refuerzo en los bordes de las capas de trabajo,
permite mejorar la calidad y, más en particular, la adherencia, la
motricidad, la comodidad o incluso la temperatura de funcionamiento
de los neumáticos sin perjudicar a las diferentes propiedades
buscadas ligadas a la realización de dichos neumáticos.
Además, en lo que concierne a la puesta en
práctica de la realización de un neumático semejante, éste se
obtiene ventajosamente por una fabricación del tipo de núcleo duro.
Así, la colocación de los hilos 9, 9' puede realizarse mediante un
autómata que los depositará precisamente con los ángulos deseados en
su posición casi final. En efecto, una fabricación del tipo de
núcleo duro facilita un posicionamiento preciso de los hilos, ya
que, al imponer el núcleo duro la forma de la cavidad interior
requerida, el perfil del neumático no se somete a modificación
durante la confección.
La figura 3 representa un neumático 13 que es
una variante de realización de la figura 1. Según esta variante de
realización, la capa de trabajo 63 se realiza radialmente en el
interior de la capa de carcasa 2 radialmente recubierta por la capa
de trabajo 73. La capa de elementos de refuerzo circunferenciales 83
es igualmente radialmente exterior a la capa de carcasa 2. La capa
de trabajo 73 presenta entonces, además de su función primera, una
función de protección, especialmente para la capa de carcasa 2. En
esta figura 3, la capa de trabajo 73 está intercalada entre la capa
de carcasa 2 y la capa de elementos de refuerzo circunferenciales
83, pero podría, según otra variante de realización, ser radialmente
exterior a dicha capa de elementos de refuerzo circunferenciales.
Según esta última variante, la capa de trabajo 73 tiene igualmente
una función de protección con respecto a la capa de elementos de
refuerzo circunferenciales 83.
La figura 4 representa una forma de realización
de la invención según la cual la capa de trabajo 64 se realiza en
varias partes 64a, 64b, 64c colocadas en el neumático 14 en niveles
radialmente diferentes. Estas realizaciones permiten, por ejemplo,
conservar localmente un papel de protección de la capa de trabajo
64, especialmente con respecto a la lona de carcasa 2, y reducir
además los costes de fabricación realizando parcialmente dicha capa
de trabajo 64 en posiciones radialmente inferiores. Esta elección
puede influir igualmente en otras propiedades del neumático que
sólo se investigan localmente. En el caso representado en la figura
4, la posición de las partes axialmente exteriores 64b, 64c
radialmente al exterior de la capa de carcasa 24 permite
especialmente la mejora de la estabilidad con inclinaciones de las
ruedas acusadas. El neumático 14 incluye además una capa de
elementos de refuerzo circunferenciales 84 radialmente exterior a la
capa de carcasa 24. El neumático puede incluir además una segunda
capa de trabajo, no representada en la figura, radialmente interior
o exterior a la capa de carcasa 24. Esta segunda capa de trabajo,
cuando es radialmente exterior a la capa de carcasa 24, presenta
entonces además de su función primera una función de protección,
especialmente para la capa de carcasa 24. Esta segunda capa de
trabajo puede, como en el caso de la figura 3, estar intercalada
entre la capa de carcasa 24 y la capa de elementos de refuerzo
circunferenciales 84 o bien, según otra variante de realización,
ser radialmente exterior a dicha capa de elementos de refuerzo
circunferenciales 84. Según esta última variante, la segunda capa
de trabajo tiene igualmente una función de protección con respecto a
la capa de elementos de refuerzo circunferenciales 84.
La figura 5 representa, como en el caso de la
figura 4, una forma de realización de la invención según la cual la
capa de trabajo 65 se realiza en varias partes 65a, 65b, colocadas
en el neumático 15 a niveles radialmente diferentes. Al contrario
que en el caso de la figura 4, la representación hecha en esta
figura 5 no presenta simetría con respecto al plano ecuatorial 20.
Una realización semejante puede buscarse especialmente cuando el
uso del neumático 15 no será de por sí simétrico; por ejemplo, en el
caso de neumáticos que deben usarse en circuitos específicos que
exigen que el neumático esté en inclinación de las ruedas según
esencialmente un lado. En efecto, la realización de un neumático
semejante puede ser especialmente interesante para un uso en pista
en el que la mayoría de las curvas o virajes son en la misma
dirección. El neumático 15 incluye incluso una capa de elementos de
refuerzo circunferenciales 85 radialmente exterior a la capa de
carcasa 25.
Una realización semejante de la capa de trabajo
65 en varias partes puede combinarse además con la presencia de una
segunda capa de trabajo, no representada en la figura, radialmente
en el exterior o en el interior de la capa de carcasa 25. Esta
segunda capa de trabajo, cuando es radialmente exterior a la capa de
carcasa 25, presenta entonces, además de su función primera, una
función de protección, especialmente para la capa de carcasa 25.
Esta segunda capa de trabajo puede, como en el caso de las figuras 3
y 4, estar intercalada entre la capa de carcasa 25 y la capa de
elementos de refuerzo circunferenciales 85 o bien, según otra
variante de realización, ser radialmente exterior a dicha capa de
elementos de refuerzos circunferenciales 85. Según esta última
variante, la segunda capa de trabajo tiene igualmente una función de
protección con respecto a la capa de elementos de refuerzo
circunferenciales 85.
Claims (20)
1. Neumático que incluye una estructura de
refuerzo de tipo carcasa, formada por elementos de refuerzo, anclada
a cada lado del neumático a un talón cuya base está destinada a
montarse en un asiento de llanta, prolongándose cada talón
radialmente hacia el exterior por un flanco, uniéndose los flancos
radialmente hacia el exterior de una banda de rodadura e incluyendo
bajo la banda de rodadura una estructura de refuerzo de corona
constituida por al menos una capa de elementos de refuerzo llamada
capa de trabajo, incluyendo dicha estructura de refuerzo de corona
al menos una capa adicional de elementos de refuerzo orientados de
forma circunferencial radialmente exterior a la estructura de
refuerzo de tipo carcasa y en que según el perfil del neumático en
un plano radial, en su parte radialmente exterior a los dos puntos
de tangencia de la abscisa curvilínea de la estructura de refuerzo
de tipo carcasa con perpendiculares al eje de rotación, al menos una
capa de elementos de refuerzo de trabajo es al menos en parte
radialmente interior a la parte de la estructura de refuerzo de tipo
carcasa radialmente exterior a los dos puntos de tangencia de la
abscisa curvilínea de la estructura de refuerzo de tipo carcasa con
perpendiculares al eje de rotación, caracterizado porque al
menos una capa de elementos de refuerzo de trabajo está constituida
por al menos un hilo continuo de refuerzo que forma en la zona
central de dicha capa tramos que presentan ángulos, formados con la
dirección longitudinal, idénticos, midiéndose dichos ángulos en los
puntos de intersecciones con un plano circunferencial, porque dos
tramos adyacentes están unidos por un bucle y porque los tramos
forman un ángulo con la dirección longitudinal comprendido entre 10
y 80º.
2. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado porque en la zona central de dicha capa los
tramos son equidistantes unos de otros según todos los planos
circunferenciales.
3. Neumático según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los ángulos formados por dichos tramos
con la dirección longitudinal son variables según la dirección
transversal y porque dichos ángulos son superiores en los bordes
axialmente exteriores de las capas de elementos de refuerzo con
respecto a los ángulos de dichos tramos medidos en el nivel del
plano ecuatorial del neumático.
4. Neumático según la reivindicación 3,
caracterizado porque los ángulos de los tramos varían de una
manera monótona desde el plano ecuatorial del neumático hasta los
bordes de la capa de trabajo.
5. Neumático según la reivindicación 3,
caracterizado porque los ángulos de los tramos varían por
palier desde el plano ecuatorial del neumático hasta los bordes de
la capa de trabajo.
6. Neumático según la reivindicación 1 a 5,
caracterizado porque la estructura de refuerzo de corona
incluye al menos dos capas de elementos de refuerzo y porque de una
capa a la siguiente los tramos forman entre sí ángulos comprendidos
entre 20 y 160º.
7. Neumático según una de las reivindicaciones 1
a 6, caracterizado porque los elementos de refuerzo de la
estructura de refuerzo de tipo carcasa forman con la dirección
circunferencial un ángulo comprendido entre 65º y 90º.
8. Neumático según una de las reivindicaciones 1
a 7, caracterizado porque los elementos de refuerzo
circunferenciales están distribuidos según la dirección transversal
con un paso variable.
9. Neumático según la reivindicación 8,
caracterizado porque el paso de distribución de los elementos
de refuerzo circunferenciales en el centro (corona) de la banda de
rodadura es menor que en los bordes de dicha capa de elementos de
refuerzo circunferenciales.
10. Neumático según la reivindicación 8,
caracterizado porque el paso de distribución de los elementos
de refuerzo circunferenciales en el centro (corona) de la banda de
rodadura es mayor que en los bordes de dicha capa de elementos de
refuerzo circunferenciales.
11. Neumático según la reivindicación 8 a 10,
caracterizado porque el valor del paso según la dirección
transversal obedece a una progresión matemática creciente en al
menos una parte de la anchura axial de dicha capa.
12. Neumático según una de las reivindicaciones
8 a 11, caracterizado porque el valor del paso obedece a una
progresión aritmética de tipo U(n) = U_{0} + nr, con
U_{0} comprendido entre 0,4 mm y 2,5 mm y r, la razón de la
progresión, comprendida entre 0,001 y 0,1.
13. Neumático según una de las reivindicaciones
8 a 11, caracterizado porque el valor del paso obedece a una
progresión geométrica de tipo U(n) = U_{0} x r^{n}, con
U_{0} comprendido entre 0,4 mm y 2,5 mm y r, la razón de la
progresión, comprendida entre 1,001 y 1,025.
14. Neumático según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque una capa de elementos de
refuerzo circunferenciales está colocada al menos en parte
radialmente en el interior de la capa de trabajo radialmente más en
el exterior.
\newpage
15. Neumático según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la estructura de refuerzo
de tipo carcasa se realiza de dos semilonas que se extienden de los
hombros a los talones.
16. Neumático según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque los elementos de refuerzo
de las capas de trabajo son de material textil.
17. Neumático según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque los elementos de refuerzo
de las capas de trabajo son de metal.
18. Neumático según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque los elementos de refuerzo
de la capa de elementos de refuerzo circunferenciales son metálicos
y/o textiles y/o de vidrio.
19. Neumático según la reivindicación 18,
caracterizado porque los elementos de refuerzo de la capa de
elementos de refuerzo circunferenciales presentan un módulo de
elasticidad superior a 6.000 N/mm^{2}.
20. Uso de un neumático como el descrito según
una de las reivindicaciones 1 a 19, para un vehículo de motor de
dos ruedas tal como una motocicleta.
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