ES2307932T3 - Neumatico que incluye una banda de rodadura con varias capas y su metodo de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Neumático (1) que comprende una estructura de carcasa (2) que tiene por lo menos una tela de carcasa (2a), por lo menos una estructura de refuerzo anular (3) asociada a dicha estructura de carcasa (2), una banda de rodadura (6) dicha de un material elastomérico en una posición radialmente externa respecto a dicha estructura de carcasa (2), una estructura de cintura (5) interpuesta entre dicha estructura de carcasa (2) y dicha banda de rodadura (6) y un par de flancos axialmente opuestos (7, 8) sobre dicha estructura de carcasa (2), comprendiendo dicha banda de rodadura (6) por lo menos una capa radialmente interna (9) y una capa radialmente externa (10) aptas para robar sobre el suelo, en el que: i) dicha banda la soldadura (6) está provista de un diseño de banda de rodadura, ii) dicha por lo menos una capa radialmente interna (9) tiene un módulo de elasticidad (E'') presión mayor que el módulo de elasticidad (E'') bajo compresión de la capa radialmente externa (10); y iii) dicha por lo menos una capa radialmente interna (9) de la banda de rodadura (6) comprende una pluralidad de elementos de tope circunferenciales (12) que se extienden radialmente en dicha capa radialmente externa (10) y axialmente distribuidos a lo largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura (6), caracterizado por el hecho de que iv) la relación entre la altura (h) y la anchura (l) de dichos elementos de tope (12) está comprendida entre aproximadamente 1:20 y aproximadamente 4:1.
Description
Neumático que incluye una banda de rodadura con
varias capas y su método de fabricación.
La presente invención se refiere a un neumático
para vehículos de dos ruedas o de cuatro ruedas y en particular,
pero no exclusivamente, a un neumático para vehículos de alto
rendimiento o de carreras.
Dicho neumático, correspondiente al preámbulo de
la reivindicación 1, es por ejemplo conocido a partir de la patente
DE-A1-2 362 627.
Específicamente, la presente invención se
refiere un neumático que comprende una estructura de carcasa que
tiene por lo menos una tela de carcasa, por lo menos una estructura
anular de refuerzo asociada a dicha estructura de carcasa, una
banda de rodadura hecha de un material elastomérico en una posición
radialmente exterior respecto a dicha estructura de carcasa, una
estructura de cintura interpuesta entre dicha estructura de carcasa
y dicha banda de rodadura y un par de flancos radialmente opuestos
sobre dicha estructura de carcasa, comprendiendo dicha banda de
rodadura por lo menos una capa radialmente interna y una capa
radialmente externa apta para rodar sobre el terreno.
En el campo de los neumáticos para vehículos y
para mejorar una o más características del comportamiento en
carretera sin influenciar substancialmente en una forma negativa en
las restantes características, son bien conocidos los neumáticos
provistos de una banda de rodadura que tiene una pluralidad de capas
radialmente superpuestas o en alguna forma consistentes en
porciones hechas de materiales que tienen diferentes propiedades
mecánicas.
En el campo de los neumáticos para motocicletas
se sugirió por ejemplo, mediante la solicitud de patente japonesa
JP 05-256645 (JP-A-7
108 805) mejorar el rendimiento del neumático a lo largo de una
curva mediante la fabricación de una banda de rodadura provista de
una porción ecuatorial que tiene una rigidez menor y una tangente
\delta mayor en comparación con la de las porciones opuestas de
resalte de la propia banda de rodadura.
Por otra parte, la solicitud de patente japonesa
JP 02-314293 ha sugerido, para evitar un desgaste
parcial de la banda de rodadura con la exfoliación de las capas de
material elastomérico y la formación de grietas en el material,
realizar una banda de rodadura provista de dos capas radialmente
superpuestas, cada una de las cuales a su vez está dividida
axialmente en dos porciones adecuadamente formadas hechas de
diferentes materiales. Más específicamente, la construcción
sugerida por este documento prevé que las dos porciones de cada
capa de la banda de rodadura tengan unos segmentos de extremo con un
espesor reducido en el plano ecuatorial del neumático, de tal
manera que las dos porciones de la capa puedan encajar axialmente
una dentro de la otra.
En el campo de los neumáticos de gran tamaño
para vehículos pesados o vehículos de carretera, también se ha
sugerido en la solicitud de patente europea EP 0 105 822 mejorar la
disipación del calor generado mediante la histéresis en la parte
radialmente interna de la banda de rodadura y mejorar el desgaste y
la resistencia al corte de la parte radialmente externa de la misma
realizando una banda de rodadura de múltiples capas provista de
capas interiores que tienen una resistencia mejorada a la disipación
del calor y con capas exteriores que tengan una resistencia
mejorada al desgaste.
Finalmente, para conseguir unas características
mejoradas de los neumáticos en términos de respuesta a la
conducción a altas velocidades de neumáticos radiales, la técnica
anterior ha propuesto, tal como por ejemplo se describe en la
patente canadiense CA 1 228 282, utilizar una banda de rodadura de
múltiples capas que comprende una capa radialmente interna que
tiene un módulo de elasticidad E' a 25ºC comprendido entre 100 y
250 kg/cm^{2}, y una capa radialmente externa que tiene un módulo
de elasticidad E' a 25ºC comprendido entre 70 y 150 kg/cm^{2} y
un valor de tangente \delta no inferior a 0,25, en donde la
relación entre el módulo de elasticidad de la capa radialmente
interna y el de la capa radialmente externa (medidos a 25ºC) no es
inferior a 1,15.
El objeto de la presente invención es el de
proporcionar un neumático provisto de una banda de rodadura de
múltiples capas y que tiene características de manejo mejoradas y,
más en particular, características de agarre a la carretera
mejoradas a lo largo de una curva de los vehículos de dos ruedas o
de cuatro ruedas en el cual se monta el neumático.
Según un primer aspecto de la invención, este
objeto se logra con un neumático tal como se define en la
reivindicación adjunta 1.
En particular, el solicitante ha encontrado que
para lograr la mejora deseada en las características de conducción
y, más en particular, las características de agarre a la carretera a
lo largo una curva no es suficiente diseñar las propiedades
mecánicas de los materiales en elastoméricos utilizados para
realizar la banda de rodadura de múltiples capas, sino que también
es necesario formar de una manera adecuada por lo menos una de las
capas radialmente internas para lograr una estructura de soporte
capaz de desarrollar una acción contraria contra las tensiones
transversales a las cuales el neumático está sometido a lo largo de
la curva.
Más en particular, el solicitante ha encontrado
que para lograr el objetivo antes mencionado es necesario que la
banda de rodadura esté provista de por lo menos una capa radialmente
interna y una capa radialmente externa apta para rodar sobre el
terreno y que:
i) dicha por lo menos una capa radialmente
interna tiene un módulo de elasticidad (E') bajo comprensión mayor
que el módulo de elasticidad (E') bajo comprensión de la capa
radialmente exterior;
ii) dicha por lo menos una capa radialmente
interna de la banda de rodadura comprende una pluralidad de
elementos circunferenciales de tope que se extienden radialmente en
dicha capa radialmente externa y que se distribuyen axialmente a lo
largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura.
El solicitante, a la vez que no desea estar
limitado por ninguna teoría interpretativa, observa que los
elementos circunferenciales de tope de la capa radialmente interna
de la banda de rodadura, más rígidos per se en la capa
radialmente externa en la cual extienden radialmente, constituyen
unos elementos de "rayo" incluidos circunferencialmente en el
grosor de la banda de rodadura y adaptados para contrarrestar de
forma efectiva la acción deformante de las tensiones transversales
a las que el neumático está sometido a lo largo de una curva.
La estructura de "rayo incrustado" de la
banda de rodadura de múltiples capas del neumático de la presente
invención también permiten lograr el importante efecto técnico
adicional de permitir un cambio gradual desde los rendimientos
iniciales caracterizados por un alto agarre y buena rigidez
transversal rendimientos caracterizados por un agarre gradualmente
decreciente acompañado por una rigidez que siempre se incrementa
mientras que el neumático se desgasta.
Este último aspecto técnico es particularmente
ventajoso cuando el neumático se monta en las ruedas de un vehículo
de motor de alto rendimiento o motocicleta, debido a que el
conductor es capaz de percibir el cambio gradual desde los
rendimientos iniciales del flamante neumático a que los ofrecidos
por el neumático usado al desgastarse.
Ventajosamente, por otra parte, el neumático de
la invención permite equilibrar a voluntad el agarre y la
durabilidad de la banda de rodadura mediante el empleo de mezclas
conocidas de caucho sin la necesidad de desarrollar especialmente
nuevas mezclas de caucho reduciendo sustancialmente de esta forma
los tiempos y costes de fabricación.
En una realización preferida de la invención, la
relación entre el módulo de elasticidad E' bajo compresión a 70ºC
de la capa radialmente interna y el módulo de elasticidad E' bajo
compresión a 70ºC de la capa radialmente externa de la banda de
rodadura se encuentra entre aproximadamente 1,1 y aproximadamente 3
y, aún más preferentemente, entre aproximadamente 1,1 y 2.
De esta forma, fue ventajosamente posible
obtener un compromiso óptimo entre los rendimientos en términos de
conducción y confort del neumático y la resistencia a las tensiones
transversales a las que neumático está sometido principalmente
durante el desplazamiento a lo largo de una curva o en trayectorias
mixtas.
Preferentemente, y para lograr las relaciones
antes mencionadas, dicha por lo menos una capa radialmente interna
de la banda de rodadura tiene un módulo de elasticidad (E') bajo
compresión a 70ºC comprendido entre aproximadamente 2 y
aproximadamente 14 MPa, en donde la porción radialmente externa
tiene un módulo de elasticidad (E') bajo compresión a 70ºC de entre
aproximadamente 2 y aproximadamente 10 MPa.
En la siguiente descripción y en las
reivindicaciones adjuntas, los valores de los módulos de elasticidad
E' bajo compresión están previstos para ser medidos mediante
aparatos convencionales, sometiendo una pieza de prueba cilíndrica
de material elastomérico vulcanizado que tiene una longitud de 25 mm
y un diámetro de 14 mm, a una compresión cargada previamente hasta
una deformación longitudinal del 25% de su altura original y
mantenido a una temperatura de 70ºC, a una deformación sinusoidal
dinámica de un anchura máxima de \pm 3,50% de la lectura bajo
carga previa, con una frecuencia de 100 ciclos por segundo (100
Hz).
Más preferentemente, dicho por lo menos una capa
radialmente interna antes mencionada de la banda de rodadura tiene
un módulo de elasticidad (E') bajo compresión a 70ºC comprendido
entre aproximadamente 2,2 y aproximadamente 9 MPa; donde la capa
radialmente externa tiene un módulo de elasticidad (E') bajo
compresión a 70ºC comprendido entre aproximadamente 2 y
aproximadamente 8,5 MPa.
Todavía más preferentemente, dicha por lo menos
una capa radialmente interna antes mencionada de la banda de
rodadura tiene un módulo de elasticidad (E') bajo compresión a 70ºC
comprendido entre aproximadamente 2,2 y aproximadamente 6 MPa en el
caso de neumáticos de carreras y entre aproximadamente 5,5 y
aproximadamente 9 en el caso de neumáticos para vehículo de motor
de alto rendimiento, en donde la capa radialmente externa y en un
módulo de elasticidad (E') bajo compresión a 70ºC de entre
aproximadamente 2 y aproximadamente 5,5 MPa en el caso de
neumáticos de carreras y entre aproximadamente 5 y aproximadamente
8,2 en el caso de neumáticos para vehículo de motor de alto
rendimiento de carga.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Mediante la observación de los valores antes
mencionados de los módulos de elasticidad (E') bajo compresión a
70ºC de las capas de la banda de rodadura, se ha observado que
también es posible optimizar de acuerdo con el tipo de neumático el
cambio gradual de los rendimientos iniciales caracterizados por un
alto agarre y una buena rigidez transversal a rendimientos
caracterizados por un agarre gradualmente decreciente acompañado
por una cada vez mayor rigidez transversal cuando el neumático se
desgasta.
De esta forma, fue ventajosamente posible lograr
un compromiso óptimo entre los rendimientos en términos de desgaste
de la banda de rodadura del neumático y en términos de resistencia a
las tensiones transversales a las cuales el neumático está sometido
principalmente durante el desplazamiento a lo largo de curvas o en
trayectorias mixtas.
Preferentemente, la relación entre el grosor de
dicha por lo menos una capa radialmente interna antes mencionada y
el grosor total de la banda de rodadura está comprendido entre
aproximadamente 0,5 y aproximadamente 1.
En una realización particularmente preferida de
la invención, la relación entre el grosor de dicha por lo menos una
capa radialmente interna antes mencionada y el grosor total de la
banda de rodadura está comprendido entre aproximadamente 0,5 y
aproximadamente 0,95 y, más preferentemente, está comprendida entre
aproximadamente 0,8 y aproximadamente 0,95.
Para los propósitos de la invención, las capas
radialmente interna y externa de la banda de rodadura pueden
obtenerse mediante la conformación y la vulcanización de materiales
elastoméricos adecuados cuya composición puede ser fácilmente
determinada por un experto en la materia para alcanzar los valores
deseados antes mencionados del módulo de elasticidad (E') bajo
compresión a 70ºC.
Debe especificarse que en la presente
descripción y en las reivindicaciones adjuntas, el término
"material elastomérico" se utiliza para indicar una
composición que comprende por lo menos un polímero elastomérico y
por lo menos un relleno de refuerzo. Preferentemente, una
composición de este tipo también comprende aditivos tales como, por
ejemplo, un agente de reticulación y/o un plastificante. Gracias a
la presencia del agente de reticulación, dicho material puede ser
reticulado mediante calentamiento, para formar el producto
final.
De acuerdo con la invención, los elementos de
tope circunferencial formados en dicha por lo menos una capa
radialmente interna antes mencionada de la banda de rodadura y que
se extienden radialmente en la capa radialmente externa pueden
estar axialmente distribuidos a lo largo del desarrollo transversal
de la banda de rodadura en una variedad de formas.
En una primera realización preferida de la
invención, los elementos de tope circunferenciales pueden estar
dispuestos uno al lado del otro a lo largo del desarrollo
transversal de la banda de rodadura.
En una segunda realización preferida de la
invención, los elementos de tope circunferenciales pueden estar
separados entre sí a lo largo del desarrollo transversal de la banda
de rodadura.
En ambas realizaciones, los elementos de tope
circunferenciales pueden también estar axialmente distribuidos con
un paso sustancialmente constante o, alternativamente, con un paso
variable a lo largo del desarrollo transversal de la banda de
rodadura.
Dentro del marco de la presente descripción y en
las reivindicaciones adjuntas, el término "paso" de los
elementos de tope circunferenciales se utiliza para indicar la
distancia medida entre una sección transversal y a lo largo de la
dirección axial entre punto medio de dos elementos de tope
consecutivos, que pueden ser adyacentes o no. Dentro del marco de
la presente definición, el punto medio de cada elemento de tope
circunferencial es el punto medio de la línea que une los extremos
opuestos axialmente internos del mismo.
Dentro del marco de la presente descripción y en
las reivindicaciones posteriores, el término "anchura" de cada
elemento de tope circunferencial se utiliza para indicar la
proyección sobre una línea paralela al eje de rotación del
neumático del segmento que une en una sección transversal los
extremos radialmente internos de dicho elemento de tope.
Dentro del marco de la presente descripción y en
las reivindicaciones posteriores, finalmente, el término
"altura" de cada elemento de tope circunferencial se utiliza
para indicar la proyección sobre un plano paralelo respecto al
plano ecuatorial del neumático del segmento de la línea
perpendicular que se extiende en una sección transversal entre el
punto radialmente más externo del elemento de tope y el segmento que
une los extremos radialmente internos citados anteriormente del
propio elemento de tope.
Gracias a estas diferentes configuraciones
geométricas, desventajosamente posible ajustar la distribución
axial de los elementos de tope circunferencial es para conseguir las
características deseadas de resistencia a las tensiones
transversales en función del tamaño del neumático y/o del tipo de
uso y/o de las características de los materiales elástico médicos
utilizados para la fabricación de las capas radialmente superpuestas
de la banda de rodadura.
Según la invención, los elementos de tope
circunferencial es formados en la por lo menos una capa radialmente
interna citada anteriormente de la banda de rodadura y que se
extienden radialmente en la capa radialmente externa pueden tener
también diferentes extensiones radiales y/o diferentes formas
geométricas.
\global\parskip1.000000\baselineskip
De esta manera, se ha apreciado que
desventajosamente posible conseguir las características deseadas de
resistencia a las tensiones transversales en función del tamaño del
neumático y/o del tipo de uso y/o de las características de los
materiales elastoméricos utilizados para la fabricación de las capas
radialmente superpuestas de la banda de rodadura.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el
neumático de la invención se puede utilizar para equipar vehículos
todo ruedas y de cuatro ruedas.
Dentro del uso en vehículos a motor, el
neumático de la invención comprende una banda de rodadura provista
de un diseño de banda de rodadura. Además, el neumático tiene un uso
preferido en vehículos de alto rendimiento.
Dentro del marco de la invención que
independientemente de la forma específica de los elementos de tope
circunferencial es, la relación entre la altura y la anchura de los
elementos de tope circunferenciales está comprendida entre
aproximadamente 1:20 y aproximadamente 4:1 y, preferiblemente, entre
aproximadamente 1:5 y aproximadamente 2:1.
Dentro del marco del uso en vehículos a motor y
según una realización que no forma parte de la invención, el
neumático es del tipo llamado "sin dibujo", es decir, comprende
una banda de rodadura substancialmente desprovista de un diseño de
banda de rodadura. En esta realización, el neumático tiene un uso
preferido en vehículos de carreras.
En esta realización e independientemente de la
forma específica de los elementos de tope circunferenciales, la
altura de estos elementos está preferiblemente comprendida entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 4 mm.
En este caso, además, la relación entre la
altura de la anchura de los elementos de tope está preferiblemente
comprendida entre aproximadamente 1:50 y aproximadamente 4:1 y,
todavía más preferiblemente, entre aproximadamente 1:40 y
aproximadamente 1:1.
En una realización preferida de la invención, la
relación entre la altura y la anchura de dichos elementos de tope
es substancialmente constante a lo largo de todo el desarrollo
transversal de la banda de rodadura.
En esta realización y si los elementos de tope
circunferenciales son adyacentes entre sí, la constancia de esta
relación altura/anchura también implica que los elementos de tope
circunferenciales están también distribuidos axialmente con un paso
substancialmente constante o, en otras palabras, con una
distribución axial substancialmente constante a lo largo del
desarrollo transversal de la banda de rodadura.
En una realización preferida alternativa de la
invención, la relación entre la altura y la anchura de dichos
elementos de tope en por lo menos una primera porción de la banda de
rodadura es diferente de la relación entre la altura de la anchura
de los elementos de tope en por lo menos una segunda porción de la
banda de rodadura.
En esta realización y si los elementos de tope
circunferenciales son adyacentes entre sí, a diferencia de esta
relación altura/anchura en diferentes porciones de la banda de
rodadura también implica que los elementos de tope
circunferenciales está en axialmente distribuidos con un paso
variable o, en otras palabras, con una distribución axial variable
a lo largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura.
Preferiblemente, los elementos de tope
circunferenciales pueden tener una sección transversal
substancialmente poligonal que tiene un perfil formado mediante
segmentos substancialmente rectilíneos, o una sección transversal
redondeada que tiene un perfil formado mediante segmentos
substancialmente curvilíneos.
En una realización particularmente preferida de
la invención, los elementos de tope circunferenciales tienen una
sección transversal substancialmente triangular que es
particularmente efectiva cuando se ejerce la acción contraria
deseada contra las tensiones transversales a las cuales el neumático
está sometido a lo largo de una curva.
Según otro aspecto de la invención, se
proporciona un procedimiento para la fabricación de un neumático tal
como se define en la reivindicación 15 adjunta.
Este procedimiento comprende, en particular, las
etapas de:
a) fabricar una estructura de carcasa asociada
con una estructura anular de refuerzo;
b) hacer una estructura de cintura;
c) colocar por lo menos una primera capa de una
banda de rodadura y que consiste substancialmente en un primer
material elastomérico en una posición radialmente externa respecto a
dicha estructura de cintura, comprendiendo dicha primera capa una
pluralidad de elementos de tope circunferenciales que se extienden
radialmente hacia el exterior y están axialmente distribuidos a lo
largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura;
d) colocar sobre dicho por lo menos una primera
capa, por lo menos una segunda capa de la banda de rodadura que
consiste substancialmente en un segundo material elastomérico que
tiene, después de su vulcanización, un módulo de elasticidad bajo
compresión menor que el módulo de elasticidad bajo compresión del
primer material elastomérico de dicha por lo menos una primera capa
de la banda de rodadura.
Características y ventajas adicionales de la
invención se harán más evidentes a partir de la siguiente
descripción de algunas realizaciones preferidas de neumáticos y de
procedimientos para su fabricación según la invención, cuya
descripción se realiza a modo de indicación no limitativa, con
referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 muestra una vista en sección
transversal de un neumático según la presente invención;
- la figura 1A muestra una vista en sección
transversal a una escala ampliada de algunos detalles el neumático
de la figura 1;
- las figuras 2 a 5 muestra en vistas en sección
transversal a una escala ampliada de algunos detalles de
realizaciones alternativas de un neumático según la presente
invención;
- la figura 6 muestra una vista en sección
transversal de otra realización de un neumático según la presente
invención;
- la figura 7 muestra una vista en sección
transversal de una realización de un neumático que no forma parte
de la invención;
- la figura 8 muestra una vista en planta
esquemática de una estación robotizada para la fabricación de la
banda de rodadura del neumático según la presente invención;
- la figura 8A muestra una vista en planta
esquemática de una estación robotizada para la fabricación de la
banda de rodadura del neumático según la invención sobre un tambor
auxiliar substancialmente cilíndrico;
- la figura 9 muestra una vista en perspectiva
esquemática de una estación robotizada para la fabricación de la
banda de rodadura del neumático según la invención sobre un soporte
toroidal substancialmente rígido.
Con referencia a las figuras 1 a 5, un neumático
fabricado según una primera realización preferida de la invención,
que se puede utilizar para equipar tanto vehículos de alto
rendimiento como vehículos de carreras, se indica en general
mediante la referencia numérica 1.
El neumático 1 comprende una estructura de
carcasa 2 provista de por lo menos una tela de carcasa 2a, cuyos
bordes laterales opuestos están externamente doblados alrededor de
respectivas estructuras de refuerzo anulares 3, usualmente
conocidas como "núcleos de talón", cada una cerrada en un talón
4 definido a lo largo de un borde circunferencial interno del
neumático 1, y en el que el propio neumático se acopla sobre una
llanta (no representada) que forma parte de la rueda de un
vehículo.
El neumático 1 también comprende una banda de
rodadura 6 hecha de un material elastomérico en una posición
radialmente externa respecto a la estructura de carcasa 2, una
estructura de cintura 5 interpuesta entre la estructura de carcasa
2 y la banda de rodadura 6, y un par de flancos 7, 8 en posiciones
axialmente o puestas sobre la estructura de carcasa 2.
Preferiblemente, la estructura de cintura 5
incluye una o más capas de cintura dichas por ejemplo de un tejido
de cuerdas o alambres de metal incrustados en una lámina de caucho,
dispuestos paralelos entre sí en cada capa y atravesados respecto a
los de la capa adyacente y con una o más cuentas llamadas de 0º
enrolladas en espiral y de manera coaxial sobre el neumático 1 en
una posición radialmente externa respecto a los tejidos de cuerdas
atravesadas.
Según la realización representada en la figura
1, la banda de rodadura 6 aplicada de manera circunferencial
alrededor de la estructura de cintura 5 comprende una capa
radialmente interna 9 y una capa radialmente externa 10, aptas para
rodar sobre el suelo y usualmente provistas de un diseño de panda de
rodadura que comprende una pluralidad de ranuras 11 que definen una
pluralidad de nervios de caucho y de bloques de caucho.
Según una primera característica de la
invención, la capa radialmente interna 9 de la banda de rodadura 6
del neumático 1 tiene un módulo de elasticidad (E') bajo compresión
mayor que el módulo de elasticidad (E') bajo compresión de la capa
radialmente externa 10.
De esta manera, las dos capas 9 y 10 de la banda
de rodadura 6 realizan ventajosamente la función de capa de soporte
que tiene una alta rigidez transversal y, respectivamente, la
función de capa de contacto con el suelo de alto agarre.
\newpage
En una realización particularmente preferida y
si el neumático 1 está diseñado para vehículos de carreras, la capa
radialmente interna 9 tiene un módulo de elasticidad (E') bajo
compresión comprendido entre aproximadamente 3 y aproximadamente 6
MPa, mientras que la capa radialmente externa 10 tiene un módulo de
elasticidad (E') bajo compresión comprendido entre aproximadamente
2 y aproximadamente 5 MPa.
En una realización particularmente preferida y
si el neumático 1 está diseñado para vehículos de alto rendimiento,
la capa radialmente interna 9 tiene un módulo de elasticidad (E')
bajo compresión comprendido entre aproximadamente 6 y
aproximadamente 9 MPa, mientras que la capa radialmente externa 10
tiene un módulo de elasticidad (E') bajo compresión comprendido
entre aproximadamente 5 y aproximadamente 8 MPa.
En ambos casos, la relación entre el módulo de
elasticidad (E') bajo compresión 70ºC del material elastomérico de
la capa radialmente interna 9 y el módulo de elasticidad (E') bajo
compresión a 70ºC del material elastomérico de la capa radialmente
externa 10 está preferiblemente comprendida entre aproximadamente
1,1 y aproximadamente 3 y, todavía más preferiblemente, entre
aproximadamente 1,1 y aproximadamente 2.
En la realización preferida representada, la
relación entre el espesor de la capa radialmente interna 9 y el
espesor total de la banda de rodadura 6 está comprendido entre
aproximadamente 0,5 y aproximadamente 1.
Preferiblemente, la relación entre el espesor de
la capa radialmente interna 9 y el espesor total de la banda de
rodadura 6 es menor de 0,95 y, más preferiblemente, está comprendido
entre aproximadamente 0,8 y aproximadamente 0,95 en ambos tipos de
uso del neumático 1 (vehículos de alto rendimiento o vehículos de
carreras).
Según una segunda característica de la
invención, la capa radialmente interna 9 de la banda de rodadura 6
comprende una pluralidad de elementos de tope circunferenciales 12
que se extienden radialmente en la capa radialmente externa 10, en
la cual están completamente incrustados y axialmente distribuidos a
lo largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura 6.
Ventajosamente, cada elemento de tope
circunferencial 12 consiste esencialmente en una porción de la capa
radialmente interna de la banda de rodadura que tiene una estructura
y una resistencia mecánica capaces de desarrollar una resistencia
substancial contra las tensiones transversales que actúan sobre la
banda de rodadura del neumático y que tienden a deformar de manera
elástica la propia banda de rodadura.
En otras palabras, en los elementos de tope
circunferenciales 12 constituyen substancialmente una serie de
elementos de "viga" capaces de contrarrestar de una manera
efectiva las tensiones transversales que actúan sobre el neumático
1 según la flecha doble f de la figura 1 cuando el vehículo en el
cual el neumático 1 está montado se desplaza a lo largo de una
curva.
En la realización preferida representada en la
figura 1, los elementos de tope 12 están dispuestos uno al lado del
otro y son adyacentes entre sí a lo largo del desarrollo transversal
de la banda de rodadura 6.
Los elementos de tope 12 que están también
axialmente distribuidos con un paso substancialmente constante
"p" (indicado por motivos de claridad en la figura 1A con
referencia a dos elementos de tope 12 adyacentes) a lo largo del
desarrollo transversal de la banda de rodadura 12, para tener un
neumático 1 que reacciona de una manera substancialmente simétrica
respecto a su propio plano ecuatorial \pi respecto a las tensiones
transversales citadas anteriormente que sufre cuando se desplaza a
lo largo de una curva.
La relación entre la altura "h" y la
anchura "l" de los elementos de tope 12 (indicados por motivos
de claridad en la figura 1A con referencia a uno de los elementos
de tope 12) está comprendida entre aproximadamente 1:20 y
aproximadamente 4:1 y, preferiblemente entre aproximadamente 1:5 y
aproximadamente 2:1.
En algunas realizaciones preferidas, dicha
relación h/l es substancialmente constante a lo largo de todo el
desarrollo transversal de la banda de rodadura 6.
En esta realización preferida, los elementos de
tope 12 están distribuidos axialmente según un paso substancialmente
constante a lo largo del desarrollo transversal de la banda de
rodadura 6.
Preferiblemente, además, los elementos de tope
12 tienen una sección transversal substancialmente triangular que
es ventajosamente capaz de contrarrestar de una manera óptima las
tensiones transversales citadas anteriormente que sufre el
neumático 1 cuando se desplaza a lo largo de una curva.
Gracias a la construcción descrita
anteriormente, el neumático 1 es capaz no solamente de conseguir un
manejo mejorado y un óptimo agarre a lo largo de una curva, sino
también conseguir un cambio gradual desde los rendimientos
iniciales, caracterizados por un alto agarre y una buena rigidez
transversal, a rendimientos caracterizados por un agarre que
disminuye gradualmente acompañado por una rigidez transversal
incluso mayor al desgastarse el neumático 1 junto con el desgaste
de la capa radialmente externa 10 de alto agarre y cuando la capa
radialmente interna 9 que tiene una alta rigidez transversal se
acerca a la superficie de rodadura.
\newpage
Aunque el neumático 1 de esta realización
preferida se ha representado solamente con dos capas, en la banda
de rodadura, esto no excluye que esta última podría comprender capas
adicionales para satisfacer requerimientos de aplicación
específicos y contingentes.
Las figuras 2 a 6 representan otras
realizaciones preferidas del neumático 1 de la invención.
En la siguiente descripción y en estas figuras,
los elementos del neumático 1 que son estructural o funcionalmente
equivalentes a los representados previamente con referencia a la
realización mostrada en las figuras 1 y 1A se indicarán con las
mismas referencias numéricas y no se describirán más.
En la realización representada en la figura 2,
la relación entre el espesor de la capa radialmente interna 9 y el
espesor total de la banda la rodadura 6 es substancialmente igual a
1 en los dos tipos de uso del neumático 1 (vehículos de alto
rendimiento o vehículos de carreras).
En esta realización, y tal como se puede
apreciar en esta figura, los elementos de tope circunferenciales
substancialmente triangulares 12 tienen sus porciones del vértice
inmediatamente por debajo de la superficie de rodadura de la banda
de rodadura 6 para privilegiar las características de rigidez
transversal respecto a las características de agarre también cuando
el neumático 1 es nuevo.
En la realización representada en la figura 3,
los elementos de tope circunferenciales 12, que todavía tienen una
sección transversal substancialmente triangular, están axialmente
distribuidos con un paso variable a lo largo del desarrollo
transversal de la banda de rodadura 6.
Así, en una primera porción 6a de la banda de
rodadura 6 que tiene un desarrollo transversal substancialmente
igual a una mitad del desarrollo transversal total de la banda de
rodadura 6 del neumático 1, los elementos de tope 12 están
axialmente distribuidos con un paso mayor que el paso de los
elementos de tope 12 en una segunda porción 6b de la banda de
rodadura 6 que tiene un desarrollo transversal substancialmente
igual a la segunda mitad del desarrollo transversal total de la
banda de rodadura 6.
Preferiblemente, este paso diferente de los
elementos de tope 12 en las dos porciones 6a y 6b de la banda de
rodadura se obtiene variando la relación entre la altura y la
anchura de los elementos de tope 12, pasando por ejemplo de
aproximadamente 1:5 a 1:2.
En esta realización, el neumático 1 que actúa de
una manera substancialmente a simétricas respecto a su plano
ecuatorial \pi respecto a las tensiones transversales a las cuales
está sometido el neumático cuando se desplaza a lo largo de una
curva.
Claramente, el número el extensión del
desarrollo transversal de las porciones de la banda de rodadura 6
que tiene un paso diferente de los elementos de tope 12 puede ser
diferente de los representados meramente por propósitos de ejemplo
no limitativo en la figura 3, y pueden determinarse fácilmente por
parte de un experto en la materia según los requerimientos de
aplicación específicos del neumático 1.
En la realización representada en la figura 4,
los elementos de tope circunferenciales 12 están distribuidos
axialmente con un paso substancialmente constante a lo largo del
desarrollo transversal de la banda de rodadura 6 y tienen un perfil
substancialmente curvilínea.
En la realización representada en la figura 5,
los elementos de tope circunferenciales 12 están separados a lo
largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura y están
axialmente distribuidos con un paso substancialmente constante a lo
largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura 6.
Preferiblemente, los elementos de tope
circunferenciales 12 tienen una sección transversal substancialmente
rectangular.
Preferiblemente, la relación entre la altura y
la anchura de los elementos de tope 12 está comprendida entre
aproximadamente 1:5 y aproximadamente 1:2, siendo dicha relación
preferiblemente substancialmente constante a lo largo de todo
desarrollo transversal de la banda de rodadura 6.
En la realización representada en la figura 6,
el neumático 1 comprende una estructura de carcasa 2 y estructuras
de refuerzo anulares 3 que tienen una construcción ligeramente
diferente que la del neumático 1 representado en la figura 1 debido
al proceso de fabricación diferentes seguido, que en este caso prevé
la realización de una manera conocida por sí misma de la estructura
de carcasa 2 directamente sobre un soporte substancialmente
toroidal y substancialmente rígido, tal como se representa en el
documento EP 0 928 680 a nombre del presente solicitante.
En esta realización, la estructura de carcasa 2
comprende esencialmente por lo menos una tela de carcasa radialmente
interna 2a y un par de estructuras de refuerzo anulares 3
dispuestas en respectivos bordes de extremo de la tela de carcasa
2a. Cada estructura de refuerzo anular 3 comprende por lo menos una
inserción anular, una primera y una segunda inserciones anulares
13, 14 en la realización representada en la figura 6, comprendiendo
cada una por lo menos un alambre de metal enrollado según una
pluralidad de bobinas dispuestas una al lado de la otra y
radialmente superpuestas, y un cuerpo de relleno 15 hecho de un
material elastomérico, por ejemplo interpuesto axialmente entre la
primera y la segunda inserciones anulares 13, 14.
La figura 7 muestra un neumático de carreras
hecho según una realización que no forma parte de la invención. Más
precisamente, dicho neumático es del tipo llamado "sin dibujo",
es decir, comprende una banda de rodadura 6 substancialmente
desprovista de un diseño de la banda de rodadura. En esta
realización, el espesor de la banda de rodadura 6 se reduce a unos
pocos milímetros, por ejemplo entre aproximadamente 2 y
aproximadamente 5 mm. En consecuencia, la altura de cada elemento
de tope 12 hecho según una de las formas representadas previamente
está comprendida entre aproximadamente 1 y aproximadamente 4 mm. La
relación entre la altura y la anchura de cada elemento
circunferencial está preferiblemente comprendida entre
aproximadamente 1:50 y aproximadamente 2:1.
Debe observarse que en esta realización el
efecto representado previamente de una resistencia substancialmente
"a modo de viga" ejercida por los elementos de tope 12 se
percibe de una manera distinta por parte del conductor que está
conduciendo un vehículo que tiene una agarre disminuido e incluso
una rigidez transversal en aumento durante una carrera.
Con referencia a las figuras 8, 8A y 9, se
describirán ahora respectivas estaciones de trabajo, indicadas en
general mediante la referencia numérica 16 en las figuras 8 y 8A y
mediante la referencia numérica 17 en la figura 9, diseñadas para
fabricar la banda de rodadura de múltiples capas 6 del neumático 1
dentro del marco de las realizaciones preferidas del procedimiento
de fabricación según la invención.
En la realización representada en la figura 8,
una estación de trabajo robotizada diseñada para la fabricación de
la banda de rodadura 6 del neumático 1 mostrada en la figura 1 se
indica en general mediante la referencia numérica 16.
La estación de trabajo 16 está asociada a una
planta de fabricación convencional para la producción de neumáticos,
o para la realización de parte de las operaciones de trabajo
previstas en el ciclo de producción de los propios neumáticos,
planta que por otro lado no se representa por ser conocida por sí
misma.
En esta planta, los aparatos conocidos por sí
mismo y no representados están también presentes para la fabricación
de la estructura de carcasa 2 y la estructura do refuerzo anular 3,
asociadas a la misma sobre un tambor 18, así como para la formación
posterior de la estructura de cintura 5 en una posición radialmente
externa respecto a la estructura de carcasa 2.
La estación de trabajo 16 comprende un brazo
robotizado conocido por sí mismo, indicador general mediante la
referencia numérica 21 y preferiblemente de tipo antropomórfico con
siete ejes, diseñado para recoger cada tambor 18 que soporta la
estructura de carcasa 2, la estructura do refuerzo anular 3 y la
estructura de cintura 5 desde una posición de recogida 20, definida
al final de una cinta transportadora 19 u otros medios de transporte
adecuados, a una posición de suministro de la capa radialmente
interna 9 y de la capa radialmente externa 10 de la banda de
rodadura 6.
Más específicamente, la posición de suministro
de la capa radialmente interna 9 de la banda de rodadura 6 está
definida en un primer elemento de suministro 22 de un extrusor 23,
adaptada para proporcionar por lo menos un primer elemento alargado
continúan que consiste en un elemento alargado 24 hecho de un
material elastomérico adecuado que tiene un tamaño adecuado en
sección transversal, mientras que la posición de suministro de la
capa radialmente externa 10 de la banda de rodadura 6 se define en
un segundo elemento de suministro 25 de un extrusor 26, adaptado
para proporcionar por lo menos un segundo elemento alargado
continúan que consiste en un elemento alargado 27 que también
consiste en un material elastomérico que tiene un tamaño adecuado en
sección transversal.
Con referencia a la estación de trabajo 16
descrita anteriormente y a la figura 8, una primera realización
preferida del procedimiento para la fabricación de un neumático de
la presente invención se describirá ahora.
En una serie de etapas preliminares realizadas
antes de la estación de trabajo 16, la estructura de carcasa 2, la
estructura de refuerzo anular 3 asociada a la misma y la estructura
de cintura 5 se fabrican se conforman sobre el tambor 18 que asume
y a continuación determina una forma substancialmente toroidal del
neumático bajo construcción. Dicho tambor 18 a continuación se
transporta mediante la cinta transportadora 19 a la posición de
recogida 20.
En una etapa posterior, el brazo robotizado 21
coloca el tambor 18 en la primera posición de suministro definida
en el primer elemento de suministro 22 del elemento alargado 24 que
consiste en el primer material elastomérico que tiene, después de
su vulcanización, un módulo de elasticidad E' predeterminado bajo
compresión y diseñado para formar la capa radialmente interna 9 de
la banda de rodadura 6.
En esa posición de suministro, el brazo
robotizado 21 hace rotar el tambor 18 alrededor de su eje de
rotación X-X y realiza un desplazamiento relativo
entre el elemento de suministro 22 y el tambor 18 impartiendo
también a este último movimiento de traslación a lo largo de una
dirección substancialmente paralela al eje de rotación
X-X citado anteriormente.
Al mismo tiempo con la rotación y el movimiento
de traslación el tambor 18, el primer elemento de suministro 22
suministra el elemento alargado 24 en una posición radialmente
externa respecto a la capa de cintura 5 para formar la primera capa
9 de la banda de rodadura 6.
Preferiblemente, el suministro del elemento
alargado 24 se realiza formando una pluralidad de bobinas dispuestas
axialmente una lado de la otra y/o radialmente superpuestas para
definir los elementos de tope circunferenciales 12.
En una etapa posterior, el brazo robotizado 21
coloca el tambor 18 en la segunda posición de suministro definida
en el segundo elemento de suministro 25 del elemento alargado 27 que
consiste en un segundo material elastomérico diseñado para formar
la capa radialmente externa 10 de la banda de rodadura 6 y que
tiene, después de su vulcanización, un módulo de elasticidad E'
bajo compresión menor que el del primer material elastomérico
depositado previamente para formar la capa radialmente interna
9.
También en esta segunda posición de suministro,
el brazo robotizado 21' hace rotar el tambor auxiliar 18 alrededor
de su eje de rotación X-X y realiza un
desplazamiento relativo entre el elemento de suministro 25 y el
tambor auxiliar 18, también impartiendo a este último un movimiento
de traslación a lo largo de una dirección substancialmente paralela
al eje de rotación X-X citado anteriormente.
Al mismo tiempo con la rotación y el movimiento
de traslación el tambor auxiliar 18, el segundo elemento de
suministro 25 suministra el elemento alargado 27 sobre la capa
radialmente interna 9 de la banda de rodadura 6 para formar la capa
radialmente externa 10 de la banda de rodadura 6.
También en este caso, el suministro del elemento
alargado 27 se realiza formando una pluralidad de bobinas
dispuestas axialmente una al lado de la otra y/o radialmente
superpuestas.
Al final de esta segunda etapa de deposición, la
banda de rodadura 6 del neumático engrudo que se fabrica puede
considerarse completo, por cuya razón el tambor 18 se transporta de
una manera conocida por sí misma y no representada a las siguientes
estaciones de trabajo de la planta.
En una variante de la realización previa del
procedimiento según la invención, representada con referencia a la
figura 8A, se utiliza un tambor auxiliar substancialmente cilíndrico
18', sobre el cual se monta dicha estructura de cintura 5. Dicho
tambor auxiliar substancialmente cilíndrico 18' se mueve
substancialmente de la misma manera que el tambor 18 representado
previamente.
Más precisamente, el tambor auxiliar 18' se
coloca en el primer elemento de suministro 22 del primer material
elastomérico; posteriormente, un elemento alargado 24 de dicho
primer material elastomérico se suministra mediante el elemento de
suministro 22 sobre la estructura de cintura 5, realizando
preferiblemente un desplazamiento relativo entre el primer elemento
de suministro 22 y el tambor auxiliar 18' para formar la primera
capa 9 de la banda de rodadura 6 que comprende la pluralidad de
elementos de tope circunferenciales 12 citados anteriormente.
Posteriormente, el tambor auxiliar 18' se coloca
en el segundo elemento de suministro 25 del segundo material
elastomérico, y un elemento alargado 27 suministrado mediante el
elemento 25 se deposita sobre la primera capa 9 de la banda de
rodadura 6, realizando preferiblemente un desplazamiento relativo
entre el segundo elemento de suministro 25 y el tambor auxiliar 18'
para formar la segunda capa 10 de la banda de rodadura 6.
También en esta realización, las etapas de
suministro de los elementos alargados citados anteriormente de
material elastomérico se realizan preferiblemente rotando el tambor
auxiliar 18' alrededor de su eje de rotación.
De una manera similar, las etapas de suministro
citadas anteriormente se realizan mediante la formación de una
pluralidad de bobinas dispuestas axialmente una al lado de la otra
y/o radialmente superpuestas para definir la primera y la segunda
capas 9, 10 de la banda de rodadura 6.
Preferiblemente, y de manera final, el
desplazamiento relativo entre los elementos de suministro 22 y 25 y
el tambor auxiliar 18' se realiza impartiendo al tambor auxiliar 18'
un movimiento de traslación en una dirección substancialmente
paralela a su eje de rotación.
Al final de la etapa de deposición de la banda
de rodadura 6, el conjunto de la banda de rodadura y la estructura
de cintura se asocia a las partes restantes del neumático que se
fabrica, que espera en un tambor de conformación diferente. La
conformación posterior del neumático permite finalmente obtener el
neumático en crudo que se ha de vulcanizar.
Éstas realizaciones preferidas del procedimiento
según la invención tienen, en particular, una aplicación ventajosa
y efectiva cuando se desea explotar líneas de producción
convencionales, haciendo uso incluso de por lo menos un tambor de
construcción sobre el cual están por lo menos parcialmente formados
los productos semiacabados que constituirán el neumático, estando
integrado dicho tambor con una estación robotizada final para la
fabricación de la banda de rodadura de múltiples capas descrita
anteriormente.
Ventajosamente, además, estas realizaciones
preferidas del procedimiento de la invención permiten fabricar
directamente en los neumáticos de carreras que tienen las
características de agarre/durabilidad deseadas por parte de los
técnicos según las condiciones de la pista (temperatura, tipo de
superficie de la pista, etc.) gracias a la capacidad de transporte
del sistema de producción que se puede utilizar en la fabricación de
los neumáticos según la invención.
En la realización representada en la figura 9,
una estación de trabajo diseñada para la civilización de la banda
de rodadura 6 del neumático 1 representado en la figura 6 se indica
en general mediante la referencia numérica 17.
La estación de trabajo 17 está asociada en
particular a una planta muy automatizada para la fabricación de
neumáticos, o para la realización de parte de las operaciones de
trabajo previstas en el ciclo de producción de los propios
neumáticos, planta que por otro lado no se representa al ser
conocida por sí misma.
Dentro del marco de estas operaciones de
trabajo, está ventajosamente previsto fabricar las diferentes partes
del neumático 1 directamente sobre un soporte substancialmente
toroidal y substancialmente rígido 28 que tiene una superficie
externa 28a, 28b substancialmente con formada según la configuración
interna del propio neumático.
En esta planta, también están presentes unas
estaciones robotizadas no representadas aquí para la fabricación
sobre el soporte toroidal 28 de la estructura de carcasa 2 asociada
con la estructura de refuerzo anular 3, y para la formación
posterior de la estructura de cintura 5 en una posición radialmente
externa respecto a la estructura de carcasa 2.
La estación de trabajo 17 comprende un brazo
robotizado conocido por sí mismo, el indicador general mediante la
referencia numérica 29 y preferiblemente de tipo antropomórfico con
siete ejes, diseñado para recoger cada soporte toroidal 28 que
lleva la estructura de cintura 2, la estructura de refuerzo anular 3
y la estructura de cintura 5 desde una posición recogida 30,
definida al final de los dos brazos de soporte 36, 37 de un
caballete 31 u otros medios de soporte adecuados, a una posición de
suministro de la capa radialmente interna 9 y de la capa
radialmente externa 10 de la banda de rodadura 6.
Más específicamente, la posición de suministro
de la capa radialmente interna 9 de la banda de rodadura 6 se
define en un primer elemento de suministro 32 de un extrusor 33,
adaptado para proporcionar por lo menos un primer elemento alargado
continuo que consiste en un elemento alargado (no visible en la
figura 9) hecho de un material elastomérico adecuado que tiene un
tamaño adecuado en sección transversal, mientras que la posición de
suministro de la capa radialmente externa 10 de la banda de rodadura
6 está definida en un segundo elemento de suministro 34 de un
extrusor 36, adaptado para proporcionar por lo menos un segundo
elemento continuo alargado que consiste en un elemento alargado
(tampoco visible en la figura 9) que consiste en un segundo
material elastomérico adecuado que tiene un tamaño adecuado en
sección transversal.
Detalles estructurales y funcionales adicionales
del brazo robotizado 29 se describen, por ejemplo, en la solicitud
de patente internacional WO 00/35666 a nombre del presente
solicitante, cuya descripción se incorpora aquí como
referencia.
Con referencia a la estación de trabajo 17
descrita anteriormente y a la figura 9, se describirá ahora otra
realización preferida del procedimiento de fabricación de un
neumático de la presente invención.
En una serie de etapas preliminares realizadas
antes de la estación de trabajo 17 en una serie de estaciones
robotizadas, la estructura de carcasa 2, la estructura do refuerzo
anular 3 asociada la misma y la estructura de cintura 5 se fabrican
sobre el soporte toroidal 28 que a continuación se transporte a la
posición recogida 30.
En una etapa posterior, el brazo robotizado 29
coloca el soporte toroidal 28 en la primera posición de suministro
definida en el primer elemento de suministro 32 del elemento
alargado que consiste en el primer material elastomérico que tiene,
después de su vulcanización, un módulo de elasticidad E'
predeterminado bajo compresión y diseñado para formar la capa
radialmente interna 9 de la banda de rodadura 6.
En esta posición de suministro, el brazo
robotizado 29 hace rotar el soporte toroidal 28 alrededor de su eje
de rotación X-X y realiza un desplazamiento relativo
entre el elemento de suministro 32 y el soporte toroidal 28,
impartiendo también a este último un movimiento de traslación a lo
largo de una dirección substancialmente paralela al eje de rotación
X-X citado anteriormente.
De manera simultánea con el movimiento de
rotación y de traslación del soporte toroidal 28, el primer elemento
de suministro 32 suministra el elemento alargado en una posición
radialmente externa respecto a la capa de cintura 5 para formar la
primera capa 9 de la banda de rodadura 6.
Preferiblemente, el suministro del elemento
alargado se realiza mediante la formación de una pluralidad de
bobinas, dispuestas axialmente una al lado de la otra y/o
radialmente superpuestas para definir los elementos de tope
circunferenciales 12.
En una etapa posterior, el brazo robotizado 29
coloca en soporte toroidal 28 en la segunda posición de suministro
definida en el segundo elemento de suministro 34 del elemento
alargado que consiste en el segundo matriz elastomérico, que
después de su vulcanización, tiene un módulo de elasticidad E' bajo
compresión menor que el del primer material elastomérico depositado
para formar la capa radialmente interna 9 de la banda de rodadura
6.
También en esta segunda posición de suministro,
el brazo robotizado 29 hace rotar el soporte toroidal 28 alrededor
de su eje de rotación X-X y realiza un
desplazamiento relativo entre el elemento de suministro 34 y el
soporte toroidal 28, impartiendo también en este último un
movimiento de traslación a lo largo de una dirección
substancialmente paralela al eje de rotación X-X
citado anteriormente.
Simultáneamente con la rotación en movimiento de
traslación del soporte toroidal 28, el segundo elemento de
suministro 34 suministra el elemento alargado sobre la capa
radialmente interna 9 de la banda de rodadura 6 para formar la capa
radialmente externa 10 de la banda de rodadura 6.
También en este caso, el suministro del elemento
alargado se realiza preferiblemente mediante la formación de una
pluralidad de bobinas dispuestas axialmente una al lado de la otra
y/o radialmente superpuestas.
Al final de esta segunda etapa de posición, la
banda de rodadura 6 del neumático en crudo que se está fabricando
se puede considerar completo, por cuya razón el soporte
substancialmente toroidal 28 se transporta de una manera conocida
por sí misma y no mostrada a las posteriores estaciones de trabajo
de la planta.
Esta realización preferida diferente del
procedimiento según la invención tiene, en particular, una
aplicación ventajosa y efectiva cuando se desea utilizar técnicas
de producción que permitan minimizar o posiblemente incluso
eliminar la producción y el almacenamiento de los productos
semiacabados, por ejemplo, adoptando soluciones de procesamiento
que permitan producir los componentes individuales mediante la
aplicación directa de los últimos sobre el neumático que se fabrica
según una secuencia predeterminada mediante una pluralidad de
estaciones robotizadas.
Las pruebas realizadas por el solicitante han
mostrado que los neumáticos según la invención no solamente
consiguen completamente el objetivo de proporcionar un neumático
provisto de una banda de rodadura con múltiples capas que tiene
unas características de manejo mejoradas y, más específicamente,
unas características de agarre a la carretera mejoradas a lo largo
de una curva del vehículo en el cual está montado el neumático, sino
que también consigue una serie de ventajas respecto a los
neumáticos de tipo conocido.
Entre estas es posible mencionar las
siguientes:
- la posibilidad de ajustar tal como se desee el
número y el paso de los elementos de tope circunferenciales a lo
largo del desarrollo transversal de la banda de rodadura para tener
una estructura capaz de reaccionar de manera simétrica y asimétrica
contra las tensiones transversales que actúan sobre el
neumático;
- la posibilidad de reducir el espesor total de
la banda de rodadura, mientras se consigue todavía unas
características mejoradas de resistencia a las tensiones
transversales que actúan sobre el neumático.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
\bullet DE2362627A1 [0002]
\bullet JP5256646A [0005]
\bullet JP7108805A [0005]
\bullet JP2314293A [0006]
\bullet EP0105822A [0007]
\bullet CA1228282 [0008]
\bullet EP0928680A [0090]
\bullet WO0035666A [0126].
Claims (24)
1. Neumático (1) que comprende una estructura de
carcasa (2) que tiene por lo menos una tela de carcasa (2a), por lo
menos una estructura do refuerzo anular (3) asociada a dicha
estructura de carcasa (2), una banda de rodadura (6) dicha de un
material elastomérico en una posición radialmente externa respecto a
dicha estructura de carcasa (2), una estructura de cintura (5)
interpuesta entre dicha estructura de carcasa (2) y dicha banda de
rodadura (6) y un par de flancos axialmente opuestos (7, 8) sobre
dicha estructura de carcasa (2), comprendiendo dicha banda de
rodadura (6) por lo menos una capa radialmente interna (9) y una
capa radialmente externa (10) aptas para robar sobre el suelo, en
el que:
i) dicha banda la soldadura (6) está provista de
un diseño de banda de rodadura,
ii) dicha por lo menos una capa radialmente
interna (9) tiene un módulo de elasticidad (E') presión mayor que
el módulo de elasticidad (E') bajo compresión de la capa radialmente
externa (10); y
iii) dicha por lo menos una capa radialmente
interna (9) de la banda de rodadura (6) comprende una pluralidad de
elementos de tope circunferenciales (12) que se extienden
radialmente en dicha capa radialmente externa (10) y axialmente
distribuidos a lo largo del desarrollo transversal de la banda de
rodadura (6),
caracterizado por el hecho de que
iv) la relación entre la altura (h) y la anchura
(l) de dichos elementos de tope (12) está comprendida entre
aproximadamente 1:20 y aproximadamente 4:1.
2. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que la relación entre el módulo de elasticidad (E') bajo
compresión a 70ºC de dicha capa radialmente interna (9) y el módulo
de elasticidad (E') bajo compresión a 70ºC de la capa radialmente
externa (10) está comprendida entre aproximadamente 1,1 y
aproximadamente 3.
3. Neumático (1) según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicha por lo menos una capa radialmente interna (9) de la
banda de rodadura (6) tiene un módulo de elasticidad (E') bajo
compresión a 70ºC comprendido entre aproximadamente 2 y
aproximadamente 14 MPa.
4. Neumático (1) según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la capa radialmente externa (10) de la banda de rodadura
(6) tiene un módulo de elasticidad (E') bajo compresión a 70ºC
comprendido entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10 MPa.
5. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que la relación entre el espesor de dicha por lo menos una capa
radialmente interna (9) y el espesor total de la banda de rodadura
(6) está comprendido entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente
1.
6. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que dichos elementos de tope (12) están dispuestos uno al lado
del otro a lo largo del desarrollo transversal de la banda de
rodadura (6).
7. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que dichos elementos de tope (12) están separados a lo largo del
desarrollo transversal de la banda de rodadura (6).
8. Neumático (1) según la reivindicación 1 ó 7,
en el que dichos elementos de tope (12) están axialmente
distribuidos con un paso (p) substancialmente constante a lo largo
del desarrollo transversal de la banda de rodadura (6).
9. Neumático (1) según la reivindicación 1 ó 7,
en el que dichos elementos de tope (12) están axialmente
distribuidos con un paso (p) variable a lo largo del desarrollo
transversal de la banda la rodadura (6).
10. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que la relación entre la altura (h) y la anchura (l) de dichos
elementos de tope (12) está comprendida entre aproximadamente 1:5 y
aproximadamente 2:1.
11. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que la relación entre la altura (h) y la anchura (l) de dichos
elementos de tope (12) es substancialmente constante a lo largo de
todo el desarrollo transversal de la banda de rodadura (6).
12. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que la relación entre la altura (h) y la anchura (l) de los
elementos de tope (12) en por lo menos una primera porción (6a) de
la banda de rodadura (6) es diferente de la relación entre la
altura (h) y la anchura (l) de los elementos de tope (12) en por lo
menos una segunda porción (6b) de la banda de rodadura (6).
13. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que dichos elementos de tope (12) tienen una sección transversal
substancialmente poligonal.
14. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que dichos elementos de tope (12) tienen un perfil
substancialmente curvilíneo.
15. Procedimiento para la fabricación de un
neumático (1) según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, que comprende las etapas de:
a) fabricar una estructura de carcasa (2)
asociada con una estructura de refuerzo anular (3);
b) hacer una estructura de cintura (5);
c) colocar por lo menos una primera capa (9) y
una banda de rodadura (6) y que consiste substancialmente en un
primer material elastomérico en una posición radialmente externa
respecto a dicha estructura de cintura (5), comprendiendo dicha
primera capa una pluralidad de elementos de tope circunferenciales
(12) que se extienden radialmente hacia el exterior y están
distribuidos axialmente a lo largo del desarrollo transversal de la
banda de rodadura (6);
d) colocar sobre dicha por lo menos una primera
capa (9), por lo menos una segunda capa (10) de la banda la
rodadura (6) que consiste substancialmente en un segundo material
elastomérico que tiene, después de su vulcanización, un módulo de
elasticidad presión menor que el módulo de las capas bajo compresión
del primer material elastomérico de dicha por lo menos una primera
capa (9) de la banda de rodadura (6).
16. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que dicha estructura de cintura (5) se hace sobre un tambor
auxiliar substancialmente cilíndrico (18') y en el que dichas etapas
c) y d) comprenden las etapas de:
e) colocar dicho tambor auxiliar (18') en un
primer elemento de suministro (22) del primer material
elastomérico;
f) suministrar mediante dicho primer elemento de
suministro (22) por lo menos un elemento alargado (24) dicho de
dicho primer material elastomérico sobre dicha estructura de cintura
(5) mientras se realiza un desplazamiento relativo entre el primer
elemento de suministro (22) y el tambor auxiliar (18') para formar
dicha por lo menos una primera capa (9) de la banda la rodadura (6)
que comprende dicha pluralidad de elementos de tope
circunferenciales
(12);
(12);
g) colocar el tambor auxiliar (18') en un
segundo elemento de suministro (25) del segundo material
elastomérico;
h) suministrar mediante dicho segundo elemento
de suministro (25) por lo menos un elemento alargado (27) dicho de
dicho segundo material elastomérico sobre dicha por lo menos una
primera capa (9) de la banda de rodadura (6) mientras se realiza un
desplazamiento relativo entre el segundo elemento de suministro (25)
y el tambor auxiliar (18') para formar dicha por lo menos una
segunda capa (10) de la banda de rodadura (6).
17. Procedimiento según la reivindicación 16, en
el que dichas etapas f) y h) de suministro de los elementos
alargados (24, 27) de dicho primer y segundo material es
elastomérico se realizan mediante la rotación de dicho tambor
auxiliar (18') alrededor de su eje de rotación
(X-X).
18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó
17, en el que el desplazamiento relativo entre el elemento de
suministro (22, 25) y el tambor auxiliar (18') se realiza
impartiendo al tambor auxiliar (18') un movimiento de traslación en
una dirección substancialmente paralela a su eje de rotación
(X-X).
19. Procedimiento según la reivindicación 16, en
el que dichas etapas f) y h) de suministro de los elementos
alargados que dichos primer y segundo material es elastomérico dos
se realizan formando una pluralidad de bobinas dispuestas
axialmente una al lado de la otra y/o radialmente superpuestas para
definir dicha por lo menos una primera (9) y dicha segunda (10)
capa de la banda de rodadura (6).
20. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que dicha estructura de cintura (5) se realiza sobre un soporte
substancialmente toroidal (18, 28) y en el que dichas etapas c) y d)
comprende las etapas de:
e') colocar dicho soporte substancialmente
toroidal (18, 28) en un primer elemento de suministro (22, 32) del
primer material elastomérico;
f') suministrar mediante dicho primer elemento
de suministro (22, 32) por lo menos un elemento alargado hecho que
dicho primer material elastomérico en una posición radialmente
externa respecto a dicha estructura de cintura (5) mientras se
realiza un desplazamiento relativo entre el primer elemento de
suministro (22, 32) y de soporte toroidal (18, 28) para formar
dicha por lo menos una primera capa (9) de la banda de rodadura (6)
que comprende dicha pluralidad de elementos de tope
circunferenciales (12);
g') colocar en soporte substancialmente toroidal
(18, 28) en un segundo elemento de suministro (25, 34) del segundo
material elastomérico;
h') suministrar mediante dicho segundo elemento
de suministro (25, 34) por lo menos un elemento alargado hecho de
dicho segundo material elastomérico sobre la primera capa (9) de la
banda de rodadura (6) mientras se realiza un desplazamiento
relativo entre el segundo elemento de suministro (25, 34) y el de
soporte substancialmente toroidal (18, 28) para formar dicha por lo
menos una segunda capa (10) de la banda de rodadura (6).
21. Procedimiento según la reivindicación 20, en
el que dichas etapas f') y h') de suministro de los elementos
alargados de dichos primer y segundo material es elastomérico se
realizan mediante la rotación de dicho soporte substancialmente
toroidal (18, 28) alrededor de su eje de rotación
(X-X).
22. Procedimiento según la reivindicación 20 ó
21, en el que el desplazamiento relativo entre el elemento de
suministro (32, 34) y en soporte substancialmente toroidal (18, 28)
se realiza impartiendo al soporte substancialmente toroidal (18,
28) un movimiento de traslación en una dirección substancialmente
paralela a su eje de rotación (X-X).
23. Procedimiento según la reivindicación 20, en
el que dichas etapas f') y h') de suministro de los elementos
alargados de dichos primer y segundo material es elastomérico dos se
realizan mediante la formación de una pluralidad de bobinas
dispuestas axialmente una al lado de la otra y/o radialmente
superpuestas para definir dicha por lo menos una primera (9) y
dicha segunda (10) capa de la banda de rodadura (6).
24. Procedimiento según la reivindicación 20, en
el que dicho soporte substancialmente toroidal (28) es
substancialmente rígido.
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