ES2310633T3 - Neumaticos radiales de alto rendimiento. - Google Patents

Abstract

Neumático radial de alto rendimiento que comprende una carcasa (4) de uno o más pliegues de cordones engomados que se extienden entre un par de núcleos (3) del talón incrustados en una parte (1) del talón y que contiene cordones dispuestos a lo largo de un plano que incluye un centro de rotación axial del neumático, estando arrollado al menos uno los cuales alrededor del núcleo del talón desde el interior del neumático hacia la parte exterior del mismo para formar una parte (4t) vuelta, y una capa (5) de refuerzo de la parte del talón, compuesta de una sola capa de cordones de acero engomados que cubre una superficie del pliegue de la carcasa sobre una región que va desde una posición (4te) externa de la parte (4t) vuelta en una dirección radial del neumático a lo largo de una superficie exterior de la parte vuelta a través del núcleo (3) del talón hasta un interior del neumático, caracterizado porque el ángulo de inclinación (alfa oE, alfa IE) de los cordones de acero en la capa (5) de refuerzo de la parte del talón con respecto a la línea (Dt) circunferencial del neumático está dentro de un rango de 22 - 35º, en la parte terminal (5OE,5IE) más externa fuera y dentro del neumático en la dirección radial, y pasando el ángulo de inclinación (beta O, beta I) de los cordones de acero fuera y dentro del neumático en la proximidad de la línea (L) a través del centro de gravedad gráfico (Cg) del núcleo (3) del talón en una sección del mismo y paralela al eje de rotación del neumático, que está dentro de un rango de 5 - 50ºC, añadido al rango de inclinación de las partes extremas con respecto a la línea circunferencial del neumático.

Description

Neumáticos radiales de alto rendimiento.

La presente invención se refiere a neumáticos radiales de alto rendimiento y, más concretamente, a neumáticos de alto rendimiento para su uso en vehículos pesados, tales como camiones, autobuses y similares, capaces de desarrollar suficientemente una excelente durabilidad en la parte del talón sin que sea necesario disponer elementos de refuerzo adicionales en la parte del talón a fin de reducir el peso de la parte del talón.

En los neumáticos radiales usados en vehículos pesados, tales como camiones, autobuses y similares, hay un problema que consiste en la aparición de fallos en la parte del talón tipificada por la separación de un extremo vuelto del pliegue de una carcasa y la separación de un extremo de cable de una capa de cables de refuerzo de la parte del talón y que limitan la vida en servicio de un neumático nuevo y dan lugar a problemas en el uso del recauchutado repetitivo. Sin embargo hasta ahora, se han propuesto en la práctica varias contramedidas para resolver el problema anterior.

Muchas de estas contramedidas se basan en el uso de muchas capas de cordones que refuerzan la parte del talón o en el incremento del volumen de la parte del talón en su conjunto para reducir la caída de una parte del talón conectada a una región de contacto con el suelo hacia el exterior del neumático durante la marcha bajo una carga lo más lejos posible para reducir la tensión que actúa en un extremo de una capa de cordones de refuerzo de ka parte del talón o un extremo vuelto de una carcasa y, por lo tanto, implican incremento del peso del neumático e incremento del coste. Sin embargo, no son adecuadas para demandas actuales, tales como reducción de peso, reducción de coste y similares.

Además, estas contramedidas son incapaces de satisfacer las demandas de ahorro en recursos y ahorro de energía, ni los requisitos de reducción de costes de producción. Se ha intentado preparar un neumático de prueba para camiones y autobuses seleccionando un núcleo del talón considerado como el elemento más idóneo para reducir el peso del neumático, reducir el número de cables de acero que constituyen el núcleo de talón y también reducir el peso de la goma de mejora de la rigidez de la parte del talón denominada endurecedor de goma gradualmente que se extiende hacia fuera de la superficie periférica del núcleo del talón en una dirección radial del neumático, que está montado en un vehículo y sometido a una prueba de funcionamiento real.

En esta prueba, el neumático de prueba inflado a una presión interna dada, se hace grande, en la denominada deformación de caída bajo carga y, por lo tanto, se produce un fenómeno "forzamiento" grande en el núcleo del talón a medida que la distancia recorrida se hace larga. La totalidad de la forma de la parte del talón se deforma en gran medida con respecto a la de un neumático nuevo sometido al fenómeno anterior y, consecuentemente, se ha confirmado que se incrementa la tensión que actúa sobre un extremo radialmente hacia fuera de una capa de cordones de acero que refuerza la parte del talón necesaria para mantener la durabilidad de la parte del talón y se produce el fallo de separación.

En el documento JP-B-I-26884 se revela un neumático radial de alto rendimiento en el que solamente está dispuesta una capa de refuerzo de cordones metálicos fuera de la parte vuelta del pliegue de la carcasa radial y un ángulo formado por los cordones en una parte extrema superior de la capa de refuerzo con la dirección circunferencial del neumático no es mayor que 20º y un ángulo formado por los cordones en una región que va desde un punto inicial de contacto con una pestaña de una llanta hacia una base de talón se hace mayor en no menos de 10º que el ángulo anterior en la parte extrema superior como una estructura de la parte de talón capaz de mantener y mejorar la durabilidad aún cuando se reduzca el peso decreciendo la goma endurecedora como en el caso anterior.

Sin embargo, incluso en dicho neumático, se ha confirmado la resistencia a la separación es insuficiente en la parte extrema superior r de los cordones metálicos (de acero). Como resultado de las comprobaciones sobre la causa de dicha insuficiencia, se ha descubierto que la parte extrema superior de la capa de refuerzo de cordones metálicos no puede adaptarse suficientemente la deformación en la parte de penetración y en la parte de expulsión de la región de contacto con el suelo de la llanta del neumático en la dirección radial del neumático durante la marcha bajo carga y, por consiguiente, se crea una gran tensión en la parte extrema superior que da lugar al fallo de separación.

En el documento JP-A-59-216709 se propone otro medio para mejorar la durabilidad de la parte del talón, sin aumentar por ello el peso del neumático. En este caso, como se ilustra la Fig. 4 de los dibujos adjuntos, una capa de cordones metálicos que actúa como capa de refuerzo de una parte 1 del talón se divide, su interior y exterior de un núcleo 3 del talón, en capa 15a de cordones metálicos exterior (capa de protección del extremo de la parte 4t vuelta) y capa 15b de cordones metálicos interior (capa de refuerzo de apoyo), respectivamente, pudiéndose apreciar el "forzamiento" del núcleo del talón además de la caída de la parte del talón. Además, el módulo de 1% de alargamiento de la capa 15a es menor que el de la capa 15b, y un ángulo de inclinación de los cordones de cada capa con respecto al plano radial del neumático en una circunferencia que pasa por el extremo superior de la capa, está dentro de un rango de 45 - y 70º como máximo (20 - 45º con respecto a la circunferencia del neumático), con lo que se consigue la mejora de la durabilidad de la parte del talón.

Dado que la capa de refuerzo de la parte del talón se ha dividida en la capa 15a de protección del extremo 4t vuelto y la capa 15b de refuerzo de apoyo (extremos P, Q de las divisiones de las capas 15a y 15b), la limitación por los extremos 15ae y 15be de las capas en posiciones de contacto con la llanta es considerablemente moderada en comparación con un caso de uso de una sola capa, y las capas 15a y 15b se adaptan fácilmente la deformación por deslizamiento notable en la dirección circunferencial del neumático a ambos lados de penetración y de expulsión de la llanta durante el rodaje del neumático bajo carga y, por consiguiente, se modera en gran medida la concentración de la tensión que actúa en la parte extrema exterior de cada capa en dirección radial del neumático.

Recientemente, con una tendencia de formación de neumáticos radiales de alto rendimiento con un perfil de sección inferior, concretamente neumáticos de camión o autobús, la presión del aire interior se hace mayor y las condiciones de entrada a la parte del talón se hacen más duras. En la división antes mencionada de la capa de refuerzo de la parte del talón en capas 15a, 15b de cordones metálicos en el interior y exterior del núcleo 3 del talón, la fuerza de sujeción a las capas 15a, 15b de cordones metálicos entre el núcleo del talón y el borde y la pestaña y la chapa de la llanta no se espera que sea como se mencionó anteriormente, de manera que ambas capas 15a, 15b de cordones metálicos se desplazan fácilmente en la parte 1 del talón en una región de contacto con el suelo durante el rodaje del neumático bajo carga, lo que al mismo tiempo produce los siguientes problemas.

En la figura 4, el numeral 2 de referencia indica una parte de pared lateral y el numeral 7 de referencia indica una goma endurecedora.

Cuando el neumático se infla a una presión interior mayor, se aplica una gran tensión al pliegue 4 de la carcasa, como se ilustra en la figura 4 con la flecha T. Es decir, la tensión T es una fuerza que arrastra el pliegue 4 de la carcasa del núcleo 3 del talón en la dirección indicada con la flecha. En particular, cuando la parte 1 del talón se cae hacia el exterior del neumático sometido a carga, el pliegue 4 de carcasa actúa parra rotar en gran medida el núcleo 4 del talón alrededor del centro de gravedad gráfico Cg en una sección del núcleo del talón en una dirección indicada con la flecha r junto con una fuerza T y la facilidad e movimiento de las capas 15a, 15b de cordones metálicos. Esta acción es una técnica para que la rotación de cada uno de los núcleos 3 del talón del neumático y para que la temperatura de la porte 1 del talón ascienda durante la el rodaje del vehículo, de manera que la deformación por "forzamiento" domo deformación plástica se produzca en el núcleo 3 del talón y el grado de deformación prosiga a medida que la distancia de rodaje del neumático se alargue.

Dicha gran deformación por "forzamiento" del núcleo 3 del talón cambia en gran medida la forma de la sección de la parte 1 del talón desde un nuevo estado del neumático. Como consecuencia, la deformación de la parte del talón trae consigo una desventaja de que la capa 15a de cordones metálicos de refuerzo de la parte del talón situada fuera de la parte 4t vuelta del pliegue de la carcasa se desvía mucho de una disposición que minimizaba previamente la tensión que actúa en la parte extrema exterior de la capa en la dirección radial del neumático y, por lo tanto, se concentra una gran tensión cerca del extremo 15ae exterior de la capa 15a de cordones metálicos y puede producirse el fallo de separación en esta parte extrema.

Asimismo, incluso en un neumático con un peso más reducido por disminución del número de vueltas del alambres de acero que constituye el núcleo del talón, se ha confirmado que si se intenta ubicar la posición de la división entre las capas 15a y 15b de cordones metálicos como una capa de refuerzo de la parte del talón en una posición alejada hacia fuera de la periferia del núcleo 3 del talón en la dirección radial del neumático, se hace grande el grado de deformación por "forzamiento" en el núcleo del talón, lo que trae consigo el mismo gran cambio de la forma de la parte del talón que en el caso anterior y, por lo tanto, se produce el fallo de separación en la parte extrema exterior de la capa de cordones metálicos y no se puede lograr la vida en servicio prevista del neumático.

Se presta atención ahora a una revelación del documento JP-59-109406A, que concuerda con el preámbulo de la reivindicación 1.

Por consiguiente, un objetivo de la invención es proveer un neumático radial de alto rendimiento que tiene un peso ligero y una durabilidad de la parte del talón igual o mayor que la del neumático radial de alto rendimiento convencional, incluso cuando se reduce el número de vueltas del alambre de acero del núcleo del talón y el volumen de goma de la parte de talón, especialmente se reduce además la goma endurecedora independientemente de se trate de un neumático con o sin cámara.

De acuerdo con la invención, de provee un neumático radial de alto rendimiento que comprende una carcasa de uno o más pliegues de cordones engomados que se extienden entre un par de núcleos del talón cada uno incluido en una parte del talón y que contienen cordones dispuestos a lo largo de un plano que incluye un eje de rotación central del neumático, estando arrollado al menos uno de dichos pliegues alrededor del núcleo del talón desde el interior del neumático hacia el exterior del mismo para forma runa parte vuelta, y una capa de refuerzo de la parte del talón compuesta de una sola capa de cordones de acero engomados que cubre una superficie del pliegue de la carcasa sobre una región que va desde un aposición exterior de la parte vuelta en una dirección radial del neumático a lo largo de una superficie exterior de la parte vuelta a través del núcleo del talón hasta un interior del neumático, en el cual un ángulo de inclinación de los cordones de acero de la capa de refuerzo de la parte del talón con respecto a una línea circunferencial del neumático está dentro de un rango de 22 - 35º en las partes extremas exteriores fuera y dentro del neumático en la dirección radial, y un ángulo de inclinación de los cordones de acero fuera y dentro del neumático en la proximidad de una línea recta que pasa a través de un centro de gravedad gráfico del núcleo del talón en una sección del mismo y paralela al eje de rotación del neumático está dentro de un rango de 5 - 50º añadido al rango del ángulo de inclinación de la parte extrema exterior anterior.

Los neumáticos de acuerdo con la invención comprenden cada uno un par de partes de pared lateral que se conectan a un par de partes de talón, una parte de banda de rodadura que se extiende entre ambas partes de pared lateral, un cinturón de refuerzo de la parte de banda de rodadura sobre una periferia exterior de la carcasa y compuesto de dos o más capas de cordones entrecruzados, preferiblemente dos o más capas de cordones de acero entrecruzados de acuerdo con el cliente. C cuando la carcasa es un pliegue, es preferible usar un cordón de acero engomado. Asimismo, los cordones del pliegue de la carcasa están dispuestos perpendiculares o sustancialmente perpendiculares a un plano ecuatorial del neumático en la parte de la banda de rodadura. La expresión "ángulo de inclinación con respecto a una línea circunferencial del neumático" usada en la presente significa un ángulo definido entre tangentes de la línea circunferencial y la línea axial de un cordón de acero en una supuesta intersección de la línea circunferencial en una posición dada (línea supuesta) y la línea axial del cordón.

En una realización preferible de la invención, el ángulo de inclinación del exterior del cordón de acero y el interior del neumático en la proximidad de una línea recta que pasa a través de un centro de gravedad gráfico del núcleo de talón en una sección del mismo y paralela al eje de rotación del neumático está dentro del rango de 5 - 30º añadido al rango del ángulo de inclinación de la parte extrema exterior con respecto a la línea circunferencial del neumático.

En el neumático de acuerdo con la invención, es posible añadir un cordón de fibra orgánica tal como una capa de cordón de nylon o similar a la capa de refuerzo de la parte del talón para resistir una carga difícil o una exigencia de incrementar el número de recauchutados entre las condiciones de uso del neumático. A este fin, es preferible disponer una o más capas de cordones de fibra orgánica alrededor de una superficie exterior de la capa de refuerzo de la parte del talón. En este caso, es deseable que una dirección de disposición de los cordones de acero de la capa de refuerzo de la parte del talón sea la misma que una dirección de la disposición de los cordones orgánicos de la capa de cordones de fibra orgánica.

Considerando la productividad del neumático, es preferible que una relación del 100% del módulo ratio de una goma de recubrimiento de los cordones de acero de la capa de refuerzo de la parte del talón al 100% del módulo de una goma de recubrimiento de los cordones del pliegue de la carcasa esté dentro de un rango de 0,6 - 1,0. Por otra parte, considerando la mejora en el rendimiento del neumático además de la productividad del neumático, es deseable que la relación del 100% del módulo de una goma de recubrimiento de los cordones de acero de la capa de refuerzo de la parte del talón al 100% del módulo de una goma de recubrimiento del pliegue de la carcasa esté dentro de un rango de 0,6 - 0,9. En otra realización preferible de la invención, un grupo de una disposición de dos o más cordones de acero acolados se utiliza como una disposición de cordones de acero de la capa de refuerzo de la parte del talón.

La invención se va a describir más detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos:

La figura 1 es una vista de una sección esquemática de una parte principal de una primera realización de un neumático de acuerdo con la invención; La figura 2 es una vista de una sección esquemática de una parte principal de una segunda realización de un neumático de acuerdo con la invención; La figura 3 es una vista abierta de la parte principal del neumático a partir de una flecha III de la figura 1; y

La figura 4 es una vista de una sección esquemática de una parte principal de un neumático convencional.

Las figuras 1 y 2 son las mitades de la izquierda de secciones radiales esquemáticas de dos realizaciones de una parte principal de un neumático radial de alto rendimiento sin cámara de acuerdo con la invención, respectivamente, y la figura 3es una vista esquemática que ilustra las disposiciones de los cordones de la capa de refuerzo de la parte del talón y de los cables de acero del núcleo del talón abiertos desde una flecha III mostrada en la figura 1.

En las figuras 1 y 2, un par de partes del talón 1 están conectadas a un par de partes 2 de pared lateral y también se muestra una parte de la banda de rodadura (no se muestra) que se extiende entre los extremos exteriores de las partes 2 de pared lateral en una dirección radial del neumático. Una carcasa 4 es al menos un pliegue de cordones engomados (un pliegue en la realización ilustrada) que se extiende toroidalmente entre un par de núcleos 3 del talón enclavados en las partes 1 del talón y que contienen, por ejemplo, cordón de acero dispuesto a lo largo de un plano que incluye un centro axial de rotación del neumático, que está arrollado alrededor del núcleo del talón desde el interior del neumático hacia el exterior del mismo para formar un aparte 4t vuelta.

La parte 1 del talón está dotada con una capa 5 de refuerzo de la parte del talón compuesta de una sola capa de cordones de acero engomados (en adelante denominada protector de cable). El protector 5 de cable se extiende desde una posición exterior hacia arriba más allá de un extremo 4te superior de la parte 4t vuelta en la dirección radial a lo largo de una superficie exterior de la parte 4t vuelta alrededor del núcleo 3 del talón hasta una región interior del neumático de una posición situada más allá de al menos un diámetro exterior máximo del núcleo 3 del talón para proteger una superficie exterior del pliegue 4 de la carcasa. En la realización de la figura 2, una o más capas 6 de cordones de fibra orgánica (una capa en la realización ilustrada), por ejemplo una capa de cordones de nylon (en adelante denominada protector de nylon) está dispuesta además a lo largo de una superficie exterior del protector 5 de cable. Además, cada uno de los neumáticos mostrados en las figuras 1 y 2 está dotado con una goma 7 de refuerzo y un forro 8 interior hecho de una goma impermeable al aire.

Por comodidad, el protector 5 de cable está dividido en una parte 5_{0} exterior y una parte 5_{I} interior. Como se muestra en la figura 3, cuando los cordones de acero de la parte 5_{O} exterior y los cordones de acero de la parte 5_{I} interior están representados por símbolos 5c_{O} y 5c_{I}, respectivamente, un ángulo \alpha_{OE} de inclinación del cordón 5c_{\medcirc} en la proximidad de un extremo 5_{OE} de la parte 5_{\medcirc} exterior con respecto a una línea Dt circunferencial del neumático y un ángulo \alpha_{IE} de inclinación de un cordón 5_{CI} en la proximidad de un extremo 5_{IE} de la parte 5_{I} interior con respecto a una línea Dt circunferencial del neumático están dentro de un rango de 22 - 35º, respectivamente. Brevemente, esto significa que la parte extrema de cada uno de los cordones 5C_{O} y 5C_{I} está en un estado fijo con respecto a la línea Dt circunferencial del neumático.

A este respecto, asumiendo que una línea L recta que pasa a través de un centro de gravedad gráfico Cg en sección del núcleo 3 del talón y es paralela a un eje de rotación del neumático, como se muestra en las figuras 1 y 2, es necesario que un ángulo \beta_{O} de inclinación del cordón 5C_{O} en la parte 5_{O} exterior próxima a la línea L recta con respecto a la línea Dt circunferencial del neumático satisfaga una relación de \beta_{O} = (\alpha_{oE} + 5º) - (\alpha_{oE} + 50º) al ángulo \alpha_{oE} de inclinación con el fin de lograr el objetivo de la invención. Preferiblemente, es \beta_{O} = (\alpha_{oE} + 5º) - (\alpha_{oE} + 30º).

Análogamente, es necesario que un ángulo \beta_{I} de inclinación del cordón 5C_{I} en la parte 5_{I} interior próxima a la línea L recta con respecto a la línea Dt circunferencial del neumático satisfaga una relación de \beta_{I} = (\alpha_{IE} + 5º) - (\alpha_{IE} + 50º) al ángulo \alpha_{IE} de inclinación con el fin de lograr el objetivo de la invención. Preferiblemente, es \beta_{I} = (\alpha_{IE} + 5º) - (\alpha_{IE} + 30º).

Esto significa que los cordones 5C_{O} y 5C_{I} situados próximos a la línea L recta están en un estado más erguido con respecto ala línea Dt circunferencial del neumático.

Con el fin de obtener la distribución del ángulo de inclinación anterior en el protector 5 de cable, es preferible usar como protector 5 de cable un material no curado sometido previamente a un esfuerzo para lograr una diferencia angular entre una parte central y cada parte lateral en la dirección de la anchura 5.

En las realizaciones ilustradas, el núcleo 3 del talón tiene forma exagonal en sección formada bobinando helicoidalmente un cable 3 w de acero (véase la figura 3, sección circular) protegido con una goma de recubrimiento de un calibre muy fino en una etapa no curada en un número de vueltas dado (denominado núcleo de talón exagonal). Asimismo, se puede usar como núcleo 3 del talón un denominado núcleo de talón rectangular formado bobinando repetidamente y laminando un cable 3 w de acero que tiene una forma rectangular en sección o un núcleo de talón formado bobinando repetidamente y laminando un cable 3 w de acero que tiene forma exagonal en sección.

Cuando se infla el neumático a una presión del aire dada, por ejemplo, a una presión máxima del aire correspondiente a una máxima capacidad de carga, la tensión mostrada por una flecha T en la figura 1 ase aplica a la carcasa 4. Esta tensión se crea en cualquiera de los neumáticos aunque hay diferencia en el grado de la tensión dependiendo del tipo de neumático. Concretamente, en este caso de neumáticos de camión o autobús utilizados a una alta presión interna de 7,25 - 9,0 kgf/cm^{2} (en estado frío), inevitablemente se crea una gran tensión T aplicada a la carcasa 4 que es una fuerza que actúa de extracción de la carcasa 4 en la dirección de la flecha T. Por consiguiente, la carcasa 4 inflada a una presión del aire dada crea una fuerza que hace rotar el núcleo 3 del talón (momento giratorio alrededor del centro de gravedad Cg) basado en la fuerza de extracción anterior, por lo que el núcleo 3 del talón está hecho para rotar alrededor del centro de gravedad Cg gráfico. Cuando se aplica al neumático una carga dada, la tensión de la carcasa 4 en la parte 1 del talón se hace mayor y, por lo tanto, la fuerza de rotación en el núcleo 3 del talón se incrementa más.

Además, para que la fuerza de rotación actúe sobre el núcleo del talón, no se puede mantener la forma de la sección en una nueva etapa del núcleo del talón como cuerpo que reúne los cables de acero debido al aumento de la temperatura por la generación de una gran cantidad de calor en la parte del talón durante el rodaje del neumático bajo carga y, por lo que se produce una gran deformación en el núcleo del talón. Dado que esta deformación es irreversible, el núcleo del talón muestra un estado de gran "forzamiento" y la parte del talón en su conjunto se deforma junto con el núcleo, lo que produce una gran tensión en una parte extrema exterior del protector de cable durante el rodaje del neumático bajo carga y, finalmente, da lugar a un fallo de separación. Dicho de otra manera, la gran deformación plástica del talón da lugar frecuentemente al fallo de separación.

Para controlar la deformación plástica del núcleo del talón debida a la fuerza de rotación que actúa sobre el núcleo del talón, se incrementa el número de cables de acero que constituyen el núcleo del talón o se usa un cable de acero más grueso para hacer mayor la forma de la sección del núcleo del talón del neumático convencional, con lo que se da la resistencia a la torsión alrededor del centro de gravedad gráfico (Cg en las figuras 1 y 2) necesaria para el control de la deformación del núcleo del talón. Sin embargo, en este caso es obligado incrementar el peso y el coste del neumático.

Por el contrario, de acuerdo con la invención, los ángulos \alpha_{OE}, \alpha_{IE} de inclinación en las partes de los extremos de los cordones 5C_{O}, 5C_{I} de la parte 5_{O} exterior y de la parte 5_{I} interior como protectores de cable con respecto a la línea Dt circunferencial y los ángulos \beta_{O}, \beta_{1} de inclinación de estos cordones de acero en la proximidad de la línea L recta con respecto a la línea Dt circunferencial satisfacen la igualdad \beta_{O} = (\alpha_{OE} + 5º) - (\alpha_{OE} + 50º), preferiblemente \beta_{O} = (\alpha_{OE} + 5º) - (\alpha_{OE} + 30º) y \beta_{1} = (\alpha_{IE} + 5º) - (\alpha_{IE} + 50º), preferiblemente \beta_{1} = (\alpha_{IE} + 5º) - (\alpha_{IE} + 30º), lo que puede contribuir primero a mejorar la rigidez del núcleo 3 del talón alrededor del centro de gravedad gráfico Cg. Además, se pueden incrementar las posiciones de cruce de los cordones de la carcasa 4 con los cordones 5C_{O}, 5c_{I} de acero del protector 5 de cable alrededor del núcleo 3 del talón para disminuir la fuerza de extracción que actúa sobre la carcasa 4 en la dirección de la flecha T por el inflado a una presión del aire dada. Como consecuencia, se puede controlar la rotación del núcleo 3 del talón alrededor del centro de gravedad gráfico Cg mediante la acción sinérgica de los dos aspectos anteriores.

Como se mencionó anteriormente, de acuerdo con la invención, se puede reducir en gran medida la cantidad de deformación plástica del núcleo 3 del talón durante el rodaje del neumático bajo carga, de manera que la deformación de la forma de la parte del talón es muy ligera aún cuando se reduzca la cantidad de cable del núcleo 3 del núcleo. Por lo tanto, se puede reducir la tensión en la proximidad del extremo 5_{0E} del protector 5 de cable durante el rodaje del neumático bajo carga incluso con la reducción del peso del neumático para mejorarla resistencia al fallo de separación.

Cuando el ángulo \alpha_{OE}, \alpha_{IE} de inclinación es menor que 22º, la cantidad de deformación a lo largo de la circunferencia del neumático se hace grande en la parte de toma de contacto y en la parte de cese del contacto de la región de contacto con el suelo durante el rodaje del neumático bajo carga y se aplica una gran tensión en la proximidad del extremo 5_{OE} del protector 5 de cable, lo que produce el fallo de separación, mientras que cuando dicho ángulo es mayor que 35º, una zona de la región de contacto con el suelo que va desde la parte 1 del talón hasta la parte 2 de la pared lateral cae mucho hacia fuera y, por lo tanto, se aplica una gran tensión en la proximidad del extremo 5_{OE} del protector 5 de cable, lo que produce el fallo de separación de manera similar al caso anterior.

Cuando la diferencia entre los ángulos de inclinación (\beta_{O} - \alpha_{oE}), (\beta_{I} - \alpha_{IE}) es menor que 5º, el efecto de reducción de la cantidad de deformación plástica del núcleo 3 del talón es ligero, lo que interfiere con el logro del objetivo de la invención, mientras que cuando la diferencia es mayor que 50º, se aplica repetidamente una gran tensión al cordón 5c_{O}, 5C_{I} de acero en la proximidad del protector 5 de cable durante el rodaje del neumático bajo carga y surge el riesgo de producirse la rotura del propio cordón.

Cuando se usa el neumático bajo una condición benigna en la que la cantidad de deformación plástica del núcleo 3 del talón es relativamente pequeña, por ejemplo, cuando se usan uno o más protectores de nylon, si se sustituye el protector 6 de nylon por el protector 5 de cable, el límite superior de la diferencia entre los ángulos de inclinación (\beta_{O} - \alpha_{oE}), (\beta_{I} - \alpha_{IE}) puede ser 30º.

El neumático de la figura 2 aumentado además con el protector 6 de nylon es adaptable a un caso de mejora adicional de la durabilidad de la parte del talón en una condición de utilización de mayor carga o en una condición que requiere recauchutado muchas veces. En este caso, es preferible que converjan la dirección de inclinación del cordón del protector 6 de nylon con la dirección de inclinación del cordón del protector 5 de cable, que es efectivo para reducir la tensión en la proximidad del extremo 5_{OE} del protector 5 de cable producida durante el rodaje del neumático bajo carga.

Dado que el protector 5 de cable que incluye la proximidad de su extremo 5_{OE}, presenta una deformación por tensión aproximadamente constante durante el rodaje del neumático bajo carga, es efectivo que una relación del 100% del módulo M_{100W} (kgf/cm^{2}) de una goma de recubrimiento de los cordones del protector 5 de cable al 100% del módulo M_{100C} (kgf/cm^{2}) de una goma de recubrimiento de los cordones del pliegue 4 de la carcasa, (M_{100W}/M_{100C}), esté entro de un rango de 0,6 - 1,0 si se pretende mejorar la productividad del neumático, y la relación está preferiblemente dentro de un rango de 0,6 - 0,9 si se pretende mejorar más el rendimiento del neumático. Cuando la relación está dentro del rango anterior, no solo se reduce la tensión aplicada en la proximidad del extremo 5_{OE} del protector 5 de cable, sino que también se reduce la tensión por deslizamiento producida entre el protector 5 de cable y la parte 4t vuelta, con lo que se pueden controlar las incidencias de agrietamiento desde el extremo 5_{OE} y también se pueden prevenir las incidencias de separación entre el protector 5 de cable y la parte 4t vuelta para contribuir en gran medida a la mejora de la durabilidad de la parte del talón.

Como realización modificada del protector 5 de cable, es útil usar los denominados grupos formados por disposición de dos o más cordones de acero acolados a lo largo de la superficie del protector, aún cuando se produzca agrietamiento en el extremo 5_{OE} del cordón de acero, la grieta se desarrolla a lo largo del eje del cordón por ahora y, por lo tanto, se puede retrasar considerablemente el momento de conectarse las grietas entre sí en la dirección circunferencial prolongándose mucho la distancia de rodaje del neumático hasta una incidencia de fallo de separación.

Aunque lo anterior se describe con respecto al neumático sin cámara de camión y autobús que usa la llanta de 15º de centro hundido, por supuesto que es igualmente aplicable al neumático con cámara que usa llanta de base llana y ancho amplio.

Los siguientes ejemplos se presentan como ilustración de la invención y no como limitaciones a la misma.

Ejemplos 1 - 8

Ejemplos comparativos 1 - 3

Como ejemplos 1 - 8, se presentan ocho neumáticos de camión y autobús que tienen un tamaño de 11/70R22.5 y una estructura de la parte del talón como la que se muestra en la figura 1; cada uno de los cuales comprende una carcasa 4 de un solo cordón de acero engomado y provisto con un solo protector 5 de cable. Con el fin de lograr un peso ligero y un bajo coste, el número de vueltas del hilo 3 w de acero del núcleo 3 del talón es de 65 vueltas, 7 vueltas menos que las 72 convencionales, y la cantidad de goma utilizada en el refuerzo 7 disminuye la vez que disminuye el número de vueltas para reducir el peso del neumático en 0,40 Kg aproximadamente en comparación con el del neumático convencional.

Para verificar el efecto de estos ejemplos, hay tres neumáticos como Ejemplos Comparativos 1 - 3. El Ejemplo Comparativo 1 es un neumático provisto con un solo protector de alambre convencional, y el Ejemplo Comparativo 2 es un neumático en el cual los cordones de acero existentes en el protector de cable a lo largo de una parte vuelta del pliegue de la carcasa tienen una diferencia en el ángulo de inclinación similar a la del Ejemplo (neumático con una estructura revelada en el documento JP-B-1-26884), y el Ejemplo Comparativo 3 es un neumático en el cual los ángulos de inclinación de los cordones del protector de cable y de los cordones de la parte vuelta del pliegue de la carcasa decrecen gradualmente hacia fuera del núcleo del talón en la dirección radial con respecto a la dirección circunferencial del neumático y las direcciones de inclinación de estos cordones son opuestas entre sí y se cruzan entre sí (neumático con una estructura revelada en el documento JP-B-5-2521). El resto de le estructura de estos tres neumáticos es la misma que en los Ejemplos.

Con respecto a los neumáticos de los Ejemplos 1-8 y de los Ejemplos Comparativos 1-3, los ángulos \alpha_{OE}, \alpha_{IE} de inclinación en los extremos 5_{OE}, 5_{IE} y los ángulos \betaO, \betaI de inclinación en la proximidad de la línea L recta en el protector 5 de cable, y la relación M_{100W}/M_{100C} del 100% del módulo de una goma de recubrimiento, M_{100W} (kgf/cm^{2}), del protector 5 de cable al 100% del módulo de goma, M_{100C} (kgf/cm^{2}), de la carcasa 4 se muestran en la Tabla 1. El peso del neumático de cada uno de los Ejemplos 1-8 y de los Ejemplos Comparativos 1-3 es 52 kg. Además, los Ejemplos 6-8 son iguales que los del Ejemplo 1 excepto en la relación M_{100W}/M_{100C}.

Cada uno de los neumáticos de los Ejemplos 1-8 y de los Ejemplos Comparativos 1-3 está ensamblado sobre una llanta de 7,50 x 22,5 que tiene una anchura menor que una llanta estándar como llanta autorizada, se infla a la máxima presión de aire de 8,5 kgf/cm^{2} correspondiente a la máxima capacidad de carga (individual) de 2725 kg y seguidamente se empuja sobre un cilindro de 1,7 m de diámetro que gira a una velocidad de 60 km/h bajo una carga de 5000 kg para realizar un aprueba de evaluación de la durabilidad de la parte del talón. La evaluación se lleva a cabo midiendo una distancia de rodaje hasta que se presenta una incidencia de fallo de separación en la parte del talón y representada por un índice sobre la base de que la del Ejemplo comparativo 2 es 100. Cuanto mayor es el valor del índice, mejor es la durabilidad de la parte del talón. Los resultados de la prueba también se muestran en la Tabla 1.

TABLA 1

1

Como se ve en la Tabla 1, en el Ejemplo Comparativo 2, la durabilidad de la parte del talón no alcanza un nivel que satisfaga una demanda comercial, mientras que la durabilidad de la parte del talón del Ejemplo Comparativo 1 no alcanza el nivel del Ejemplo Comparativo 2 porque el volumen de la parte del talón es escaso. En el Ejemplo Comparativo 3, se aplica una gran tensión en la proximidad del extremo del protector de cable a causa del fallo de separación y también la durabilidad de la parte del talón es considerablemente escasa en comparación con la del Ejemplo Comparativo 1. En todo caso, los neumáticos de los Ejemplos Comparativos 1 - 3 carecen de factibilidad. Por el contrario, el neumático del Ejemplo 3 tiene una durabilidad de la parte del talón que satisface la demanda comercial, mientras que los neumáticos de los demás ejemplos desarrollan una durabilidad de la parte del talón satisfactoria.

Como se mencionó antes, de acuerdo con la invención, se puede proveer un neumático radial de alto rendimiento de peso ligero y capaz de desarrollar una durabilidad de la parte del talón igual a o más que la del neumático convencional de peso ligero aún cuando el peso de la parte del talón basado en el volumen (peso) del núcleo del talón se reduce independientemente de la magnitud de la relación entre la anchura y la altura.

Claims (7)

1. Neumático radial de alto rendimiento que comprende una carcasa (4) de uno o más pliegues de cordones engomados que se extienden entre un par de núcleos (3) del talón incrustados en una parte (1) del talón y que contiene cordones dispuestos a lo largo de un plano que incluye un centro de rotación axial del neumático, estando arrollado al menos uno los cuales alrededor del núcleo del talón desde el interior del neumático hacia la parte exterior del mismo para formar una parte (4t) vuelta, y una capa (5) de refuerzo de la parte del talón, compuesta de una sola capa de cordones de acero engomados que cubre una superficie del pliegue de la carcasa sobre una región que va desde una posición (4te) externa de la parte (4t) vuelta en una dirección radial del neumático a lo largo de una superficie exterior de la parte vuelta a través del núcleo (3) del talón hasta un interior del neumático,

caracterizado porque el ángulo de inclinación (\alpha_{oE}, \alpha_{IE}) de los cordones de acero en la capa (5) de refuerzo de la parte del talón con respecto a la línea (Dt) circunferencial del neumático está dentro de un rango de 22 - 35º, en la parte terminal (5_{OE},5_{IE}) más externa fuera y dentro del neumático en la dirección radial, y pasando el ángulo de inclinación (\beta_{O}, \beta_{I}) de los cordones de acero fuera y dentro del neumático en la proximidad de la línea (L) a través del centro de gravedad gráfico (Cg) del núcleo (3) del talón en una sección del mismo y paralela al eje de rotación del neumático, que está dentro de un rango de 5 - 50ºC, añadido al rango de inclinación de las partes extremas con respecto a la línea circunferencial del neumático.

2. Un neumático radial como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo de inclinación de los cordones de acero fuera y dentro del neumático en la proximidad de la línea (L) recta que pasa a través del centro de gravedad gráfico (Cg) del núcleo (3) del talón en una sección del mismo y paralela al eje de rotación del neumático está dentro de un rango de 5 - 30º añadido al rango del ángulo de inclinación de las partes extremas exterior anterior.

3. Un neumático radial como el reivindicado en la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque al menos una capa (6) de cordones de fibra orgánica está dispuesta alrededor de una superficie exterior de la capa (5) de refuerzo de la parte del talón.

4. Un neumático radial como el reivindicado en la reivindicación 3, caracterizado porque una dirección de los cordones de acero que están dispuestos en la capa (5) de refuerzo de la parte del talón es la misma que una dirección de los cordones que están dispuestos en la capa (6) de cordones de fibra orgánica.

5. Un neumático radial como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una relación del 100% del módulo de una goma de recubrimiento para los cordones de acero de la capa (5) de refuerzo de la parte del talón al 100% del módulo de una goma de recubrimiento para los cordones del pliegue (6) de la carcasa está dentro de un rango de 0,6 - 1,0.

6. Un neumático radial como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una relación del 100% del módulo de una goma de recubrimiento para los cordones de acero de la capa (5) de refuerzo de la parte del talón al 100% del módulo de una goma de recubrimiento para los cordones del pliegue (4) de la carcasa está dentro de un rango de 0,6 - 0,9.

7. Un neumático radial como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque un grupo de dos o más disposiciones de cordones de acero lado a lado se utiliza como una disposición de cordones de acero de la capa (5) de refuerzo de la parte del talón.