ES2543467T3 - Neumático de vehículo - Google Patents

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Abstract

Neumático con dos o más capas de cinturón que se cruzan en un ángulo y que presentan elementos de refuerzo y con un bandaje de cinturón realizado en una o varias capas que presenta elementos de refuerzo, estando los elementos de refuerzo dispuestos dentro de cada capa de cinturón sustancialmente de forma paralela y a una distancia entre ellos e incorporados en un material de caucho, presentando cada capa de cinturón con un alargamiento predefinido en 1% en la dirección de la extensión longitudinal del elemento de refuerzo una tensión < 17.500 N por dm de ancho, encerrando los elementos de refuerzo de las capas de cinturón un ángulo de 18º a 45º con la dirección circunferencial del neumático, estando los elementos de refuerzo del bandaje de cinturón compuestos por un material no metálico y dispuestos dentro de la capa de elementos de refuerzo sustancialmente de forma paralela y a una distancia entre ellos aproximadamente en la dirección circunferencial del neumático presentando una contracción en caliente, presentando el bandaje de cinturón en total, con un alargamiento predefinido en 1%, una tensión >2.000 N por dm de ancho, caracterizado por que los elementos de refuerzo de las capas de cinturón se componen exclusivamente de acero y por que los elementos de refuerzo del bandaje de cinturón son materiales de las clases poliéster, nylon o construcciones híbridas de rayón, Lyocell, PVA, PEN, POK, Vectran o aramida con poliéster o nylon.

Description

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DESCRIPCIÓN
Neumático de vehículo
La invención se refiere a un neumático con dos o más capas de cinturón que se cruzan en un ángulo y que presentan elementos de refuerzo y con un bandaje de cinturón realizado en una o varias capas que presenta elementos de refuerzo, estando los elementos de refuerzo dispuestos dentro de cada capa de cinturón sustancialmente de forma paralela y a una distancia entre ellos e incorporados en un material de caucho. Cada capa de cinturón presenta con un alargamiento predefinido en 1% en la dirección de la extensión longitudinal de los elementos de refuerzo una tensión < 17.500 N por dm de ancho, encerrando los elementos de refuerzo de las capas de cinturón un ángulo de 18º a 45º con la dirección circunferencial del neumático, estando los elementos de refuerzo del bandaje de cinturón compuestos por un material no metálico y dispuestos dentro de la capa de elementos de refuerzo sustancialmente de forma paralela y a una distancia entre ellos aproximadamente en la dirección circunferencial del neumático presentando una contracción en caliente, presentando el bandaje de cinturón en total, con un alargamiento predefinido en 1%, una tensión > 2.000 N por dm de ancho.
Las construcciones de neumáticos de vehículos son suficientemente conocidas conocidos. Los neumáticos radiales presentan entre otras cosas un cinturón y frecuentemente un bandaje de cinturón. Un neumático mencionado anteriormente se dio a conocer por el documento US 6.082.423B. Para proporcionar un neumático que ahorre combustible y que tenga un peso reducido, el neumático mencionado anteriormente presenta elementos de refuerzo de rayón en las capas de cinturón y elementos de refuerzo no metálicos en el bandaje de cinturón.
Por el documento EP0908329A2 también se dio a conocer el modo de emplear para la carcasa y para el bandaje de cinturón elementos de refuerzo no metálicos.
Por los documentos EP0849098A1 o EP0960749A2 se dio a conocer el modo de emplear en el neumático cordones de acero con la construcción 2 x 014 mm a 2 x 042 mm o cordones de acero con la construcción 2 x 0,15 mm a 2 x 0,40 mm.
El cinturón compuesto por dos o más capas de cinturón que se cruzan en un ángulo proporciona la rigidez de la superficie de rodadura en los sentidos longitudinal y transversal. Durante la conducción, esto sirve para la transmisión de fuerzas, mejora el guiado lateral y reduce la abrasión del neumático. El bandaje de cinturón compuesto por una o varias capas orientadas hacia la circunferencia sirve sustancialmente para absorber adicionalmente fuerzas en la dirección circunferencial, para limitar por ejemplo el crecimiento del neumático a causa de fuerzas centrífugas durante el funcionamiento del neumático. El bandaje de cinturón puede cubrir el cinturón, o bien, el bandaje de cinturón en su totalidad o capas individuales del bandaje pueden encontrarse entre o debajo de las capas de cinturón.
Igualmente es conocido y habitual en la actualidad emplear cordones de acero como elementos de refuerzo en las capas de cinturón del cinturón. Los cordones se acero están dispuestos dentro de la capa de elementos de refuerzo sustancialmente de forma paralela y a una distancia entre ellos e incorporados en un material de caucho. Las capas de cinturón incorporados en neumáticos de turismos presentan frecuentemente cordones de acero con la construcción 2 x 0,30 mm, con un ajuste de 80 epdm o más. La construcción de cordones 2 x 0,30 mm significa que dos alambres (filamentos) de 0,30 mm de diámetro están torcidos uno con otro formando un cordón, de tal forma que el cordón tiene un diámetro de aprox. 0,60 mm. Los cordones de este diámetro están incorporados en caucho formando capas. Cuanto mayor es el diámetro del cordón, tanto más caucho se necesita para la incorporación de los cordones y tanto más pesada son cada capa de cinturón y el neumático. Una capa de cinturón descrita anteriormente está construida de tal forma que con un alargamiento predefinido del 1% presenta una tensión superior a 17.500 N por dm de ancho. La desventaja de las capas de cinturón con los cordones de acero mencionados anteriormente es que son de peso relativamente pesado y requieren mucho material.
Igualmente es conocido y habitual en la actualidad emplear bandajes de cinturón en combinación con cinturones de acero. Los bandajes de cinturón incorporados en neumáticos de turismos presentan frecuentemente una o dos capas de cordones de nylon engomados con la construcción 940x2 con 80 epdm. Un bandaje de cinturón de este tipo está construido de tal forma que con un alargamiento predeterminado del 1% en la dirección de la extensión longitudinal del cordón establece una fuerza inferior o aproximadamente igual a 1500 N por dm de ancho. El nylon se usa frecuentemente, porque este material presenta una contracción en caliente, es decir que se contrae al calentarse. Esto resulta ventajoso tanto en la vulcanización del neumático como durante el funcionamiento a alta velocidad, porque entonces el bandaje de cinturón fomenta la sujeción del paquete de cinturones. Además, de esta manera se previene que el bandaje de cinturón se comprima durante el funcionamiento, lo que resulta desventajoso para su resistencia a la fatiga constante y puede conducir a roturas del material de bandaje.
Las aspiraciones de los desarrollos de neumáticos consisten constantemente en proporcionar un neumático económico y de bajo peso, en el que sin embargo, se mantenga en un alto nivel el rendimiento.
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Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de proporcionar un neumático de vehículo económico de bajo peso que no obstante presente un buen rendimiento.
El objetivo se consigue de tal forma los elementos de refuerzo de las capas de cinturón se componen exclusivamente de acero y los elementos de refuerzo del bandaje de cinturón son materiales de las clases poliéster, nylon o construcciones híbridas de rayón, Lyocell, PVA, PEN, POK, Vectran o aramida con poliéster o nylon.
Según la invención, se consigue emplear elementos de refuerzo de peso reducido en las capas de cinturón, cuyo módulo reducido se compensa por el establecimiento de una fuerza relativamente grande en caso del alargamiento del bandaje de cinturón. De esta manera, se consigue por ejemplo el ahorro de costes y de peso, porque se reduce el número de elementos de refuerzo empleados por dm o el diámetro de los elementos de refuerzo empleados. Los elementos de refuerzo de las capas de cinturón pueden componerse de filamentos torcidos formando cordones, presentando cada filamento por ejemplo un diámetro inferior a 0,24 mm y siendo el ajuste inferior o igual a 80 epdm,
o de alambres individuales con un diámetro inferior a 0,30 mm. Lo esencial para los elementos de refuerzo es que al menos un material del elemento de refuerzo tenga propiedades de contracción en caliente.
Se consigue un alto rendimiento, porque durante el funcionamiento del neumático se consigue una superficie dinámica adecuada de apoyo en el suelo. Por el uso de elementos de refuerzo de diámetro más reducido en las capas de cinturón se reduce de manera ventajosa el peso del neumático de vehículo. El neumático según la invención es económico, por su peso más reducido presenta una resistencia a la rodadura mejorada y además presenta una aptitud mejorada para altas velocidades.
Resulta ventajoso si los elementos de refuerzo de la capa de cinturón son cordones del rango de resistencia a la tracción elevada (HT -High-Tensile) o ultra-elevada (UHT -Ultra-High-Tensile). Los elementos de refuerzo del rango de resistencia a la tracción elevada presentan según el diámetro de filamentos una resistencia a la rotura de aprox. 3000MPa a 3500MPa, mientras que los elementos de refuerzo correspondientes del rango de resistencia a la tracción ultra-elevada presentan una resistencia aproximadamente 500MPa mayor.
Lo esencial es que las construcciones de los elementos de refuerzo de las capas de cinturón y del bandaje están ajustadas unas respecto a otras para obtener durante el funcionamiento del neumático una superficie dinámica adecuada en el suelo. El bandaje de cinturón puede estar bobinado y presentar un dibujo de bobinado con lagunas, de tal forma que quede reducida la densidad efectiva del cordón.
Dado que el neumático según la invención es de peso reducido se ofrece el uso en neumáticos autoportantes como un neumático SSR o un neumático con una capa de estanqueización viscosa autoadhesiva, dispuesta radialmente dentro en la capa interior de neumático.
El "peso adicional" de estos neumáticos autoportantes se puede compensar de manera ventajosa mediante la construcción de capas de cinturón y bandaje descrita anteriormente. Los neumáticos SSR (Self-Supporting-Runflat) son neumáticos con perfiles de refuerzo en las paredes laterales de neumático, por los que, incluso en caso de un escape de aire, el neumático se mantiene autoportante durante cierto trayecto. Los neumáticos con una capa de estanqueización situada entre los bordes de la banda de rodadura debajo de la franja de rodadura sobre la capa interior del neumático, se caracterizan por que cuando un cuerpo extraño penetra la superficie de rodadura del neumático de vehículo, este queda encerrado por la capa de estanqueización, previniendo una posible pérdida de aire mediante una estanqueización casi inmediata.
Un ejemplo preferible de una construcción según la invención de un neumático de turismo con las dimensiones de neumático 225/45 R 17 presenta un cinturón de 2 capas de cordones de acero refractario con la construcción 2 x 0,175 con aproximadamente 80 epdm, encerrando los cordones de acero refractario un ángulo de 28º con la dirección circunferencial del neumático, y presenta un bandaje de 1 capa con cordones de poliéster con la construcción 1440 x 2 con aprox. 105 epdm, estando dispuestos los cordones de poliéster aproximadamente en la dirección circunferencial del neumático cubriendo las capas de cinturón. Cada capa de cinturón presenta con el alargamiento predeterminado en 1% en la dirección de la extensión longitudinal de los elementos de refuerzo una tensión de aprox. 8.700 N por dm de ancho, y el bandaje de cinturón presenta con el alargamiento predeterminado en 1% una tensión de aprox. 2.000 N por dm de ancho. Durante el funcionamiento del neumático de turismo se obtiene una superficie dinámica adecuada de apoyo en el suelo.
El neumático de vehículo según la invención puede ser un neumático de turismo, de van o de camión ligero.
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Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Neumático con dos o más capas de cinturón que se cruzan en un ángulo y que presentan elementos de refuerzo y con un bandaje de cinturón realizado en una o varias capas que presenta elementos de refuerzo, estando los elementos de refuerzo dispuestos dentro de cada capa de cinturón sustancialmente de forma paralela y a una distancia entre ellos e incorporados en un material de caucho, presentando cada capa de cinturón con un alargamiento predefinido en 1% en la dirección de la extensión longitudinal del elemento de refuerzo una tensión <
  2. 17.500 N por dm de ancho, encerrando los elementos de refuerzo de las capas de cinturón un ángulo de 18º a 45º con la dirección circunferencial del neumático, estando los elementos de refuerzo del bandaje de cinturón compuestos por un material no metálico y dispuestos dentro de la capa de elementos de refuerzo sustancialmente de forma paralela y a una distancia entre ellos aproximadamente en la dirección circunferencial del neumático presentando una contracción en caliente, presentando el bandaje de cinturón en total, con un alargamiento predefinido en 1%, una tensión >2.000 N por dm de ancho, caracterizado por que los elementos de refuerzo de las capas de cinturón se componen exclusivamente de acero y por que los elementos de refuerzo del bandaje de cinturón son materiales de las clases poliéster, nylon o construcciones híbridas de rayón, Lyocell, PVA, PEN, POK, Vectran o aramida con poliéster o nylon.
  3. 2.
    Neumático de vehículo según la reivindicación 1, caracterizado por que los elementos de refuerzo de la capa de cinturón son cordones de acero del rango de resistencia a la tracción elevada (HT -High-Tensile) o ultra-elevada (UHT -Ultra-High-Tensile).
  4. 3.
    Neumático de vehículo según la reivindicación 2, caracterizado por que los cordones de la capa de cinturón presentan la construcción 2 x 0,175 y están dispuestos en cada capa de cinturón con aprox. 110 epdm.
  5. 4.
    Neumático de vehículo según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de refuerzo del bandaje de cinturón es un cordón de poliéster con la construcción 1440 x 2 con 105 epdm.
  6. 5.
    Neumático de vehículo según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos de refuerzo de cada capa de cinturón encierran un ángulo de 27º a 35º, preferentemente de aprox. 28º, con la dirección circunferencial del neumático.
  7. 6.
    Neumático de vehículo según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las capas de cinturón son capas de cinturón cortadas.
  8. 7.
    Neumático de vehículo según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el neumático tiene propiedades autoportantes por perfiles de refuerzo cerrados de forma anular a lo largo de la circunferencia de la pared lateral, de sección transversal en forma de media luna, dispuestos por debajo del cinturón en la zona del borde de la banda de rodadura del neumático y dentro de las paredes laterales del neumático.
  9. 8.
    Neumático de vehículo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6 anteriores, caracterizado por que el neumático de vehículo presenta radialmente dentro, en la capa interior del neumático, una capa de estanqueización viscosa autoadhesiva.
    4
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