ES2708310T3

ES2708310T3 - Neumático de vehículo

Info

Publication number: ES2708310T3
Application number: ES14168046T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Reese; Ingo Bokelmann
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2019-04-09
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: EP2829419A1; DE102013108051A1; EP2829419B1

Abstract

Neumático de vehículo con una carcasa (2), una banda de rodadura (6), un cinturón (7) dispuesto entre la banda de rodadura (6) y la carcasa (2), así como un bandaje de cinturón (8), que presenta una o dos capas de bandaje (9) dispuestas por el lado radialmente exterior del cinturón (7), con refuerzos aplicados en dirección perimetral, dividiéndose el bandaje de cinturón (8) en su extensión axial en dos zonas laterales (12) y una zona central (10) que contienen respectivamente una pieza de capa de bandaje (13), (11), configurándose los refuerzos de la pieza de capa de bandaje (11) en la zona central (10) de PA6.6 y presentando los refuerzos de las piezas de capa de bandaje (13) en las dos zonas laterales (12) un módulo de elasticidad más alto que el de la PA6.6, caracterizado por que cada capa de bandaje (9) del bandaje de cinturón (8) se divide en su extensión axial en dos zonas laterales (12) y una zona central (10) que comprenden respectivamente una pieza de capa de bandaje (13), (11), y por que los refuerzos de las piezas de capa de bandaje (13) se configuran en las dos zonas laterales (12) de PET de contracción normal.

Description

DESCRIPCION

Neumatico de vehiculo

La invencion se refiere a un neumatico de vehiculo con una carcasa, una banda de rodadura, un cinturon dispuesto entre la banda de rodadura y la carcasa, asi como un bandaje de cinturon dispuesto por el lado radialmente exterior del cinturon que presenta al menos una capa de bandaje con refuerzos aplicados en direccion perimetral, dividiendose el bandaje de cinturon en su extension axial en dos zonas laterales y una zona central que contienen respectivamente una parte de la capa de bandaje, conformandose los refuerzos de la pieza de capa de bandaje de la parte central de poliamida 6.6 (PA6.6) y presentando los refuerzos de las partes de capa de bandaje en las zonas laterales un modulo de elasticidad mas alto que el de la PA6.6.

Los refuerzos para reforzar neumaticos de vehiculo son suficientemente conocidos. Se conoce la posibilidad de emplear para los neumaticos de vehiculos un bandaje de cinturon que se compone de una o varias capas, que cubre los bordes del cinturon y que contiene los refuerzos que se desarrollan fundamentalmente en direccion perimetral en forma de refuerzos insertados en caucho.

En la fabricacion de neumaticos, el bandaje de cinturon se aplica en forma de capas, tiras o refuerzos individuales con refuerzos insertados en una mezcla de caucho no vulcanizada que se enrollan o bobinan alrededor del cinturon. Los refuerzos se insertan en caucho, para lo cual un haz de refuerzos en forma de hilos situados esencialmente de forma paralela y pretratados por regla general termicamente y/o, para una mejor adhesion al caucho en el que se insertan, con un material de impregnacion de un modo que el experto en la materia conoce, pasa en direccion longitudinal por una calandria o una extrusora para su revestimiento con la mezcla de caucho. O bien se utilizan refuerzos que se impregnan con un material pegajoso y que se pueden procesar sin una mezcla adhesiva calandrada.

El bandaje de cinturon sirve, especialmente a velocidades altas, para limitar una elevacion del neumatico debida a las fuerzas centrifugas que se producen durante la marcha. Por otra parte, los refuerzos del bandaje de cinturon se preven para mantener bajas las capas de cinturon, especialmente los cantos de cinturon para la resistencia a la marcha rapida y para la durabilidad. Con esta finalidad, en las zonas de talon del neumatico de vehiculo se tienen que unir fuerzas mas grandes que en la zona central.

El desarrollo de los neumaticos pretende mejorar la resistencia a la marcha rapida y la durabilidad de los neumaticos de vehiculo.

Por el documento EP 1500526 A1 se conoce un neumatico de vehiculo segun el preambulo de la reivindicacion 1, que presenta un bandaje central de PA6.6 y un bandaje lateral de PET, siendo el numero de capas de la zona lateral mayor que el de la zona central.

Por el documento EP 1580030 B1 se conoce un neumatico de vehiculo que presenta un bandaje de cinturon que en su zona central esta provisto de una pieza de capa de bandaje cuyos cordones presentan un modulo de elasticidad mas bajo que el de los cordones de las partes de capa de bandaje de las zonas laterales. Durante la marcha, especialmente a altas velocidades, el empleo de material con un modulo alto en las zonas laterales permite una buena union de las fuerzas que se producen, mientras que el neumatico de vehiculo desarrolla en la zona central, como consecuencia de la PA6.6 con un modulo mas bajo, un contorno redondo y presenta, por lo tanto, propiedades de alta velocidad positivas. Por consiguiente, un bandaje de cinturon como este ejerce un efecto positivo sobre la resistencia a la marcha rapida y la durabilidad del neumatico de vehiculo. Se conoce especialmente un neumatico de vehiculo con un bandaje de cinturon, cuyas zonas laterales presentan cordones que contienen fibras de naftalato de polietileno (PEN), fibras de aramida o un compuesto de fibras de aramida y fibras de nilon que presentan un modulo de elasticidad mas alto que los cordones de PA6.6 empleados en la zona central.

Sin embargo, los materiales utilizados en las zonas laterales presentan inconvenientes. El PEN y la aramida presentan una contraccion termica reducida. La contraccion termica significa una reduccion de las dimensiones, es decir, un acortamiento definido del refuerzo bajo los efectos del calor. En la fabricacion de neumaticos, la pieza bruta de neumatico aun verde se calienta durante la vulcanizacion a unos 180°C. La reducida contraccion termica de PEN y aramida no garantiza un acortamiento suficiente de los refuerzos durante la vulcanizacion, de manera que los cordones de los refuerzos de las partes de capa de bandaje se puedan comprimir en el 1er canto de cinturon, lo que durante el funcionamiento puede dar lugar a roturas de los cordones y a una reduccion de la durabilidad del neumatico de vehiculo.

Ademas, los cordones y cordones hibridos que contienen aramida solo se pueden cortar con dificultad y requieren medidas complicadas y/o afilados o sustituciones frecuentes de la herramienta de corte. Por lo tanto, el corte a medida y el tratamiento de una capa de refuerzo provista de cordones o cordones hibridos que contienen aramida, constituyen un inconveniente. Ademas, la adquisicion de los materiales PEN y aramida, asi como los cordones hibridos que contienen aramida supone un coste elevado.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion consiste en proporcionar un neumatico de vehiculo con un bandaje de cinturon resistente a la marcha rapida, que sea mas duradero y economico y que se pueda fabricar de manera sencilla.

Esta tarea se resuelve conforme a la invencion con un neumatico de vehiculo segun la reivindicacion 1.

Se ha creado, por consiguiente, un neumatico de vehiculo, cuyo bandaje de cinturon presenta, en su zona central, una pieza de capa de bandaje, cuyos refuerzos son de PA6.6, asi como, en cada zona lateral, una pieza de capa de bandaje, cuyos refuerzos son de PET.

En el caso del PET se trata de un naftalato de polietileno de contraccion normal. Un PET como este presenta una contraccion termica elevada. La contraccion termica deberia ser a 1802C, segun ASTM D 855, del 4,5% 1,5%. Sorprendentemente se ha comprobado que un neumatico de vehiculo como este se caracteriza por una durabilidad mucho mejor, que es resistente a la marcha rapida y mas economico y que se puede fabricar de manera sencilla. La contraccion termica de PET es mayor que la contraccion termica de PEN y aramida, por lo que no presenta los inconvenientes antes mencionados. De este modo se garantiza un acortamiento suficiente de los refuerzos en las zonas laterales de la capa de bandaje en el transcurso de la vulcanizacion y se proporciona de forma sencilla un neumatico de vehiculo duradero.

El PET presenta ademas una ligera diferencia entre la contraccion termica a 180°C segun ASTM D 855 y la contraccion restante a temperatura ambiente, lo que influye adicionalmente de manera ventajosa en la durabilidad del neumatico de vehiculo.

El corte o corte a medida de refuerzos de PET es mas sencillo que el corte o corte a medida de refuerzos que contienen aramida. Asi se evitan medidas complicadas y procesos adicionales, siendo posible fabricar el neumatico de vehiculo de manera sencilla.

Ademas, los refuerzos de PET suelen ser mas economicos y presentan una mejor disponibilidad en el mercado que los refuerzos de PEN o aramida, especialmente mas economicos que los refuerzos hibridos que contienen aramida. Los refuerzos de PET presentan un modulo de elasticidad mas alto que la poliamida 6.6 (PA6.6) empleada para los refuerzos de la pieza de capa de bandaje de la zona central. Durante la marcha, especialmente a velocidades elevadas, se produce, por lo tanto, una buena union de las fuerzas que se producen en las zonas laterales, mientras que el neumatico de vehiculo desarrolla, debido a la PA6.6 de modulo bajo en la zona central, un contorno redondo y presenta, por lo tanto, caracteristicas de alta velocidad positivas. Por consiguiente, un bandaje de cinturon de este tipo ejerce un efecto positivo sobre la resistencia a la marcha rapida y a la durabilidad del neumatico de vehiculo. De este modo se pone a disposicion un neumatico de vehiculo resistente a la marcha rapida con un bandaje de cinturon, que es mas duradero y economico y que se puede fabricar de manera sencilla.

Para garantizar una adherencia fiable entre un refuerzo y el caucho es conveniente dotar el refuerzo de una impregnacion adherente, por ejemplo, un dip RFL, en un procedimiento de 1 o 2 banos.

El bandaje de cinturon cubre al menos los cantos radialmente exteriores del cinturon. Las partes de capa de bandaje del bandaje de cinturon se aplican sucesivamente o a la vez durante la fabricacion del neumatico de vehiculo, preferiblemente mediante enrollado o bobinado. Las partes de capa de bandaje de una zona lateral y de la zona central de una capa de bandaje se aplican de forma que en direccion axial entren en contacto, se solapen o se distancien, especialmente con un solapamiento o con una distancia correspondiente, como maximo, a un grosor del caucho. Un hueco que se pudiera producir entre las partes de capa de bandaje en direccion axial, se rellena a lo largo del proceso de fabricacion del neumatico de vehiculo por medio del caucho de los componentes dispuestos alrededor del hueco. En el neumatico de vehiculo acabado, este caucho se atribuye despues a la pieza de capa de bandaje axialmente interior. Dos partes de capa de bandaje adyacentes pueden presentar el mismo refuerzo que se aplica de forma continua por toda la anchura axial de las dos partes de capa de bandaje.

De acuerdo con la invencion, el bandaje de cinturon esta provisto de una capa de bandaje que en la zona central presenta una pieza de capa de bandaje con refuerzos de PA6.6 y, en cada una de las dos zonas laterales, una pieza de capa de bandaje con refuerzos de PET. Un neumatico de vehiculo con un bandaje de cinturon que comprende una capa de bandaje de este tipo presenta una resistencia a la marcha rapida satisfactoria y una durabilidad mejorada.

Es conveniente que los refuerzos de las piezas de capa de bandaje de una capa de bandaje coincidan aproximadamente en su extension radial. Asi se obtiene un contorno uniforme de la capa de bandaje. Tambien conviene que el bandaje de cinturon presente otra capa de bandaje.

Segun la invencion, en el caso de dos capas de bandaje, la primera y la segunda capa de bandaje presentan, tanto en la zona central, como tambien en las dos zonas laterales, respectivamente una pieza de capa de bandaje.

Se considera conveniente que cada una de las dos zonas laterales ocupe una anchura axial del 3% al 47%, especialmente del 5% al 30%, preferiblemente del 10% al 20%, de la anchura axial del bandaje de cinturon, medida a lo largo del contorno del bandaje de cinturon. Un bandaje de cinturon como este garantiza que los cantos de cinturon se presionen optimamente hacia abajo durante la vulcanizacion y la marcha. Un neumatico de vehiculo provisto de un bandaje de cinturon de este tipo presenta, por lo tanto, una durabilidad y resistencia a la marcha rapida optimas.

Resulta ventajoso que los refuerzos de la pieza de capa de bandaje de la zona central y los refuerzos de las piezas de capa de bandaje de las zonas laterales se apliquen con la misma pretension. En especial, los refuerzos se enrollan o bobinan. El esfuerzo debido a la traccion de los refuerzos se ajusta especificamente mediante la regulacion de la pretension. Las caracteristicas de marcha rapida, asi como la durabilidad de este neumatico de vehiculo se pueden ajustar e incrementar de manera sencilla y economica.

Tambien se considera ventajoso que los refuerzos de la pieza de capa de bandaje se apliquen en la zona central con una pretension distinta a la de los refuerzos de las piezas de capa de bandaje de las zonas laterales. En especial, los refuerzos se enrollan o bobinan. El esfuerzo debido a la traccion de los refuerzos en las distintas piezas de capa de bandaje se ajusta, por lo tanto, especificamente a los diferentes requisitos de las distintas piezas de capa de bandaje. De este modo se consigue de manera economica y sencilla una optimizacion adicional de las caracteristicas de marcha rapida, asi como de la durabilidad de un neumatico de vehiculo de este tipo. El neumatico de vehiculo se adapta con medios sencillos a los diferentes requisitos, especialmente en caso de diferentes estructuras de neumatico y/o campos de aplicacion.

Resulta ventajoso que los refuerzos sean hilos y/o cordones. Los hilos y/o cordones de PET y/o PA6.6 son refuerzos economicos y presentan una alta disponibilidad en el mercado.

En el marco de la presente invencion, un “cordon” constituye una estructura lineal formada por dos o mas hilos torcidos entre si. Un “hilo” es una estructura lineal de varias fibras.

Se considera ventajoso que los refuerzos sean hilos y/o cordones, siendo la finura de los hilos y/o cordones de 200 dtex a 2200 dtex. Con una finura de menos de 200 dtex ya no se conseguiria una resistencia suficiente, mientras que una finura de mas de 2200 dtex conlleva, debido a la cantidad innecesaria de material, inconvenientes como, por ejemplo, inconvenientes de resistencia a la rodadura del neumatico de vehiculo. Los hilos presentan preferiblemente una finura de 700 dtex a 1800 dtex.

Segun otra variante perfeccionada ventajosa de la invencion, los cordones de PET presentan uno, dos o mas de estos hilos y los cordones de PA6.6 uno, dos o mas de estos hilos. Se emplean con preferencia cordones de PET de dos hilos torcidos entre si con una finura de 1440 dtex, asi como cordones de PA6.6 de dos hilos torcidos entre si por los extremos, con una finura de 1400 dtex o 940 dtex.

En el caso del neumatico de vehiculo segun la invencion se trata preferiblemente de un neumatico para turismos o de un neumatico para vehiculos industriales.

Otras caracteristicas, ventajas y detalles de la invencion se describen mas detalladamente a la vista de las figuras que representan ejemplos de realizacion esquematicos. Se muestra en la:

Figura 1, una seccion radial de un neumatico de vehiculo;

Figura 2, Figura 3, asi como Figura 7, una o dos capas de bandaje de un bandaje de cinturon de un neumatico de vehiculo segun la invencion;

Figura 4 a Figura 6, respectivamente dos capas de bandaje de un bandaje de cinturon de un neumatico de vehiculo. La figura 1 muestra una seccion transversal radial de un neumatico de vehiculo para un turismo. Los componentes fundamentales, de los que se compone el neumatico de vehiculo representado, son una capa interior 1 en gran medida permeable al aire, una carcasa 2, que de forma convencional llega desde la zona cenital del neumatico de vehiculo, a traves de las paredes laterales 3, hasta las zonas de talon 4 y que se sujeta alli mediante el rodeo de nucleos de talon 5 resistentes a la traccion, una banda de rodadura perfilada 6, que se encuentra radialmente por encima de la carcasa, y un cinturon 7 dispuesto entre la banda de rodadura 6 y la carcasa 2 que contiene dos capas de refuerzos y que se cubre radialmente por fuera con el bandaje de cinturon 8 que comprende una capa de bandaje 9. El bandaje de cinturon 8 cubre los cantos de cinturon y contiene refuerzos bobinados a lo largo de la anchura axial.

La figura 2 muestra una seccion transversal radial del bandaje de cinturon 8 del neumatico de vehiculo 1 mostrado en la figura 1. El bandaje de cinturon se divide en su extension axial en dos zonas laterales 12 y una zona central 10, que comprenden respectivamente una pieza de capa de bandaje 11, 13. La capa de bandaje 9 presenta en la zona central 10 una pieza de capa de bandaje 11, cuyos refuerzos son de PA6.6, y en cada una de las zonas laterales 12 una pieza de capa de bandaje 13 que cubre al menos el canto de cinturon radialmente exterior y cuyos refuerzos son de PET. Como refuerzos se emplean cordones de PET con dos hilos torcidos entre si con la finura de 1440 dtex, asi como cordones de PA6.6 de dos hilos torcidos entre si con la finura de 1400 dtex. De este modo se obtiene un contorno uniforme de la capa de bandaje 9. La anchura de las piezas de capa de bandaje 13 en las zonas laterales 12 es respectivamente del 15% de la anchura axial del bandaje de cinturon 8, medida a lo largo del contorno del bandaje de cinturon 8.

La figura 3 muestra una seccion transversal radial de una capa de bandaje 9 de un bandaje de cinturon 8 de otro neumatico de vehiculo segun la invencion. La capa de bandaje 9 se diferencia de la capa de bandaje 9 mostrada en la figura 2 en que la anchura de las piezas de capa de bandaje 13 de las zonas laterales 12 ocupa aproximadamente el 46% de la anchura axial del bandaje de cinturon 8, medida a lo largo del contorno del bandaje de cinturon 8.

Las figuras 4 a 6 muestran respectivamente dos capas de bandaje 9 de un bandaje de cinturon 8 de un neumatico de vehifculo.

La capa de bandaje radialmente interior 9 mostrada en la figura 4 es una capa de bandaje continua, es decir, los refuerzos se extienden de forma continua entre las zonas laterales 12 y la zona central 10. En el caso de los refuerzos se trata, por ejemplo, de cordones de PA6.6. La capa radialmente exterior de las capas de bandaje 9 presenta en la zona central 10 una pieza de capa de bandaje 11, cuyos refuerzos son cordones de PA6.6, y en cada zona lateral 12 una pieza de capa de bandaje 13, cuyos refuerzos son cordones de PET.

Las capas de bandaje 9 representadas en la figura 5 se diferencian de las capas de bandaje 9 mostradas en la figura 4 en que la capa de bandaje radialmente exterior 9 no presenta ninguna pieza de capa de bandaje en su zona central. Se muestra una forma de realizacion en la que la capa de bandaje radialmente interior 9 presenta en la zona central 10 una pieza de capa de bandaje 11 con refuerzos de PA6.6, y en la que la capa de bandaje radialmente exterior 9 presenta, en cada una de las dos zonas laterales 13, una pieza de capa de bandaje 12 con refuerzos de PET. La combinacion ventajosa de refuerzos de PA6.6 en la zona central 10 y refuerzos de PET en las zonas laterales 12 se consigue empleando poco material.

En otra forma de realizacion no representada se cambia el orden de las dos capas de bandaje 9 mostrado en la figura 5. La capa de bandaje radialmente interior 9 solo presenta piezas de capa de bandaje 13 en las zonas laterales 12. La zona central 10 de la capa de bandaje radialmente interior 9 no presenta ninguna pieza de capa de bandaje. La capa de bandaje radialmente exterior 9, en cambio, es una capa de bandaje continua con refuerzos de PA6.6 que, por lo tanto, presenta en su zona central 10 una pieza de capa de bandaje 11 con refuerzos de PA6.6. En el neumatico de vehfculo acabado, al menos una parte de la capa de bandaje radialmente exterior 9 llena la zona central 10 de la capa de bandaje radialmente interior 9.

Las capas de bandaje 9 mostradas en la figura 6 se diferencian de las capas de bandaje 9 ilustradas en la figura 4 por el orden de su disposicion en direccion radial.

La figura 7 muestra dos capas de bandaje 9 que en la zona central 10 presentan piezas de capa de bandaje, cuyos refuerzos son cordones de PA6.6 y que en las dos zonas laterales 12 presentan piezas de capa de bandaje 13, cuyos refuerzos son cordones de PET.

Lista de referencias

(Parte de la descripcion)

1 Capa interior

2 Carcasa

3 Pared lateral

4 Zona de talon

5 Nucleo de talon

6 Banda de rodadura

7 Cinturon

8 Bandaje de cinturon

9 Capa de bandaje

10 Zona central

11 Pieza de capa de bandaje en la zona central

12 Zona lateral

13 Pieza de capa de bandaje en la zona lateral

rR Direccion radial

aR Direccion axial

Claims

REIVINDICACIONES

1. Neumatico de vehiculo con una carcasa (2), una banda de rodadura (6), un cinturon (7) dispuesto entre la banda de rodadura (6) y la carcasa (2), asi como un bandaje de cinturon (8), que presenta una o dos capas de bandaje (9) dispuestas por el lado radialmente exterior del cinturon (7), con refuerzos aplicados en direccion perimetral, dividiendose el bandaje de cinturon (8) en su extension axial en dos zonas laterales (12) y una zona central (10) que contienen respectivamente una pieza de capa de bandaje (13), (11), configurandose los refuerzos de la pieza de capa de bandaje (11) en la zona central (10) de PA6.6 y presentando los refuerzos de las piezas de capa de bandaje (13) en las dos zonas laterales (12) un modulo de elasticidad mas alto que el de la PA6.6, caracterizado por que cada capa de bandaje (9) del bandaje de cinturon (8) se divide en su extension axial en dos zonas laterales (12) y una zona central (10) que comprenden respectivamente una pieza de capa de bandaje (13), (11), y por que los refuerzos de las piezas de capa de bandaje (13) se configuran en las dos zonas laterales (12) de PET de contraccion normal.

2. Neumatico de vehiculo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el bandaje de cinturon (8) presenta una capa de bandaje (9) provista en la zona central (10) de una pieza de capa de bandaje (11) con refuerzos de PA6.6 y, en cada una de las dos zonas laterales (12), una pieza de capa de bandaje (13) con refuerzos de PET.

3. Neumatico de vehiculo segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada una de las dos zonas laterales (12) ocupa una anchura axial del 3% al 47%, especialmente del 5% al 30%, preferiblemente del 10% al 20% de la anchura axial del bandaje de cinturon (8), medida a lo largo del contorno del bandaje de cinturon (8).

4. Neumatico de vehiculo segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los refuerzos de la pieza de capa de bandaje (11) en la zona central (10) y los refuerzos de la pieza de capa de bandaje (13) en las zonas laterales (12) se aplican con la misma pretension.

5. Neumatico de vehiculo segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los refuerzos de la pieza de capa de bandaje (11) en la zona central (10) se aplican con una pretension distinta a la de los refuerzos de la pieza de capa de bandaje (13) en las zonas laterales (12).

6. Neumatico de vehiculo segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los refuerzos son hilos y/o cordones.

7. Neumatico de vehiculo segun la reivindicacion 6, caracterizado por que los refuerzos son hilos y/o cordones, siendo la finura de los hilos y/o de los hilos de los cordones de 200 dtex a 2200 dtex, especialmente de 700 dtex a 1800 dtex.