ES2839975T3

ES2839975T3 - Cable de acero para reforzar artículos de caucho

Info

Publication number: ES2839975T3
Application number: ES15828200T
Authority: ES
Inventors: Yusuke Nozaki
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2035-07-28
Also published as: EP3196355B1; CN106574438A; WO2016017653A1; CN106574438B; US20170211229A1; JP2016030863A; EP3196355A1; EP3196355A4; JP6400972B2

Abstract

Un cable de acero para reforzar un artículo de caucho que comprende: una hebra de núcleo (11) que tiene una estructura trenzada en capas de dos capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero (1); y una pluralidad de hebras de funda (12) que tienen una estructura trenzada en capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero (2), en el que las hebras de funda (12) están trenzadas alrededor de la hebra de núcleo (11), en el que una relación dc/ds entre un diámetro dc de un filamento de funda (1b) que constituye la funda de la hebra de núcleo (11) y un diámetro ds de un filamento de funda de la capa más externa (2b) que constituye la funda de la capa más externa de la hebra de funda (12) está dentro del intervalo de 1,27 a 1,42, y en el que el número de hebras de funda (12) es de 7 a 9.

Description

DESCRIPCIÓN

Cable de acero para reforzar artículos de caucho

Campo técnico

La presente invención se refiere a un cable de acero para reforzar un artículo de caucho (en lo sucesivo, también denominado simplemente "cable"), y particularmente a un cable de acero para reforzar un artículo de caucho para uso en aplicaciones de refuerzo para artículos de caucho tales como neumáticos.

Antecedentes de la técnica

Para un artículo de caucho tal como un neumático, se utiliza ampliamente como material de refuerzo un cable de acero formado trenzando una pluralidad de filamentos de acero. En particular, dado que un neumático usado para un vehículo de servicio pesado, tal como un vehículo de construcción, se usa bajo carga pesada en terreno accidentado que tiene subidas o bajadas pronunciadas o similares, se exige que un cable de acero que se use como material de refuerzo tenga una fortaleza y una resistencia particularmente altas. Por esta razón, en un neumático tan grande, se emplea un cable de acero que tiene una denominada estructura de trenzado múltiple, que se forma trenzando una pluralidad de hebras formadas trenzando una pluralidad de filamentos de acero.

Como técnica anterior relacionada con un cable de acero que tiene una estructura de trenzado múltiple, por ejemplo, el Documento de Patente 1 divulga una técnica en la que, en un cable de acero para reforzar un artículo de caucho que tiene una estructura de trenzado múltiple formada trenzando una pluralidad de hebras que tienen una estructura trenzada en capas en la que se trenzan una pluralidad de filamentos de acero, estableciéndose la relación dc/ds entre el diámetro dc de un filamento de funda de capa más externa que constituye una funda de capa más externa de una hebra de núcleo y el diámetro ds de un filamento de funda de capa más externa que constituye una funda de capa más externa de una hebra de funda entre 1,05 y 1,25 para evitar que se produzca una rotura anterior de un filamento de capa más exterior, mejorando así la resistencia del cable.

Se llama la atención sobre las divulgaciones de los documentos JP 2013227698 A y JP 2000017587 A. El documento JP 2013227698 A divulga un cable de acero para reforzar un artículo de caucho que comprende una hebra de núcleo que tiene una estructura trenzada en capas de dos capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero; y una pluralidad de hebras de funda que tienen una estructura trenzada en capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero, en la que las hebras de funda se trenzan alrededor de la hebra de núcleo, en la que el número de hebras de funda es de 7.

Documento de la técnica relacionada

Documento de patente

Documento de Patente 1: Publicación de Solicitud de Patente Japonesa no examinada n.° 2009-299223 (Reivindicaciones y similares)

Sumario de la invención

Problemas a resolver por la invención

Para neumáticos usados en vehículos de construcción o similares también es importante la resistencia a salientes romos o agudos, tales como rocas, es decir, la resistencia al corte. Para aumentar la resistencia al corte en un cable que tiene una estructura de trenzado múltiple, se considera la mejora de la resistencia de una hebra de núcleo para tensar una hebra de funda, y también se conoce una técnica descrita en el Documento de Patente 1.

Sin embargo, bajo la demanda de una mejora adicional en el rendimiento del neumático en los últimos años, también se exige la realización de un neumático cuya resistencia al corte se mejore aún más. Por otro lado, en los últimos años, ha habido una demanda creciente de reducción de peso de los neumáticos para reducir las cargas sobre el medio ambiente. Para reducir el peso de un neumático es deseable mejorar aún más el rendimiento del neumático evitando un aumento en la cantidad de acero.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un cable de acero para reforzar un artículo de caucho que pueda mejorar aún más la resistencia al corte cuando se aplica a un neumático mientras se mantiene la cantidad de acero a utilizar.

Medios para resolver los problemas

El presente inventor estudió intensamente para encontrar que los problemas descritos anteriormente pueden resolverse empleando la siguiente configuración, completando así la presente invención.

Es decir, el cable de acero para reforzar un artículo de caucho de un primer aspecto de la presente invención es un cable de acero tal como se reivindica en la reivindicación 1. En el cable del primer aspecto de la presente invención, preferiblemente, todos los filamentos que constituyen la hebra de núcleo tienen el mismo diámetro. Además, en el cable del primer aspecto de la presente invención, preferiblemente, el diámetro del cable es igual o superior a 5,00 mm.

Un neumático de un segundo aspecto de la presente invención comprende un material de refuerzo, en el que dicho material de refuerzo comprende el cable de acero para reforzar un artículo de caucho del primer aspecto de la presente invención.

Efectos de la invención

De acuerdo con la presente invención, es posible realizar un cable de acero para reforzar un artículo de caucho que pueda mejorar adicionalmente la resistencia al corte cuando se aplica a un neumático mientras se mantiene la cantidad de acero a utilizar.

Breve descripción del dibujo

La Figura 1 es una vista en sección transversal en la dirección de la anchura que ilustra un ejemplo de configuración de un cable de acero para reforzar un artículo de caucho de la presente invención.

Modo para realizar la invención

A continuación, se describirán en detalle realizaciones de la presente invención con referencia al dibujo.

La Figura 1 es una vista en sección transversal en la dirección de la anchura que ilustra un ejemplo de configuración de un cable de acero para reforzar un artículo de caucho de la presente invención. Como se ilustra en el dibujo, el cable de la presente invención comprende: una hebra de núcleo 11 que tiene una estructura trenzada en capas de dos capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero 1 ; y una pluralidad de (en el ejemplo ilustrado, siete) hebras de funda 12, cada una con una estructura trenzada en capas de dos capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero 2 , y tiene una estructura de trenzado múltiple formada trenzando las hebras de funda 12 alrededor de la hebra de núcleo 11. En el cable ilustrado, la hebra de núcleo 11 tiene una estructura de 3+9 en la que se forma una funda trenzando nueve filamentos de funda 1b alrededor de un núcleo compuesto por tres filamentos de núcleo trenzados 1a, y la hebra de funda 12 tiene una estructura de 3+9, en la que una funda se forma trenzando nueve filamentos de funda 2b alrededor de un núcleo compuesto por tres filamentos de núcleo trenzados 2a. En el cable ilustrado, un filamento en espiral 3 está enrollado en espiral alrededor de la periferia exterior de la hebra de funda 12.

En la presente invención, es importante que la relación dc/ds entre el diámetro dc del filamento de funda 1b que constituye la funda de la hebra de núcleo 11 y el diámetro ds del filamento de funda 2b de la capa más externa que constituye la capa más externa de la hebra de funda 12 esté dentro del intervalo de 1,27 a 1,42. Para mejorar la resistencia al corte de un cable es eficaz aumentar más el espesor del filamento de la capa más externa de la hebra de núcleo. Sin embargo, cuando la hebra de núcleo tiene tres capas, el diámetro del cable se vuelve más grueso, la cantidad de acero aumenta, lo que contradice la demanda de reducción de peso. Por esta razón, en la presente invención, el valor de la relación dc/ds se ha definido limitando la hebra de núcleo 11 a una estructura trenzada en capas de dos capas. Al establecer el valor de la relación dc/ds en el intervalo especificado, se relaja el esfuerzo cortante entre los filamentos que actúan entre una hebra de núcleo y una hebra de funda. De este modo, la hebra de núcleo 11 puede tener una resistencia suficiente para soportar la fuerza de tensado de la hebra de funda 12. Como resultado, mejorando la resistencia al corte del propio cable, se puede mejorar la resistencia al corte del cable. El Documento de Patente 1 especifica la relación dc/ds dentro del intervalo de 1,05 a 1,25, y describe que, cuando la relación dc/ds excede de 1,25 y se convierte en un valor grande, se produce la rotura previa de los filamentos entre la hebra de núcleo y la funda.

En el cable de la presente invención, el número de capas de la estructura trenzada en capas de la hebra de funda 12 no está particularmente limitado y puede ser, por ejemplo, de 2 a 3. En este caso, suponiendo que una primera funda y una segunda funda se formen secuencialmente a partir de la capa interior de la estructura trenzada en capas, cuando la hebra de funda 12 tiene una estructura trenzada en capas de dos capas, la funda de la capa más exterior de la hebra de funda 12 es la primera funda, y cuando la hebra de vaina 12 tiene una estructura trenzada en capas de tres capas, la funda de la capa más externa de la hebra de funda 12 es la segunda funda.

En el cable de la presente invención, el número de hebras de funda 12 es de 7 a 9. Cuando todas las hebras de núcleo y las hebras de funda tienen el mismo diámetro y las hebras de funda están empaquetadas de forma compacta sin un hueco entre las mismas, se pueden disponer seis hebras de funda. Sin embargo, como se ilustra en el dibujo, en la presente invención, dado que el diámetro de la hebra de funda 12 es menor que el de la hebra de núcleo 11, se pueden disponer de siete a nueve hebras de funda 12. Por consiguiente, estableciendo el número de hebras de funda 12 entre 7 y 9, es posible mejorar aún más la resistencia de la hebra de núcleo a la fuerza de tensado de la hebra de funda y mejorar más la resistencia al corte del cable.

En el cable de la presente invención, como se ilustra en el dibujo, es preferible que todos los filamentos 1 que constituyen la hebra de núcleo 11 tengan el mismo diámetro. Aunque es posible mejorar la resistencia al cizallamiento haciendo que el diámetro del filamento de núcleo 1a sea más pequeño que el diámetro del filamento de funda 1b en la hebra de núcleo 11, cuando la hebra de núcleo 11 tiene una estructura trenzada en capas de dos capas como en la presente invención, el diámetro del filamento de núcleo 1a de la hebra de núcleo 11 se ajusta preferiblemente al mismo diámetro que el del núcleo de filamento de funda 1b. Esto hace que sea más fácil asegurar un espacio para disponer el filamento de funda 1b en la hebra de núcleo 11.

Además, el diámetro del cable del cable de la presente invención es preferiblemente de 5,00 mm o más, por ejemplo, de 5,00 a 6,00 mm. Mediante el uso de un cable que tenga un diámetro de 5,00 mm o más, es posible asegurar tanto la fuerza como la resistencia al corte requerida, particularmente para neumáticos grandes usados para vehículos pesados, tales como vehículos de construcción.

En el cable de la presente invención, el diámetro del alambre y la resistencia a la tracción del filamento que se va a utilizar, la dirección de trenzado, el paso de trenzado y similares del filamento o hebra no están particularmente limitados, y pueden seleccionarse apropiadamente según la método ordinario según se desee. Por ejemplo, como el filamento, se puede usar un llamado acero de alta resistencia a la tracción que tiene un contenido de carbono del 0,80% en masa o más. El cable de la presente invención puede incluir o no un filamento en espiral.

Dado que el cable de la presente invención tiene una excelente resistencia al corte, es particularmente adecuado para un material de refuerzo de neumáticos grandes utilizados para vehículos pesados tales como vehículos de construcción, entre otros, neumáticos radiales todoterreno ultra grandes que tienen un tamaño de neumático de alrededor de 40,00 R57. Un neumático tan grande normalmente comprende: una o más carcasas compuestas por telas de cables de acero que se extienden en la dirección radial entre un par de núcleos de talón; al menos cuatro capas transversales de cintura dispuestas radialmente fuera de la porción de corona de la porción de corona; y una banda de rodadura dispuesta en el exterior en la dirección radial del neumático. El cable de la presente invención puede usarse, por ejemplo, como cable de refuerzo para una capa transversal de cintura en tal neumático.

Ejemplos

A continuación, la presente invención se describirá con más detalle a modo de ejemplo.

Como se muestra en las siguientes tablas, la relación dc/ds del diámetro dc del filamento de funda que constituye la capa más externa de la funda de la hebra de núcleo con el diámetro ds del filamento de funda que constituye la funda de capa más externa de la funda se cambió cambiando la estructura del cable, para preparar cables de acero para reforzar un artículo de caucho de los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos en los que una pluralidad de hebras de funda que tienen una estructura trenzada en capas se trenzaron alrededor de una hebra de núcleo que tiene una estructura trenzada en capas. Los resultados de las siguientes evaluaciones para los cables obtenidos también se muestran en las siguientes Tablas.

(Resistencia al corte)

Para cada uno de los cables obtenidos, se evaluó la resistencia a la fractura por corte usando un probador de impactos Charpy. Los resultados se indexaron con el cable del Ejemplo comparativo 1 tomado como 100. Cuanto mayor sea el valor numérico, más excelente será la resistencia al corte, lo cual es favorable.

(Cantidad de acero)

La cantidad de acero por unidad de longitud de cada uno de los cables obtenidos se midió y se indexó con el cable del Ejemplo Comparativo 1 tomado como 100. Cuanto menor es el valor numérico, menor es la cantidad de acero, lo que es excelente en peso ligero.

Se calculó la relación de resistencia al corte (índice)/cantidad de acero (índice) desde el punto de vista de la evaluación del equilibrio entre la resistencia al corte y el peso ligero, y el valor calculado se indexó con el valor del Ejemplo comparativo 1 tomado como 100. Se puede decir que cuanto mayor sea el valor numérico, mejor será la resistencia al corte y el peso ligero se proporcionarán de forma equilibrada. El Ejemplo 5 no cae dentro del alcance de la invención reivindicada, pero es adecuado para comprender la misma.

[Tabla 1]

[Tabla 2]

Como puede verse a partir de los resultados de las Tablas anteriores, en cada uno de los cables de los Ejemplos en los que una pluralidad de hebras de funda que tienen una estructura trenzada en capas se trenzaron alrededor de una hebra de núcleo que tiene una estructura trenzada en capas de dos capas, y el valor de la relación dc/ds satisfacía un intervalo predeterminado, es obvio que la resistencia al corte se mejoró, al tiempo que se suprimió un aumento en la cantidad de acero.

Descripción de los símbolos 1,2 Filamento de acero la , 2a Filamento de núcleo lb , 2b Filamento de funda 3 Filamento en espiral

11 Hebra de núcleo

12 Hebra de funda

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cable de acero para reforzar un artículo de caucho que comprende: una hebra de núcleo (11) que tiene una estructura trenzada en capas de dos capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero (1); y una pluralidad de hebras de funda (12) que tienen una estructura trenzada en capas formada trenzando una pluralidad de filamentos de acero (2), en el que las hebras de funda (12) están trenzadas alrededor de la hebra de núcleo (11),

en el que una relación dc/ds entre un diámetro dc de un filamento de funda (1b) que constituye la funda de la hebra de núcleo (11) y un diámetro ds de un filamento de funda de la capa más externa (2b) que constituye la funda de la capa más externa de la hebra de funda (12) está dentro del intervalo de 1,27 a 1,42, y

en el que el número de hebras de funda (12) es de 7 a 9.

2. El cable de acero para reforzar un artículo de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

todos los filamentos (1) que constituyen la hebra de núcleo (11) tienen el mismo diámetro.

3. El cable de acero para reforzar un artículo de caucho de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

el diámetro del cable es igual o superior a 5,00 mm.

4. Un neumático que comprende un material de refuerzo, en el que dicho material de refuerzo comprende el cable de acero para reforzar un artículo de caucho de acuerdo con la reivindicación 1.