ITBS20120130A1 - Un semipneumatico - Google Patents

Description

Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo:

“UN SEMIPNEUMATICO”

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione è utilizzabile nel comparto deN’agricoltura ed ha particolarmente per oggetto un pneumatico per ruote di macchine agricole.

Più in dettaglio, la presente invenzione si riferisce ad un semipneumatico a superficie esterna liscia.

Stato della Tecnica

Le macchine agricole, quali seminatrici, ranghinatori o similari, che operano in terreni irregolari ed accidentati, ma che trasmettono al terreno stesso un piccolo carico, generalmente utilizzano ruote aventi l’elemento di rotolamento periferico in gomma senza riempimento di gas in pressione.

Una prima forma di esecuzione di tali elementi periferici è costituita da un elemento in gomma pieno. Tuttavia esso risulta molto pesante ed estremamente dispendioso dato l’alto quantitativo di gomma utilizzata.

È quindi noto l’utilizzo di un elemento di rotolamento periferico in gomma sostanzialmente tubolare e comunque senza riempimento di gas in pressione.

Tale elemento di rotolamento tubolare viene ordinariamente chiamato semipneumatico. Esso presenta il vantaggio di essere insensibile alle piccole lacerazioni ed alle forature senza presentare la rigidezza ed il peso delle ruote piene e perciò può essere utilizzato anche in terreni incoerenti oppure in terreni umidi, fangosi o appiccicosi.

Sono noti semipneumatici ottenuti mediante estrusione senza vulcanizzazione della mescola elastomerica comprensiva dell’agente vulcanizzante. Si ottiene un elemento tubolare di lunghezza indefinita ed avente la sezione desiderata che viene successivamente tagliato a misura. Ogni elemento tagliato è posto in uno stampo circolare in cui, mediante riscaldamento, avviene la vulcanizzazione e, contemporaneamente, la saldatura delle due estremità dell’elemento tagliato.

Sono anche noti semipneumatici ottenuti per stampaggio della mescola elastomerica comprensiva dell’agente vulcanizzante in uno stampo toroidale. La vulcanizzazione avviene successivamente nello stesso stampo mediante riscaldamento. In tal modo si ottiene una forma toroidale tubolare aperta lungo la circonferenza interna. Tale semipneumatico può essere montato direttamente su un cerchione provvisto di opportuni mezzi per la chiusura della forma tubolare aperta. Secondo altre forme di esecuzione l’elemento tubolare viene chiuso mediante incollaggio, eventualmente con apporto di materiale, prima del montaggio sul cerchione. Un esempio di tale semipneumatico è descritto in FR 2913916.

Sono inoltre noti semipneumatici, un esempio dei quali è descritto in FR2850607, in cui l’elemento toroidale è ottenuto mediante stampaggio di due semi-elementi in un unico stampo composto da due semi-stampi e da una porzione centrale di alimentazione. Nei semi-stampi viene introdotta e modellata la mescola comprensiva dell’agente vulcanizzante. Successivamente la porzione centrale di alimentazione dello stampo viene allontanata, i due semi-stampi vengono posti a contatto reciproco e la mescola vulcanizzata mediante riscaldamento. Durante la vulcanizzazione avviene la saldatura dei due semi-elementi.

Le forme di esecuzione fin qui descritte consentono tutte di ottenere semipneumatici adatti allo scopo. In particolare, come detto, essi sono insensibili alle forature e presentano peso e quantità di materiale utilizzato inferiori agli elementi di rotolamento pieni.

Tuttavia esse presentano alcuni riconosciuti inconvenienti. In particolare, è noto che le spalle dei semipneumatici sono particolarmente sollecitate in quanto devono supportare tutte le sollecitazioni dovute sia al carico sia al terreno accidentato. Tali spalle devono perciò essere accuratamente progettate con l’adozione di un opportuno profilo e di un opportuno spessore dello stesso. Ordinariamente lo spessore dei semipneumatici noti in corrispondenza della spalla è compreso tra 5 e 15 mm.

Deve essere inoltre particolarmente curata la fabbricazione in quanto l’elastomero deve essere correttamente vulcanizzato per presentare la resistenza e la durata prevista. Infatti, una cattiva od incompleta vulcanizzazione produce un polimero poco reticolato e perciò non solo poco resistente, ma anche che si consuma rapidamente per usura.

Nel caso dei semipneumatici, dato lo spessore delle spalle tale inconveniente è particolarmente evidente. La vulcanizzazione indotta daN’aumento della temperatura, infatti, avviene a partire dalla superficie esterna e prosegue verso l’interno e poiché l’elastomero è sostanzialmente un isolante, la trasmissione del calore nei semipneumatici è difficoltosa e vi è perciò la possibilità che la parte interna non sia completamente vulcanizzata risultando quindi più debole. Nel caso di un riscaldamento prolungato al fine di superare tale inconveniente, si incorre nell’ulteriore inconveniente costituito dal surriscaldamento della parte esterna con conseguente suo parziale degrado.

Per evitare tale inconveniente, sono noti semipneumatici in cui è prevista una cedevolezza della spalla: in caso di carico la parte esterna del toro si appoggia sulla parte interna direttamente applicata al cerchione. In tal caso lo spessore della spalla è inferiore alle forme di esecuzione precedentemente descritte..

Un esempio di tali semipneumatici è descritto in EP 2145775, in cui sono presenti, sulla superficie interna del toro ed in corrispondente al battistrada, due nervature realizzate lungo la circonferenza del semipneumatico. Compito di tali nervature è di formare una guida all’interno della quale si adagia una corrispondente nervatura posta sulla faccia opposta quando il semipneumatico viene completamente compresso per evitare una deformazione asimmetrica dello stesso.

Tuttavia, i semipneumatici sono soggetti a forti sollecitazioni sia derivanti dalle sconnessioni e asperità del suolo su cui operano, sia per i carichi che essi devono reggere. In tal senso la spalla dei semipneumatici deve essere particolarmente resistente. Nella forma di esecuzione appena descritta la spalla è cedevole e quindi poco resistente e le nervature circonferenziali, anche se ben vulcanizzate, non contribuiscono al rinforzo della spalla per migliorarne la resistenza.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra evidenziati mettendo a disposizione un semipneumatico particolarmente resistente ai carichi applicati.

Nell’ambito dello scopo generale predetto, uno scopo particolare è quello di mettere a disposizione un semipneumatico particolarmente resistente all’usura.

Un altro scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un semipneumatico realizzato con meno materiale, e perciò più economico a parità di prestazioni, rispetto ai semipneumatici equivalenti noti.

Un ulteriore scopo è realizzare un semipneumatico in cui l’operazione di vulcanizzazione presenta difficoltà esecutiva inferiore rispetto ai semipneumatici noti pur assicurando una qualità del prodotto finito non inferiore ai semipneumatici noti ed una resistenza superiore.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un semipneumatico, in particolare per ruote di macchine agricole, in accordo con le rivendicazioni che seguono le quali sono parte integrante del presente brevetto.

In particolare, il semipneumatico potrà comprendere un corpo di forma toroidale che potrà essere provvisto di una superficie esterna suscettibile di andare in appoggio sul terreno ed una superficie interna sostanzialmente chiusa definente una camera.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il corpo toroidale potrà comprendere mezzi di irrigidimento fissionale associati alla sua superficie interna.

Vantaggiosamente, quindi, la presenza di tali mezzi di irrigidimento fissionale potrà consentire di aumentare la resistenza della spalla pur diminuendone lo spessore. In questo modo potrà essere semplificata anche l’operazione di vulcanizzazione del semipneumatico senza il rischio di una non corretta vulcanizzazione deli porzioni interne del semipneumatico o di un degrado deli porzioni esterne.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, i mezzi di irrigidimento potranno comprendere una pluralità di nervature almeno una deli quali potrà presentare una direzione di sviluppo avente almeno una componente ortogonale alla direzione individuata dalla circonferenza del corpo toroidale. In altri termini, almeno una componente di almeno una delle nervature è trasversale alla direzione circonferenziale del corpo toroidale in modo da realizzare, effettivamente, un elemento di rinforzo torsionale per il semipneumatico.

Vantaggiosamente, quindi, si otterrà un semipneumatico più economico e più resistente rispetto quelli ottenuti secondo l’arte nota.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un semipneumatico, in particolare per macchine agricole, secondo l’invenzione, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 rappresenta un semipneumatico secondo l’invenzione in sezione; la FIG. 2 rappresenta un’ulteriore vista del semipneumatico di FIG. 1 in sezione;

la FIG.3 rappresenta un particolare del semipneumatico di FIG. 1 ;

la FIG. 4 rappresenta una sequenza di ulteriori particolari del semipneumatico di FIG. 1.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento alle figure citate, ed in particolare alla fig. 1 , si descrive un semipneumatico 1 tipicamente, ma non necessariamente, utilizzato per la realizzazione di ruote di macchine agricole.

Come detto in precedenza, le macchine agricole, quali seminatrici, ranghinatori o similari, che operano in terreni irregolari ed accidentati, ma che trasmettono al terreno stesso un piccolo carico, generalmente utilizzano ruote aventi l’elemento di rotolamento periferico in gomma sostanzialmente tubolare, liscia e senza riempimento di gas in pressione.

In questo senso, il semipneumatico 1 dell’invenzione comprende un corpo di forma toroidale 2 provvisto di una superficie esterna 3, suscettibile di andare in appoggio sul terreno, ed una superficie interna 4 sostanzialmente chiusa e definente una camera 5.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il corpo toroidale 2 è realizzato mediante stampaggio preferibilmente, ma non necessariamente, di materiale elastomerico. Successivamente vi è la fase di vulcanizzazione. Essa viene vantaggiosamente eseguita nello stesso stampo di stampaggio con riscaldamento a partire da entrambe le facce del corpo toroidale cavo 2. In questo modo l’esecuzione è più semplice e meno costosa poiché vi sono meno passaggi di lavorazione e perché la vulcanizzazione risulta più veloce ed uniforme rispetto ai semipneumatici equivalenti noti.

Successivamente si procede con la chiusura del corpo toroidale 2 vulcanizzato mediante incollaggio ottenendo un semipneumatico 1 come rappresentato in fig. 2. In questo senso vi è apporto di materiale 6 ad esempio costituito da un elastomero non vulcanizzato avente durezza da 30 a 15 gradi Shore inferiore alla durezza del materiale del corpo toroidale cavo 2.

Resta inteso che il metodo di realizzazione descritto è da intendersi non limitativo per differenti metodi di realizzazione del semipneumatico 1 dell’invenzione. Ad esempio, secondo una variante esecutiva la chiusura del corpo toroidale può avvenire meccanicamente ad opera del cerchione della ruota.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il semipneumatico 1 comprende, come si osserva nella proiezione della superficie interna 4 riprodotta in fig. 3, mezzi di irrigidimento flessionale 10 associati alla stessa superficie interna 4 del corpo toroidale 2. Vantaggiosamente, quindi, risulta incrementata la resistenza del semipneumatico 1 dell’invenzione alle sollecitazioni sia derivanti dalle sconnessioni e asperità del suolo su cui operano, sia per i carichi che essi devono reggere.

Ancora vantaggiosamente, l’incremento di resistenza dei semipneumatici 1 dell’invenzione consente di ridurre lo spessore della spalla degli stessi, con conseguente miglioramento della qualità del semipneumatico 1 a seguito della vulcanizzazione. Se da un lato, infatti, il metodo precedentemente citato che consente di riscaldare il semipneumatico 1 sia dalla superficie esterna 3 che da quella interna 4 migliorando l’uniformità del trattamento, la riduzione di spessore consente non solo di aumentare tale miglioramento, ma anche di diminuirne il tempo di applicazione. Il tutto, vantaggiosamente, senza compromettere in alcun modo la resistenza del prodotto finito.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, i mezzi di irrigidimento 10 comprendono una pluralità di nervature 11 almeno una delle quali presenta una direzione di sviluppo avente almeno una componente ortogonale alla direzione X individuata dalla circonferenza del corpo toroidale 2.

In altri termini, i mezzi di irrigidimento 10 comprendono nervature 11 realizzate sulla superficie interna 4 del semipneumatico 1 in modo da non compromettere la superficie esterna 3 che deve essere liscia. Inoltre, le direzioni di sviluppo di tali nervature 11 sono tali da fare in modo che esse possano assorbire almeno parzialmente gli sforzi trasversali alla direzione circonferenziale del corpo toroidale 2. In questo senso, per quanto in fig. 3 si osservano nervature esattamente ortogonali alla direzione circonferenziale X del corpo toroidale 2, il disegno delle nervature 11 può essere vario. In fig. 4 sono riportati numerosi esempi di disegni di tali nervature 11, tutti accumunati dal presentare almeno una componente ortogonale alla direzione circonferenziale X. Particolare rilevanza presentano le nervature 11 del primo di tali esempi e che costituiscono un reticolo.

Peraltro si osserva, vantaggiosamente, che tali nervature 11 possono essere realizzate nello stesso materiale del corpo toroidale 2, ossia esse possono essere ottenute dalla stessa operazione di stampa del corpo toroidale, con notevole guadagno in termini di risparmio nei costi esecutivi del semipneumatico 1 dell'invenzione.

Ovviamente, tale realizzazione dei mezzi di irrigidimento 10 non deve essere considerata limitativa per differenti forme di esecuzione dell'invenzione.

Per quanto detto è evidente che il semipneumatico dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.

In particolare, esso supera almeno parzialmente gli inconvenienti dei semipneumatici equivalenti noti essendo particolarmente resistente ai carichi applicati.

A ben vedere esso risulta maggiormente resistente all’usura pur essendo realizzato con meno materiale rispetto ai semipneumatici noti, risultando peraltro più economico a parità di prestazioni.

Inoltre, l’operazione di vulcanizzazione presenta difficoltà esecutiva inferiore rispetto ai semipneumatici noti pur assicurando una qualità del prodotto finito non inferiore ai semipneumatici noti ed una resistenza superiore.

II semipneumatico dell’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire daN'ambito del trovato.

Anche se il semipneumatico dell'invenzione è stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (6)

1. Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo: “UN SEMIPNEUMATICO” RIVENDICAZIONI 1. Un semipneumatico, in particolare per ruote di macchine agricole, comprendente un corpo di forma toroidale (2) provvisto di una superficie esterna (3) suscettibile di andare in appoggio sul terreno ed una superficie interna (4) sostanzialmente chiusa definente una camera (5), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di irrigidimento flessionale (10) associati a detta superficie interna (4) di detto corpo toroidale (2).
2. 2. Semipneumatico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi di irrigidimento (10) comprendono una pluralità di nervature (11) almeno una delle quali presenta una direzione di sviluppo avente almeno una componente ortogonale alla direzione (X) individuata dalla circonferenza di detto corpo toroidale (2).
3. 3. Semipneumatico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette nervature (11) costituiscono una struttura reticolare.
4. 4. Semipneumatico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che dette nervature (11) sono realizzate nello stesso materiale di detto corpo toroidale (2).
5. 5. Semipneumatico secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto materiale è un materiale elastomerico.
6. 6. Metodo per la preparazione di un semipneumatico (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto corpo di forma toroidale (2) con detti mezzi di irrigidimento (10) sono stampati in una unica operazione.