ITMI20000809A1

ITMI20000809A1 - TIRE METHOD AND TEST EQUIPMENT

Info

Publication number: ITMI20000809A1
Application number: IT2000MI000809A
Authority: IT
Inventors: Bernardo Carlo Di; Fabrizio Crema
Original assignee: Pirelli
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-12
Also published as: IT1317230B1; BR0105930B1; BR0105930A; ITMI20000809A0

Description

Descrizione del brevetto d’invenzione industriale Description of the industrial invention patent

L’invenzione riguarda un metodo di prova di pneumatici ed una relativa apparecchiatura per la sua attuazione, destinati in particolare ma non esclusivamente a pneumatici per autotrasporto pesante (autocarri e simili). The invention relates to a tire test method and related equipment for its implementation, intended in particular but not exclusively for heavy haulage tires (trucks and the like).

Un fenomeno che interessa tipicamente questo genere di pneumatici è quello della rottura che si manifesta come un taglio netto sul fianco del pneumatico, avente un andamento circonferenziale e lungo il quale si verifica una recisione delle cordicelle radiali che compongono la carcassa di detto pneumatico. Tale fenomeno è noto ai tecnici del ramo con il nome “rasoiata”. A phenomenon that typically affects this type of tire is that of breakage which manifests itself as a clean cut on the side of the tire, having a circumferential course and along which a severing of the radial cords that make up the carcass of said tire occurs. This phenomenon is known to those skilled in the art with the name "razor".

Le cordicelle di rinforzo carcassa dei pneumatici per autotrasporto pesante sono generalmente costituite da fili metallici e sono molto più resistenti di quelle tessili comunemente usate nelle carcasse dei pneumatici per automobili: ciò rende pertanto difficile comprendere la dinamica con cui avviene questo tipo di rottura, tanto più se si tiene conto che essa può avvenire anche dopo un numero limitato di chilometri percorsi dal pneumatico. The carcass reinforcement cords of heavy haulage tires are generally made of metal threads and are much more resistant than the textile ones commonly used in car tire carcasses: this therefore makes it difficult to understand the dynamics with which this type of breakage occurs, especially taking into account that it can also occur after a limited number of kilometers traveled by the tire.

In altri termini, la rottura per “rasoiata” non è riconducibile alla nonnaie usura cui è soggetto un pneumatico in seguito ad un impiego prolungato nel tempo oppure in condizioni particolarmente gravose (carico elevato, fondo stradale accidentato, ecc.), e non rientra in altre forme di rottura note dei pneumatici. In other words, the break due to "razor burn" is not attributable to the wear and tear to which a tire is subject as a result of prolonged use over time or in particularly severe conditions (high load, uneven road surface, etc.), and does not fall under other known forms of tire failure.

Di conseguenza finora non si è riusciti a capire ed a riprodurre con le lecniche usualmente applicate (analisi al calcolatore, esperimenti, ecc.), le condizioni che nella realtà portano al verificarsi della rottura per “rasoiata" dei pneumatici; ciò ha comportato anche l’impossibilità di predisporre strutture di pneumatici per autocarri e simili, atte specificamente a prevenire questa particolare rottura. Consequently, up to now it has not been possible to understand and reproduce with the techniques usually applied (computer analysis, experiments, etc.), the conditions that in reality lead to the occurrence of the "razor burn" of the tires; this has also involved the it is impossible to provide tire structures for trucks and the like, specifically designed to prevent this particular breakage.

La presente invenzione si propone di rimediare questa situazione. Essa nasce dalla percezione della richiedente che la rottura per “rasoiata” è causata da condizioni anomale ed occasionali di lavoro del fianco del pneumatico, capaci di indurre una particolare sollecitazione a fatica nella struttura di carcassa. The present invention aims to remedy this situation. It arises from the applicant's perception that rupture due to "razor burn" is caused by anomalous and occasional working conditions of the sidewall of the tire, capable of inducing a particular fatigue stress in the carcass structure.

Un esempio di queste condizioni è costituito dal cosiddetto “kissing ”, vale a dire l’interferenza che si produce tra due pneumatici montati affiancati sul medesimo asse (come i pneumatici gemellati negli autocarri) in caso di un eccessivo carico gravante su di essi, oppure quando uno dei pneumatici lavora con una pressione di gonfiamento inferiore rispetto a quella dell’altro pneumatico od entrambi i pneumatici lavorano con una pressione inferiore a quella nominale d’esercizio. An example of these conditions is the so-called "kissing", ie the interference that occurs between two tires mounted side by side on the same axle (such as twin tires in trucks) in the event of an excessive load on them, or when one of the tires works with an inflation pressure lower than that of the other tire or both tires work with a pressure lower than the nominal operating pressure.

Sulla base di questa percezione la presente invenzione mette quindi a disposizione un metodo di prova di pneumatici ed un’apparecchiatura per la sua attuazione, in grado di riprodurre le condizioni che in uso portano all’insorgere del fenomeno della “rasoiata”. Based on this perception, the present invention therefore provides a tire test method and equipment for its implementation, capable of reproducing the conditions that in use lead to the onset of the "razor" phenomenon.

Le caratteristiche di tale metodo e quelle della suddetta apparecchiatura sono enunciate nelle rivendicazioni che seguiranno. The characteristics of this method and those of the aforementioned apparatus are set out in the claims which follow.

Queste caratteristiche, con gli effetti che ne derivano, risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di seguito riportata, relativa ad un esempio preferito e non esclusivo dell’ invenzione illustrato nei disegni allegali in cui: These characteristics, with the resulting effects, will be more evident from the description below, relating to a preferred and non-exclusive example of the invention illustrated in the accompanying drawings in which:

la fig. 1 mostra una sezione radiale parziale della zona d’interferenza tra due pneumatici gemellati in condizione di “kissing”; fig. 1 shows a partial radial section of the interference zone between two twin tires in the "kissing" condition;

la fig. 2 mostra una vista dall’alto della zona d’interferenza di fig. 1; la fig. 3 mostra in prospettiva un’apparecchiatura per l’attuazione del metodo dell’invenzione; fig. 2 shows a top view of the interference area of fig. 1; fig. 3 shows in perspective an equipment for the implementation of the method of the invention;

la fig. 4 mostra una vista in sezione dell’apparecchiatura di fig. 3; fig. 4 shows a sectional view of the apparatus of fig. 3;

le fig. 5 e 6 mostrano in dettaglio due fasi attuative del metodo secondo l’invenzione; figs. 5 and 6 show in detail two implementation phases of the method according to the invention;

la fig. 7 è un diagramma che illustra il comportamento di due pneumatici distinti durante il metodo di prova dell’invenzione. fig. 7 is a diagram illustrating the behavior of two distinct tires during the test method of the invention.

Con riferimento alle figure da-3 a 6 viene dapprima considerata una apparecchiatura che attua il metodo succitato, indicata complessivamente con 1 in fig. 3. With reference to figures from-3 to 6, an apparatus which carries out the aforementioned method, indicated as a whole with 1 in fig. 3.

Tale apparecchiatura deriva da quelle normalmente utilizzate per le prove di rotolamento, nelle quali un pneumatico 2, montato sul cerchio 3, viene messo in rotazione su un tamburo 4 rotante (detto anche “ruotastrada’'), simulando cosi il funzionamento di un pneumatico su strada. This equipment derives from those normally used for rolling tests, in which a tire 2, mounted on the rim 3, is rotated on a rotating drum 4 (also called a "road wheel"), thus simulating the operation of a tire on Street.

11 pneumatico 2, montato folle sul suo asse, è messo in rotazione dal tamburo 4, comandato da un motore (elettrico o di altro tipo) non mostrato nei disegni, e le condizioni di rotolamento del pneumatico 2 sul tamburo 4 possono essere variate durante la prova modificando la velocità di rotazione, il carico applicato sul pneumatico, gli angoli di deriva e di camber imposti all’asse del pneumatico. The tire 2, mounted idle on its axis, is rotated by the drum 4, driven by a motor (electric or other type) not shown in the drawings, and the rolling conditions of the tire 2 on the drum 4 can be varied during the test by changing the speed of rotation, the load applied to the tire, the angles of drift and camber imposed on the axis of the tire.

A tal fine il cerchio 3 è montato su un braccio 5 sporgente dall’incastellatura 6 dell’apparecchiatura 1, movimentabile verso l’alto e verso il basso lungo detta incastellatura mediante una vite 7 di comando. To this end, the circle 3 is mounted on an arm 5 protruding from the frame 6 of the equipment 1, which can be moved upwards and downwards along said frame by means of a control screw 7.

Variando la posizione in altezza di detto braccio 5 si ottiene una forza di contatto più o meno grande tra il pneumatico 2 ed il tamburo 4, simulando così diverse condizioni di carico agenti sulla ruota di un veicolo. By varying the height position of said arm 5, a more or less great contact force is obtained between the tire 2 and the drum 4, thus simulating different load conditions acting on the wheel of a vehicle.

Le figure non mostrano i dispositivi per variare gli angoli di camber e di deriva in quanto noti e non rilevanti ai fini dell’invenzione. The figures do not show the devices for varying the camber and drift angles as they are known and not relevant for the purposes of the invention.

In posizione sottostante il braccio 5 trova posto un disco 10 sagomato (come verrà meglio spiegato in seguito), montato folle su un perno verticale 11 di supporto cosicché detto disco 10 sia libero di ruotare rispetto all’asse verticale L di tale perno 11 che è perpendicolare all’asse di rotazione del pneumatico 2. In the position below the arm 5 there is a shaped disk 10 (as will be better explained below), mounted idle on a vertical support pin 11 so that said disk 10 is free to rotate with respect to the vertical axis L of this pin 11 which is perpendicular to the axis of rotation of the tire 2.

Il perno 1 1 è a sua volta mobile a traslazione lungo una guida 13 orizzontale, mediante un accoppiamento vite e madrevite 14 o analoghi dispositivi; tale spostamento consente al disco 10 di avvicinarsi od allontanarsi dal pneumatico 2 secondo prescelte modalità di svolgimento della prova. The pin 11 is in turn movable for translation along a horizontal guide 13, by means of a coupling screw and nut screw 14 or similar devices; this displacement allows the disc 10 to approach or move away from the tire 2 according to pre-selected methods of carrying out the test.

Infine, anche la guida 13 è spostabile in direzione verticale per mezzo di quattro colonne a vite 16, così da poter variare la posizione del disco 10 lungo il fianco del pneumatico 2. Finally, the guide 13 can also be moved in the vertical direction by means of four screw columns 16, so as to be able to vary the position of the disc 10 along the side of the tire 2.

Secondo il metodo dell’invenzione, il disco 10 viene progressivamente avvicinato al pneumatico 2 mentre questo sta rotolando sul tamburo 4, a partire da una posizione iniziale nella quale il disco 10 si trova allontanato dal pneumatico 2 (vedere fig. 5). According to the method of the invention, the disc 10 is progressively approached to the tire 2 while this is rolling on the drum 4, starting from an initial position in which the disc 10 is moved away from the tire 2 (see fig. 5).

Quando il disco 10 entra in contatto con il fianco del pneumatico in rotazione, è la forza d’attrito che mette in rotazione il disco 10 medesimo. When the disc 10 comes into contact with the side of the rotating tire, it is the frictional force that sets the disc 10 in rotation.

A questo punto della prova si procede a far avanzare ulteriormente il disco 10 contro il fianco del pneumatico, che ne risulta deformato come mostrato in fig. 6. At this point of the test, the disc 10 is further advanced against the side of the tire, which is thus deformed as shown in fig. 6.

La profondità dell’affondamento del disco 10 nel fianco del pneumatico 2, a partire dal primo contatto tra di essi, è un parametro misurato in mm o altra unità di lunghezza, che fornisce un’indicazione dell’entità della compenetrazione del fianco di un primo pneumatico nel fianco di un secondo pneumatico affiancato al primo, ossia della deformazione a seguito del sopra citato “kissing” tra due pneumatici affiancati. The depth of the sinking of the disc 10 into the sidewall of the tire 2, starting from the first contact between them, is a parameter measured in mm or other unit of length, which provides an indication of the extent of the penetration of the sidewall of a first tire in the side of a second tire placed side by side to the first, ie the deformation following the aforementioned “kissing” between two side-by-side tires.

Per meglio comprendere questo concetto, si faccia riferimento alla figura 2 nella quale sono mostrate in pianta le deformazioni di due pneumatici 21, 22 gemellati, visibili in sezione radiale nella fig. 1; in particolare, la pressione P] nel primo pneumatico 21 è maggiore della pressione P2 nel secondo pneumatico 22. To better understand this concept, refer to figure 2 in which the deformations of two twin tires 21, 22, visible in radial section in fig. 1; in particular, the pressure P] in the first tire 21 is greater than the pressure P2 in the second tire 22.

Questa è la tipica situazione che si verifica quando uno dei due pneumatici gemellati è a pressione inferiore rispetto all’altro e quindi la ripartizione del carico su di essi non risulta omogenea; ciò provoca uno schiacciamento eccessivo (in sezione) dei pneumatici rispetto ad una loro condizione di funzionamento regolare, nella quale i due pneumatici non sono in contatto reciproco, così che il fianco del pneumatico a pressione maggiore comprime il fianco del pneumatico a pressione minore dando vita al fenomeno di “kissing”. This is the typical situation that occurs when one of the two twin tires is at a lower pressure than the other and therefore the distribution of the load on them is not homogeneous; this causes an excessive squashing (in section) of the tires with respect to their regular operating condition, in which the two tires are not in mutual contact, so that the side of the tire at higher pressure compresses the side of the tire at a lower pressure, giving life to the phenomenon of "kissing".

Come si vede dalla figura 2, questa situazione interessa la parte dei pneumatici 21, 22 che si trova in corrispondenza delle aree d’impronta 23, 24 dei rispettivi battistrada 25, 26; tali aree sono evidenziate con il tratteggio in figura 2 e rappresentano la zona del pneumatico dove avviene il contatto con il suolo. As can be seen from Figure 2, this situation affects the part of the tires 21, 22 which is located in correspondence with the footprint areas 23, 24 of the respective treads 25, 26; these areas are highlighted with hatching in figure 2 and represent the area of the tire where contact with the ground occurs.

In accordo con una realizzazione preferita dell’invenzione, la configurazione deformata del pneumatico 21, il cui fianco preme sul fianco del pneumatico 22, può essere vantaggiosamente riprodotta con un disco circolare avente diametro 27 che approssima quello della curvatura del fianco del pneumatico a pressione superiore. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the deformed configuration of the tire 21, the side of which presses against the side of the tire 22, can be advantageously reproduced with a circular disc having a diameter 27 which approximates that of the curvature of the side of the tire at higher pressure. .

La sagoma di tale disco è indicata dalla linea circolare tratteggiata in figura 2 corrispondente al disco sagomato 10 usato nell’apparecchiatura 1 descritta sopra. L’altezza ed il profilo del disco 10 sono, quindi, sagomati in modo da riprodurre la compenetrazione del fianco di un primo pneumatico nel fianco di un secondo pneumatico affiancato al primo. The shape of this disc is indicated by the dotted circular line in figure 2 corresponding to the shaped disc 10 used in the apparatus 1 described above. The height and profile of the disc 10 are, therefore, shaped so as to reproduce the interpenetration of the side of a first tire in the side of a second tire flanked by the first.

Pertanto, facendo variare la posizione del disco 10 rispetto al fianco del pneumatico da provare, con il metodo dell’invenzione si possono riprodurre le varie situazioni di “kissing” che accadono nella realtà quando si utilizzano due pneumatici gemellati. Therefore, by varying the position of the disc 10 with respect to the side of the tire to be tested, with the method of the invention it is possible to reproduce the various "kissing" situations that occur in reality when two twin tires are used.

In modo piu specifico, con riferimento alla figura 6 si vede che quando il disco 10 preme contro il fianco del pneumatico 2, quello si deforma assumendo un profilo con curvature di segno opposto, cioè concavo in alcuni punti e convesso in altri; questa situazione è evidenziata dalle circonferenze C1, C2 e C3 (quest’ultima mostrata solo parzialmente) di fig. 6, le quali sono disposte lungo il fianco del pneumatico 2 ed individuano differenti raggi di curvatura posseduti da detto fianco in seguito al “kissing”. More specifically, with reference to Figure 6 it can be seen that when the disc 10 presses against the side of the tire 2, the latter deforms assuming a profile with curvatures of opposite sign, ie concave in some points and convex in others; this situation is highlighted by the circumferences C1, C2 and C3 (the latter shown only partially) in fig. 6, which are arranged along the side of the tire 2 and identify different radii of curvature possessed by said side following the "kissing".

Spingendo ulteriormente il disco 10 (mediante la madrevite 14) conlro il fianco del pneumatico, i raggi delle tre circonferenze C1, C2 e C3 cambiano rispetto a quelli illustrati in fig. 6; la stessa cosa si verifica spostando in senso verticale (con le colonne a vite 16) il disco 10 rispetto al pneumatico 2, mantenendo invariata la distanza fra l’asse di rotazione del disco 10 ed il piano di mezzeria (piano equatoriale) del pneumatico 2. By further pushing the disc 10 (by means of the nut screw 14) against the side of the tire, the radii of the three circumferences C1, C2 and C3 change with respect to those illustrated in fig. 6; the same thing occurs by moving the disc 10 vertically (with the screw columns 16) with respect to the tire 2, keeping the distance between the axis of rotation of the disc 10 and the center plane (equatorial plane) of the tire 2 unchanged .

Confrontando le figure 1 e 6 si può apprezzare la corrispondenza tra la deformazione del fianco del pneumatico ottenuta con il metodo dell’invenzione, e quella causata dall’interferenza tra due pneumatici in condizione di “kissing”. By comparing figures 1 and 6, it is possible to appreciate the correspondence between the deformation of the sidewall of the tire obtained with the method of the invention, and that caused by the interference between two tires in the "kissing" condition.

A questo punto occorre però osservare che la deformazione anzidetta si verifica solo nella zona del fianco interessata dal “kissing”: nella restante parte il fianco ha un profilo diverso, genericamente convesso, che può essere approssimato con una circonferenza come quella indicata in figura 5 con C4, relativa alla condizione indeformata del pneumatico. At this point, however, it should be noted that the aforementioned deformation occurs only in the area of the side affected by the "kissing": in the remaining part the side has a different profile, generically convex, which can be approximated with a circumference like the one indicated in figure 5 with C4, relating to the undeformed condition of the tire.

Di conseguenza, ad ogni giro del pneumatico il fianco soggetto al fenomeno di “kissing” subisce una deformazione ciclica quando passa nella zona di interferenza, che fa cambiare la sua configurazione da genericamente convessa con un raggio di curvatura sostanzialmente uniforme (come quello della circonferenza C4), ad una configurazione in cui vi sono una zona concava (quella relativa alla circonferenza C3) alternata a zone convesse con piccoli raggi di curvatura (zone individuate da C1 e C2). Consequently, with each revolution of the tire the side subject to the "kissing" phenomenon undergoes a cyclic deformation when it passes into the interference zone, which changes its configuration from generically convex with a substantially uniform radius of curvature (such as that of the circumference C4 ), to a configuration in which there is a concave area (that relating to the circumference C3) alternating with convex areas with small radii of curvature (areas identified by C1 and C2).

Ciò significa che il fianco del pneumatico e gli elementi che lo compongono, vale a dire la gomma di rivestimento ed i fili di carcassa, subiscono una sollecitazione alternata la cui entità dipende dall’ampiezza della deformazione per “kissing” (causata da un pneumatico affiancato oppure dal disco di prova 10) ed avente una frequenza pari al numero di giri del pneumatico nell’unità di tempo considerata. This means that the sidewall of the tire and the elements that compose it, that is to say the coating rubber and the carcass threads, undergo an alternating stress whose extent depends on the extent of the deformation due to "kissing" (caused by a side-by-side tire or from the test disc 10) and having a frequency equal to the number of revolutions of the tire in the unit of time considered.

La richiedente ha trovato che questa sollecitazione alternata produce uno sforzo a fatica nel fianco del pneumatico, ed in particolare nelle cordicelle metalliche di carcassa, portando alla rottura per “rasoiata” del fianco di cui si è detto sopra. The Applicant has found that this alternating stress produces a fatigue stress in the sidewall of the tire, and in particular in the metal cords of the carcass, leading to the rupture of the sidewall mentioned above.

Si deve inoltre constatare che tale deformazione agisce sul fianco del pneumatico secondo almeno due piani distinti: un piano sostanzialmente radiale (contenente l’asse di rotazione del pneumatico - fig. 6) ed un piano sostanzialmente perpendicolare al piano equatoriale di detto pneumatico (fig- 2). It should also be noted that this deformation acts on the side of the tire according to at least two distinct planes: a substantially radial plane (containing the axis of rotation of the tire - fig. 6) and a plane substantially perpendicular to the equatorial plane of said tire (fig. 2).

A parere della richiedente, senza che ciò costituisca una limitazione di qualunque genere, la rottura delle cordicelle è da attribuirsi ad una sollecitazione a fatica di tipo combinato, ossia dovuta a sforzi combinati di compressione (càrico di punta) e flessione, particolarmente elevati qualora il pneumatico si trovi a viaggiare con una pressione inferiore a quella nominale od in particolari condizioni di marcia (ad esempio lungo una traiettoria curvilinea). In the applicant's opinion, without this constituting a limitation of any kind, the rupture of the cords is attributable to a fatigue stress of the combined type, i.e. due to combined compression (peak load) and bending stresses, particularly high if the tire travels with a pressure lower than the nominal one or in particular running conditions (for example along a curved trajectory).

L’identità fra i tipi di rottura verificatisi in esercizio e quelli provocati in laboratorio è stata verificata conducendo un’analisi comparata tra le sezioni di frattura delle cordicelle di carcassa appartenenti a pneumatici montati su autocarri e rimossi dal veicolo dopo la loro rottura per “rasoiata”, e le sezioni di frattura di cordicelle di pneumatici provati sull’apparecchiatura dell’invenzione. The identity between the types of breaks occurring in operation and those caused in the laboratory was verified by conducting a comparative analysis between the fracture sections of the carcass cords belonging to tires mounted on trucks and removed from the vehicle after their break by "razor burn. ”, And the fracture sections of tire cords tested on the apparatus of the invention.

Questa analisi ha dimostrato che in entrambi i casi (metodo di prova c situazione reale) il cedimento dei fili delle cordicelle nella zona di rottura del pneumatico, avviene per collasso. Come noto ai tecnici del ramo, in questo caso la rottura dei fili può avvenire secondo un piano di frattura netto (con angolazioni, ad esempio, fra 90° e 45°) oppure del tipo cosiddetto a “becco di flauto”. This analysis has shown that in both cases (test method and real situation) the failure of the cord threads in the tire failure zone occurs by collapse. As known to those skilled in the art, in this case the breakage of the wires can take place according to a clear fracture plane (with angles, for example, between 90 ° and 45 °) or of the so-called "flute beak" type.

Questi risultati hanno trovato importante riscontro dimostrato dalla ripetibilità dei risultati in una serie di prove effettuate con l’apparecchiatura I sopra descritta, le quali vengono di seguito spiegate con l’aiuto di alcune tabelle. These results have found important confirmation demonstrated by the repeatability of the results in a series of tests carried out with the equipment I described above, which are explained below with the help of some tables.

Le prove sono consistite nel sottoporre pneumatici diversi per composizione della mescola e/o per struttura della loro carcassa, ad un ciclo operativo sull’apparecchiatura 1 variando, secondo sequenze prestabilite, la profondità di penetrazione del disco 10 nel fianco del pneumatico, la pressione del pneumatico ed il carico agente su di esso. The tests consisted of subjecting tires different in composition of the compound and / or structure of their carcass to an operating cycle on the apparatus 1 by varying, according to pre-established sequences, the depth of penetration of the disc 10 into the side of the tire, the pressure of the tire and the load acting on it.

In particolare, come profondità di penetrazione del disco 10 è stata considerata la sua posizione rispetto ad una condizione di riferimento nella quale esso risulta tangente al fianco del pneumatico. Tale parametro è stato misurato in millimetri. In particular, as the depth of penetration of the disc 10, its position with respect to a reference condition in which it is tangent to the side of the tire has been considered. This parameter was measured in millimeters.

Nelle tabelle successive la profondità di penetrazione del disco, chiamata “kissing”, è stata assunta come parametro rappresentativo del grado d’interferenza tra due pneumatici in condizioni reali d’esercizio. Il primo esperimento è stato condotto su pneumatici della richiedente, misura 315 / 80 R 22.5, definiti in modo generico come “modello A" . In the following tables, the depth of penetration of the disc, called "kissing", was assumed as a representative parameter of the degree of interference between two tires in real operating conditions. The first experiment was carried out on the applicant's tires, size 315/80 R 22.5, generically defined as “model A”.

In particolare è stato provato un primo pneumatico (I) con livelli di carico e di pressione via via crescenti, secondo una sequenza a gradini che prevedeva, per la misura di cui sopra, una variazione del carico da 3000 a 9000 kg (carico nominale 4000 kg) ed una variazione della pressione di gonfiaggio da 5 a 9 bar (pressione nominale 8 bar). In particular, a first tire (I) was tested with gradually increasing load and pressure levels, according to a sequence of steps which provided, for the above measure, a load variation from 3000 to 9000 kg (nominal load 4000 kg) and a variation in inflation pressure from 5 to 9 bar (nominal pressure 8 bar).

I risultati ottenuti sono riportati in tabella 1, dalla quale si può apprezzare come non si è avuta rottura per “rasoiata” del pneumatico, ma solo un suo deterioramento per distacco della gomma del fianco dalla carcassa sul fianco lungo il quale agiva il disco, dopo 400 ore. Da ciò ne deriva che la rottura per rasoiata non dipende dalla variazione di carico agente sul pneumatico. The results obtained are shown in table 1, from which it can be appreciated that there was no rupture of the tire due to "razor burn", but only its deterioration due to detachment of the sidewall rubber from the carcass on the side along which the disc acted, after 400 hours. From this it follows that the rupture by razor does not depend on the variation in load acting on the tire.

Successivamente è stato provato un secondo pneumatico (II) fin da subito testato nelle condizioni più gravose raggiunte dal primo pneumatico (!). Anche in questo caso non si è avuta alcuna “rasoiata”, ma solo un deterioramento per distacco della gomma dopo 148 ore. Subsequently, a second tire (II) was tested immediately tested in the most severe conditions reached by the first tire (!). Also in this case there was no "razor", but only a deterioration due to detachment of the rubber after 148 hours.

(n altri termini, il metodo dell’invenzione ha mostrato con i risultati di questa prima prova che la rottura per “rasoiata” non dipende dalla gravosità delle condizioni d’esercizio alle quali i pneumatici sono sottoposti. (In other words, the method of the invention showed with the results of this first test that the break due to "razor" does not depend on the severity of the operating conditions to which the tires are subjected.

TABELLA I TABLE I

Pneumatici 315 / 80 R 22.5 - “Modello A Tires 315/80 R 22.5 - “Model A

Successivamente si sono quindi scelte condizioni meno gravose per i pneumatici per quel che riguarda il carico, tuttavia con pressioni di prova di valore sostanzialmente inferiori a quella d’esercizio; i risultati relativi allo stesso tipo di pneumatico (“Modello A”) utilizzato nel primo esperimento sono mostrati in tabella 2. Subsequently, less demanding conditions were then chosen for the tires as regards the load, however with test pressures of substantially lower value than the operating one; the results for the same type of tire (“Model A”) used in the first experiment are shown in table 2.

TABELLA 2 TABLE 2

Pneumatici 315 / 80 R 22.5 - “Modello A” Tires 315/80 R 22.5 - "Model A"

Come si vede, in queste condizioni operative dopo un numero abbastanza contenuto di ore di funzionamento (rispettivamente 24 h, 7 h e 10 h per i pneumatici I, III III) si è prodotta la rottura dei pneumatici per “rasoiata”; si noti che ciò è avvenuto con una bassa pressione di gonfiaggio, in accordo con quanto sopra spiegato circa il fatto che nella realtà questa particolare rottura ha luogo quando uno dei due pneumatici gemellati presenta una pressione di gonfiamento minore rispetto all’altro. As can be seen, in these operating conditions, after a fairly limited number of operating hours (respectively 24 h, 7 h and 10 h for tires I, III III) the tires broke due to "razor burn"; note that this occurred with a low inflation pressure, in accordance with what has been explained above about the fact that in reality this particular break occurs when one of the two twin tires has a lower inflation pressure than the other.

Il comportamento dei pneumatici relativamente a tale fenomeno (ossia una maggiore o minore durata) dipende, in generale, dalla loro struttura e quindi dal tipo di carcassa, dalla mescola di gomma con cui vengono confezionate le loro varie parti e dal disegno del battistrada. The behavior of tires with respect to this phenomenon (i.e. greater or shorter duration) generally depends on their structure and therefore on the type of carcass, on the rubber compound with which their various parts are made and on the design of the tread.

Questo può essere agevolmente riscontrato dalla Tabella 3 che si riferisce ad un ciclo di prove con gli stessi parametri di Tabella 2, eseguito su pneumatici della richiedente di uguale misura ma di diverso battistrada (“Modello B”). This can easily be seen from Table 3 which refers to a cycle of tests with the same parameters as Table 2, performed on the applicant's tires of the same size but with different treads ("Model B").

Come si vede il numero di ore dopo le quali si è prodotta la rottura per “rasoiata” è sensibilmente maggiore in questo secondo caso. As you can see, the number of hours after which the razor break is produced is significantly higher in this second case.

TABELLA 3 TABLE 3

Pneumatici 315 / 80 R 22.5 - “Modello B” Tires 315/80 R 22.5 - "Model B"

Infine, come si è detto più sopra, alla base della presente invenzione vi è la percezione della richiedente che la rottura per “rasoiata” dipenda da un fenomeno di fatica conseguente alla deformazione ciclica subita dal fianco del pneumatico quando esso è soggetto a “kissing”. Finally, as mentioned above, the basis of the present invention is the applicant's perception that the rupture due to "razor burn" depends on a phenomenon of fatigue resulting from the cyclic deformation undergone by the side of the tire when it is subject to "kissing" .

A tal fine sono state quindi condotte delle apposite prove nelle quali, a parità di altre condizioni (cioè pressione, velocità, carico), è stata variata la profondità di penetrazione del disco di prova 10 nel fianco del pneumatico, cioè l’entità della sua deformazione. To this end, specific tests were carried out in which, under the same conditions (i.e. pressure, speed, load), the depth of penetration of the test disc 10 into the side of the tire was varied, i.e. the extent of its deformation.

Il particolare, nella sperimentazione eseguita si è scelto di aumentare progressivamente a gradino il valore del kissing applicato al pneumatico di prova, dopo un tempo di prova (24 ore) prefissato. The particular, in the experimentation carried out, it was decided to gradually increase the kissing value applied to the test tire, after a pre-established test time (24 hours).

In tabella 4 sono riportati i risultati relativi a prove su tre pneumatici della richiedente di misura 315 / 80 R 22.5 e “Modello C”. Tale prova mostra chiaramente l’esistenza di un livello di kissing al di sotto del quale non si verifica la rottura per “rasoiata”. Table 4 shows the results relating to tests on three tires of the applicant in size 315/80 R 22.5 and “Model C”. This test clearly shows the existence of a kissing level below which the "razor" break does not occur.

Infatti, come si può vedere, per due pneumatici (I e II) sottoposti a kissing di 30 e 32,5 mm, rispettivamente dopo 96 e 168 ore continuative di prova (cioè 4 e 7 giorni) non si è verificato alcun guasto, mentre sono bastate appena 2 ore di prova (sempre per i medesimi tipi di pneumatico I e 11) ad un livello di kissing superiore (40 mm) per far comparire il fenomeno della “rasoiata”. In fact, as can be seen, for two tires (I and II) subjected to kissing of 30 and 32.5 mm, respectively, after 96 and 168 continuous hours of testing (i.e. 4 and 7 days) no failure occurred, while it took just 2 hours of testing (again for the same types of tires I and 11) at a higher kissing level (40 mm) to make the “razor” phenomenon appear.

Analogamente, un altro pneumatico (111) sottoposto fin dal suo primo gradino ad un livello di kissing pari a 40 mm, ha evidenziato il fenomeno della "rasoiata” dopo solo 3 ore. Similarly, another tire (111) subjected from its first step to a kissing level of 40 mm, showed the "razor" phenomenon after only 3 hours.

TABELLA 4 TABLE 4

Pneumatici 315 / 80 R 22.5 - “Modello C” Tires 315/80 R 22.5 - "Model C"

Sulla base delle prove eseguite dalla richiedente, per ciascun pneumatico testato è stato inoltre possibile ottenere una curva il cui tipico andamento è mostrato nel grafico di fig. 7. On the basis of the tests carried out by the applicant, for each tire tested it was also possible to obtain a curve whose typical trend is shown in the graph in fig. 7.

Tale grafico riporta in ascisse la durata della prova eseguita su un dato pneumatico, ed in ordinata la profondità di penetrazione (kissing) del disco 10 nel fianco di detto pneumatico. This graph shows the duration of the test performed on a given tire on the abscissa and the kissing depth of the disc 10 in the side of said tire on the ordinate.

Le curve X ed Y di fig. 7 si riferiscono ciascuna ad una data tipologia di confezione di pneumatico in predeterminate condizioni di carico e di pressione. In dettaglio, la curva X si riferisce ad un pneumatico modello A, con carico nominale pari a 9000 kg e pressione d’esercizio pari a 3 bar, mentre la curva Y si riferisce ad un pneumatico modello B, Come si vede, l’andamento caratteristico di tali curve è generalmente decrescente, con un andamento approssimativamente parabolico caratterizzato dalla presenza di un asintoto orizzontale (linea tratteggiala): ciò significa che per valori di kissing inferiori a tale asintoto, non si verifica rottura per “rasoiata”. The curves X and Y of fig. 7 each refer to a given type of tire package under predetermined load and pressure conditions. In detail, the X curve refers to a model A tire, with a nominal load of 9000 kg and an operating pressure of 3 bar, while the Y curve refers to a model B tire. characteristic of these curves is generally decreasing, with an approximately parabolic trend characterized by the presence of a horizontal asymptote (dashed line): this means that for kissing values lower than this asymptote, there is no "razor" break.

I grafico di figura 7 mostra, inoltre, lo spostamento di tali curve caraneristiche al variare della struttura posseduta da un dato pneumatico. Più in dettaglio, in figura 7 sono confrontate le curve durata/profondità di penetrazione di due pneumatici distinti X ed Y della richiedente. The graph of Figure 7 also shows the displacement of these characteristic curves as the structure possessed by a given tire varies. More in detail, Figure 7 compares the duration / depth of penetration curves of two distinct tires X and Y of the applicant.

Un tecnico del ramo può, inoltre, apprezzare come l’andamento di queste curve è simile a quello delle ben note curve di Wholer relative alla fatica dei materiali sottoposti a sollecitazioni alternate. A person skilled in the art can also appreciate how the trend of these curves is similar to that of the well-known Wholer curves relating to the fatigue of materials subjected to alternating stresses.

A tal fine basta pensare che, ad esempio, per i pneumatici delle dimensioni sopra considerate una prova avente durata di 100 ore alla velocità di 60 km/h, corrisponde a circa 1,8 x 10<6 >cicli di sollecitazione alternata delle cordicelle di carcassa. To this end, it is sufficient to think that, for example, for tires of the dimensions considered above, a test lasting 100 hours at a speed of 60 km / h corresponds to approximately 1.8 x 10 <6> alternating stress cycles of the cords. carcass.

D’altro canto l’entità del kissing, da cui dipende quella della deformazione delle cordicelle di carcassa, genera in esse uno stato di tensione corrispondente: di conseguenza nelle ordinate del grafico di fig. 7 si potrebbe sostituire il parametro kissing (in mm) con la tensione (in Pa o kg/mm<2>), ottenendo cosi, anche sotto questo aspetto, una perfetta corrispondenza con le curve di Wholer. On the other hand, the extent of kissing, on which that of the deformation of the carcass cords depends, generates a corresponding state of tension in them: consequently in the ordinates of the graph in fig. 7 we could replace the kissing parameter (in mm) with the tension (in Pa or kg / mm <2>), thus obtaining, also in this respect, a perfect correspondence with the Wholer curves.

In altre parole, la prova di deformazione per kissing effettuata con il metodo dellinvenzione equivale ad una prova nella quale il fianco del pneumatico e le cordicelle di carcassa vengono sollecitati ciclicamente cambiandone la curvatura secondo quanto spiegato più sopra in relazione alle figure 5 e 6. Ne consegue, pertanto, che in tali elementi (fianco e rispettive cordicelle) viene indotto uno stato di fatica il quale porta al loro cedimento improvviso (collasso) in tempi brevi e condizioni (carico sul pneumatico e pressione di gonfiaggio) non particolarmente gravose. In other words, the deformation test for kissing carried out with the method of the invention is equivalent to a test in which the sidewall of the tire and the carcass cords are cyclically stressed by changing their curvature as explained above in relation to figures 5 and 6. Ne it follows, therefore, that in these elements (sidewall and respective cords) a state of fatigue is induced which leads to their sudden failure (collapse) in a short time and conditions (load on the tire and inflation pressure) that are not particularly heavy.

Alla luce di quanto sopra è stato quindi evidenziato che il metodo dell’invenzione permette di ottenere risultati conformi alla realtà, ove la rottura per “rasoiata” avviene anche su pneumatici pressoché nuovi e, più in generale, in un qualsiasi momento della vita del pneumatico: a tal fine basta solo che esso operi in condizioni “critiche” (cioè al di sopra dell’asintoto delle curve di fig. 7) anche per un numero di ore limitato. In the light of the above, it has therefore been highlighted that the method of the invention allows to obtain results that are in conformity with reality, where the break due to "razor burn" also occurs on almost new tires and, more generally, at any time in the life of the tire. : for this purpose it is sufficient that it operates in "critical" conditions (ie above the asymptote of the curves of fig. 7) even for a limited number of hours.

La richiedente ha inoltre rilevato la presenza di un “effetto memoria" nei pneumatici provati. The applicant also noted the presence of a "memory effect" in the tires tested.

Infatti dalle esperienze effettuate è risultato che non è necessario che il pneumatico venga mantenuto continuativamente nelle condizioni critiche succitate, per giungere alla sua rottura per “rasoiata”; questa rottura si verifica anche se il pneumatico viene mantenuto in tali condizioni per diversi periodi di tempo, intervallati da altri in cui opera in condizioni regolari (cioè senza kissing), purché la somma complessiva dei periodi parziali sia tale da raggiungere il limite di fatica individuato sul diagramma di fig. 7. In fact, from the experiments carried out, it has emerged that it is not necessary for the tire to be continuously maintained in the critical conditions mentioned above, in order to break due to "razor burn"; this break occurs even if the tire is kept in these conditions for different periods of time, interspersed with others in which it operates under regular conditions (i.e. without kissing), provided that the total sum of the partial periods is such as to reach the identified fatigue limit on the diagram of fig. 7.

In questo contesto è infine da sottolineare un importante vantaggio conseguito dall’apparecchiatura dell’invenzione. In this context, an important advantage achieved by the apparatus of the invention should be emphasized.

Infatti, come detto sopra, quest’ultima nasce dalla percezione della richiedente che a provocare la rottura per rasoiata dei pneumatici montati sugli autocarri sia l’interferenza che si verifica tra due pneumatici gemellali, come mostrato in fig. 1 . In fact, as mentioned above, the latter arises from the applicant's perception that the interference that occurs between two twin tires, as shown in fig. 1.

Di conseguenza, sulla base di questa percezione sarebbe stato possibile attuare il metodo dell’invenzione anche con un’apparecchiatura nella quale si abbiano due pneumatici affiancati, uno dei quali utilizzato per provocare la deformazione sull’altro pneumatico. Consequently, on the basis of this perception it would have been possible to implement the method of the invention even with an equipment in which there are two tires side by side, one of which is used to cause deformation on the other tire.

Una simile apparecchiatura risulterebbe però molto più complessa di quella di fig. 3 e quindi anche le prove sarebbero più difficili da effettuare perché per produrre una interferenza di entità desiderata sarebbe necessario regolare più parametri invece che la sopra citata penetrazione (“kissing”) del disco di prova 10. However, such an apparatus would be much more complex than that of fig. 3 and therefore also the tests would be more difficult to carry out because to produce an interference of the desired entity it would be necessary to adjust more parameters instead of the aforementioned penetration ("kissing") of the test disc 10.

Naturalmente saranno comunque possibili anche altre varianti dell’ invenzione rispetto a quanto è stato sinora descritto. Of course, other variants of the invention will also be possible with respect to what has been described so far.

In una forma di realizzazione non illustrata, una cella di carico è posizionata sull’asse del disco 10 in modo da misurare la forza laterale esercitata da quest’ultimo sul fianco del pneumatico di prova. In an embodiment not shown, a load cell is positioned on the axis of the disc 10 in order to measure the lateral force exerted by the latter on the side of the test tire.

Ulteriormente, nell’esempio descritto sopra il disco 10 è montato in modo folle e viene trascinato in rotazione dal contatto con il pneumatico da piovaie. Conformemente ad un’altra forma di realizzazione tale disco, comandato da un motore, viene posto in rotazione ad una velocità richiesta per eseguire prove in cui si valuti l’effetto di un suo strisciamento relativo con il pneumatico. Further, in the example described above, the disc 10 is mounted in an idle way and is driven in rotation by contact with the rain tire. According to another embodiment, this disc, driven by a motor, is rotated at a speed required to perform tests in which the effect of its relative sliding with the tire is evaluated.

Inoltre, il profilo arrotondato del bordo esterno del disco potrà essere differente da quello mostrato nei disegni. Furthermore, the rounded profile of the outer edge of the disc may be different from that shown in the drawings.

Esso potrà ad esempio avere delle discontinuità, delle nervature e/o delle sporgenze, così da simulare la presenza di un sasso o similari schiacciato tra due pneumatici affiancati, come talvolta accade nella realtà. For example, it may have discontinuities, ribs and / or protrusions, so as to simulate the presence of a stone or similar squeezed between two side-by-side tires, as sometimes happens in reality.

Il disco 10 considerato in precedenza è mobile orizzontalmente, per variare la profondità di avanzamento nel fianco del pneumatico, e verticalmente per poter deformare il fianco ad altezze diverse quando desiderato. Tuttavia si possono predisporre apparecchiature dove pure l’inclinazione dell’asse di rotazione del disco sia regolabile rispetto al piano meridiano del pneumatico, per ottenere ulteriori. effetti sperimentali. The disc 10 considered above is movable horizontally, to vary the depth of advancement in the sidewall of the tire, and vertically to be able to deform the sidewall at different heights when desired. However, it is possible to arrange equipment where the inclination of the axis of rotation of the disc is also adjustable with respect to the meridian plane of the tire, to obtain more. experimental effects.

Infine anche la superficie di rotolamento del pneumatico da provare, che nell’ apparecchiatura precedente è costituita dalla consueta ruota-strada, potrebbe essere realizzata con un altro sistema equivalente; si pensi per esempio ad un nastro trasportatore (supportato adeguatamente in corrispondenza del contatto col pneumatico) che permetterebbe di eseguire prove su pneumatici rotolanti su una superficie piana. Finally, the rolling surface of the tire to be tested, which in the previous equipment consists of the usual road-wheel, could also be made with another equivalent system; think for example of a conveyor belt (adequately supported in correspondence with the contact with the tire) which would allow to carry out tests on tires rolling on a flat surface.

Da ultimo è poi da tenere in considerazione il fatto che sebbene l’invenzione sia particolarmente interessante per pneumatici destinati ad impieghi su veicoli industriali, dove avvengono le rotture per rasoiata provocate dai pneumatici gemellati, essa può tuttavia trovare applicazione pili in generale anche per tutti i tipi di pneumatici al fine di studiare il loro comportamento nei confronti di sollecitazioni operanti ciclicamente su di essi. Finally, it must be taken into consideration that although the invention is particularly interesting for tires intended for use on industrial vehicles, where the razor breakage caused by twin tires occurs, it can nevertheless find application more generally also for all types of tires in order to study their behavior in relation to stresses operating cyclically on them.

Claims

CLAIMS 1. Test method for causing a controlled failure of the sidewall of a tire, characterized by the fact of including the phases of: rotating a tire (2) on a rolling surface (4), under predetermined speed, inflation pressure and load conditions; exert a pressure against said side of the tire, in correspondence with its contact area with said rolling surface, by means of the action of a shaped body (10) adapted to deform said side according to a profile comprising at least two curved portions (C1, C2, C3) opposite, concave and convex.

Method according to claim 1, wherein said shaped body (10) is moved transversely to the tire (2) between an inoperative position, in which said body is not in contact with the side of said tire, and an operative position , in which said body is made to advance and penetrate said side by a predetermined depth with respect to the undeformed profile of the side.

Method according to claim 2, wherein said shaped body (10) can be moved along the side of the tire (2) in a radial direction to it, so as to deform said side at different heights.

Method according to claim 3, wherein said shaped body (10) is rotated at a predetermined speed.

5. Apparatus suitable for causing a controlled rupture of the sidewall of a tire, comprising a rolling surface (4), an arm (5) for supporting said tire (2), means for turning said tire, a body shaped (10) operated transversely to the tire between a first, non-operative position and a second, operative position, in which said body (10) penetrates by a predetermined depth into the side of said tire.

6. Apparatus according to claim 5, wherein said shaped body (10) is a rotating movable disk.

7. Apparatus according to claim 6, wherein said shaped body (10) is movable along the side of the tire (2) in a radial direction to it, so as to be able to deform it at different heights.

8. Apparatus according to claim 6, wherein said rotation is at a predetermined speed,

9. Apparatus according to claim 6, in which the axis of rotation of said disk is inclined with respect to the meridian plane of the tire.

10. Apparatus according to claim 5, wherein said rolling surface (4) is a rotating drum.

1 1. Apparatus according to claim 5, wherein said arm (5) can be moved by translation so as to vary the load applied on said tire (2).

12. Apparatus according to claim 5, wherein said shaped body (10) penetrates said side in correspondence of the contact area of said tire (2) with said rolling surface (4).