ITTO20011209A1

ITTO20011209A1 - Pneumatico per autoveicoli e metodo per la sua realizzazione.

Info

Publication number: ITTO20011209A1
Application number: IT2001TO001209A
Authority: IT
Inventors: Marco Musaio; Adriano Gigliarelli
Original assignee: Bridgestone Firestone Tech
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-06-21
Also published as: ES2271182T3; EP1321313A2; ITTO20011209A0; PT1321313E; DE60215107T2; EP1321313A3; DE60215107D1; EP1321313B1; EP1321313B8; RU2304521C2; PL357929A1

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un pneumatico per autoveicoli.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un pneumatico per autoveicoli del tipo comprendente una carcassa radiale presentante due fianchi, ciascuno dei quali comprende un cerchietto metallico, un riempimento anulare estendentesi radialmente verso l’esterno dal detto cerchietto metallico, una tela di carcassa avvolta ad U attorno al detto cerchietto metallico e comprendente una porzione anulare ribaltata esterna, ed uno strato di rivestimento comprendente una porzione interna impermeabile all’ana, una porzione intermedia anti-abrasione avvolta a U attorno al detto cerchietto metallico ed una porzione esterna definente una parete laterale del relativo detto fianco.

Nei pneumatici noti del tipo sopra descritto, ciascuna porzione anulare ribaltata della tela di carcassa viene avvolta ad U attorno sia al relativo cerchietto metallico, sia al relativo riempimento anulare e risulta serrata fra il riempimento anulare stesso ed il relativo strato di rivestimento, le cui porzioni intermedia ed esterna sono costituite da uria striscia antiabrasione e, rispettivamente, una parete laterale, più morbida della striscia anti-abrasione, fra loro collegate tramite una giunzione.

Nei pneumatici del tipo sopra descritto è noto di ridurre, quanto più possibile, la larghezza delle porzioni anulari ribaltate della tela di carcassa allo scopo di ridurre i pesi del materiale impiegato e la resistenza al rotolamento. E' noto, tuttavia, che le tensioni trasmesse dalle porzioni anulari ribaltate ai materiali loro circostanti aumentano man mano che la larghezza delle porzioni anulari ribaltate stesse diminuisce, e che possono insorgere seri inconvenienti quando tale larghezza scende al disotto della distanza esistente fra ciascuna delle giunzioni sopra citate ed il relativo cerchietto metallico, e l'estremità di ciascuna porzione anulare ribaltata si dispone a diretto contatto della superficie interna della relativa striscia anti-abrasione. Questo contatto può infatti generare, a causa della durezza delle strisce anti-abrasione, il distacco delle strisce anti-abrasione stesse dalla tela di carcassa e la veloce propagazione, attraverso le strisce anti-abrasione, di eventuali cricche generate dalia concentrazione di sforzi, all'interfaccia fra strisce anti-abrasione e relative porzioni anulari ribaltate della tela di carcassa, dovuta alla differenza di rigidità tra i materiali.

Un simile inconveniente viene normalmente eliminato, nei pneumatici noti del tipo sopra specificato, collegando ciascuna striscia anti-abrasione alla relativa parete laterale tramite una giunzione a L, nella quale un’appendice anulare, estendentesi radialmente verso l'interno da un bordo anulare interno della relativa parete laterale, funge da ammortizzatore delle tensioni trasmesse dalla relativa porzione anulare ribaltata interponendosi fra la relativa striscia anti-abrasione e la relativa porzione anulare ribaltata.

Resta, tuttavia, il fatto che le giunzioni a L sopra descrìtte risultano relativamente complicate e costose e richiedono normalmente, per la loro corretta realizzazione, l'intervento manuale di un operatore.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un pneumatico per autoveicoli, il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descrìtti.

In particolare, scopo della presente invenzione è di realizzare un pneumatico di semplice ed economica realizzazione, la cui struttura sia tale da ridurre al minimo non solo le tensioni trasmesse al materiale circostante dalle porzioni anulari ribaltate della tela di carcassa, ma anche la velocità di propagazione, attraverso il materiale circostante, di eventuali cricche o simili tipi di rottura eventualmente generati da tali tensioni.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un pneumatico per autoveicoli, il pneumatico comprendendo una carcassa radiale presentante due fianchi, ciascuno dei quali comprende un cerchietto metallico, un riempimento anulare estendentesi radialmente verso l'esterno dal detto cerchietto metallico, una tela di carcassa avvolta ad U attorno al detto cerchietto metallico e comprendente una porzione anulare ribaltata esterna, ed uno strato di rivestimento comprendente una porzione interna impermeabile all’aria, una porzione intermedia anti-abrasione avvolta a U attorno al detto cerchietto metallico ed una porzione esterna definente una parete laterale del relativo detto fianco; ed essendo caratterizzato dal fatto che ciascun detto riempimento anulare comprende un primo elemento anulare di riempimento disposto a contatto del relativo cerchietto metallico, ed un secondo elemento anulare di riempimento disposto radialmente all'esterno del relativo detto primo elemento anulare di riempimento; ciascuna detta porzione anulare ribaltata essendo ripiegata attorno al relativo detto cerchietto metallico ed al relativo detto primo elemento anulare di riempimento ed interponendosi fra i relativi detti primo e secondo elemento anulare di riempimento; e le dette porzioni intermedia ed esterna di ciascun detto strato di rivestimento comprendono un'unica striscia di rivestimento costituita di un'unica mescola.

Secondo una preferita forma di attuazione del pneumatico sopra definito, ciascuna detta porzione anulare ribaltata presenta un bordo anulare libero inglobato all'interno del relativo detto riempimento anulare e, preferibilmente, una larghezza compresa fra i 15 ed i 20 millimetri.

Preferibilmente, inoltre, ciascun detto riempimento anulare comprende, inoltre, una striscia di irrigidimento disposta a contatto, ed assialmente all'interno, dei relativi detti primo e secondo elemento anulare di riempimento; il bordo anulare libero delia relativa detta porzione ribaltata essendo disposto fra il detto secondo elemento anulare di riempimento e la detta striscia di irrigidimento.

La presente invenzione è inoltre relativa ad un metodo per la realizzazione di un pneumatico per autoveicoli.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo per la realizzazione di un pneumatico per autoveicoli, il pneumatico comprendendo una carcassa radiale presentante una porzione anulare centrale e due fianchi, ed un battistrada anulare di rivestimento della detta porzione anulare centrale; ciascun fianco comprendendo un cerchietto metallico, un riempimento anulare estendentesi radialmente verso l'esterno dal detto cerchietto metallico, una tela di carcassa avvolta ad U attorno al detto cerchietto metallico e comprendente una porzione anulare ribaltata esterna, ed uno strato di rivestimento comprendente una porzione interna impermeabile all'aria, una porzione intermedia antiabrasione avvolta a U attorno al detto cerchietto metallico ed una porzione esterna definente una parete laterale del relativo detto fianco; ed il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di ripiegare ciascuna detta porzione anulare ribaltata attorno ad un rispettivo primo elemento anulare di riempimento costituente parte del relativo detto riempimento anulare e disposto a contatto del relativo detto cerchietto metallico; di posizionare, radialmente all'esterno di ciascun detto primo elemento anulare di riempimento, un relativo secondo elemento anulare di riempimento, costituente, anch'esso, parte del relativo detto riempimento anulare, per serrare ciascuna detta porzione anulare ribaltata fra i relativi detti primo e secondo elemento anulare di riempimento; e di realizzare le dette porzioni intermedia ed esterna di ciascun detto strato di rivestimento tramite un’unica strìscia di rivestimento costituita di un'unica mescola.

Preferibilmente, il metodo sopra definito comprende l'ulteriore fase di realizzare ciascuna detta striscia di rivestimento ed il relativo detto secondo elemento anulare di riempimento per co-estrusione o calandratura.

L'invenzione verrà ora descrìtta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente in sezione assiale parziale un pneumatico tradizionale noto;

la figura 2 illustra schematicamente ed in sezione assiale una preferita forma di attuazione del pneumatico della presente invenzione;

la figura 3 è simile alla figura 1 ed è relativa ad una variante del pneumatico della figura 2; la figura 4 illustra in sezione trasversale lo sviluppo piano di un componente della figura 2; e

la figura 5 è un diagramma relativo alla velocità di propagazione di cricche, al variare degli sforzi applicati, attraverso alcuni componenti del pneumatico della figura 1 ed il componente della figura 4.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un pneumatico per autoveicoli, di tipo noto, comprendente due fianchi 2 (di cui uno solo è illustrato), ciascuno delle quali comprende, a sua volta, un cerchietto 3 metallico provvisto di un riempimento 4 anulare a sezione sostanzialmente triangolare e definito da un elemento anulare 5 di riempimento, estendentesi radialmente verso l'esterno dal cerchietto 3 metallico, e da una striscia 6 di rinforzo, la quale è costituita dello stesso materiale dell’elemento anulare 5 di riempimento, è disposta a contatto di una superfìcie assialmente interna dell'elemento anulare 5 di riempimento e si prolunga lungo il fianco 2 radialmente all'esterno di un vertice esterno dell'elemento anulare 5 di riempimento stesso.

Ciascun fianco 2 comprende, inoltre, una relativa porzione di una tela 7 di carcassa, la quale è ripiegata a U attorno al relativo cerchietto 3 metallico ed al relativo elemento anulare 5 di riempimento per formare una porzione anulare ribaltata 8, un cui bordo libero 9 è disposto a contatto di una superficie assialmente esterna del relativo elemento anulare 5 di riempimento e ad una distanza dal un bordo interno del relativo cerchieto 3 metallico compresa fra 15 e 20 cm..

Ciascun fianco 2 comprende, infine, uno strato di rivestimento 10 comprendente una porzione interna definita da una foglietta 11 impermeabile allarìa, una porzione intermedia ripiegata a U attorno al relativo cerchietto 3 metallico e definita da una striscia antiabrasione 12, ed una porzione esterna definita da una parete laterale 13 costituita di una mescola normalmente più soffice ed elastica di quella costituente la striscia anti-abrasione 12. La striscia anti-abrasione 12 presenta un bordo esterno 14, il quale è disposto radialmente all’esterno del relativo bordo libero 9 della relativa porzione anulare ribaltata 8 ed è collegato ad un bordo interno 15 della relativa parete laterale 13 tramite una giunzione 16 a L, in cui il relativo bordo esterno 14 è direttamente collegato al relativo bordo interno 15, ed una porzione terminale esterna della relativa striscia anti-abrasione 12 si appoggia a contatto di un’appendice anulare 17, che sporge in direzione radiale verso l’interno dal relativo bordo interno 15 e si interpone, con funzioni di ammortizzatore, fra la striscia antiabrasione 12 e la relativa porzione anulare ribaltata 8.

Allo scopo di eliminare le complicazioni strutturali e di montaggio derivanti dall’utilizzazione della giunzione 16 a L sopra descrìtta, la cui presenza è giustificata, nel pneumatico 1, dalla necessità di impedire che la relativa porzione ribaltata 8 e, in particolare, il Suo bordo libero 9 pervengano a diretto contatto della superficie interna della strìscia anti-abrasione 12, è stato realizzato, secondo quanto illustrato nella figura 2, un pneumatico 18 comprendente una carcassa 19 radiale, di cui una porzione anulare centrale è rivestita esternamente da un battistrada 20, e due porzioni laterali definiscono rispettivi fianchi 21 del pneumatico 18 stesso.

Nel pneumatico 18, ciascun fianco 21 comprende un cerchietto 22 metallico provvisto di un riempimento 23 anulare a sezione sostanzialmente triangolare ed a sua volta comprendente un elemento anulare 24 interno di riempimento estendentesi radialmente verso l'esterno dal cerchietto 22 metallico e solidale al cerchietto 22 metallico stesso. Il riempimento 23 anulare comprende, inoltre, una striscia 25 di rinforzo, la quale è costituita dello stesso materiale dell’elemento anulare 24 interno di riempimento; è disposta a contatto di una superficie assialmente interna dell'elemento anulare 24 interno di riempimento e si prolunga lungo il fianco 21 radialmente all’esterno di un vertice esterno dell'elemento anulare 24 interno di riempimento stesso.

Ciascun fianco 21 comprende, inoltre, una relativa porzione di una tela 26 di carcassa, la quale è ripiegata a U attorno al cerchietto 22 metallico ed all’elemento anulare 24 interno di riempimento per formare una porzione anulare ribaltata 27, un cui bordo libero 28 è disposto radialmente all’esterno di un vertice esterno dell’elemento anulare 24 interno di riempimento, a contatto di una superficie assialmente esterna della striscia 25 di rinforzo e ad una distanza dal un bordo interno del relativo cerchietto 22 metallico compresa fra 15 e 20 cm..

Ciascun riempimento 23 anulare comprende, inoltre, un elemento anulare 29 esterno di riempimento disposto radialmente all’esterno del relativo elemento anulare 24 interno di riempimento ed a contatto della superficie assialmente esterna della relativa striscia 25 di rinforzo. L’elemento anulare 29 esterno di riempimento è costituito dello stesso materiale (nel seguito indicato come “Mescola A”) del relativo elemento anulare 24 interno di riempimento e della relativa striscia 25 di rinforzo e serra la relativa porzione anulare ribaltata 27 contro il relativo elemento anulare 24 interno di riempimento ed il relativo bordo libero 28 contro la relativa striscia 25 di rinforzo.

Ciascun fianco 21 comprende, infine, uno strato di rivestimento 30 comprendente una porzione interna definita da una foglietta 31 impermeabile aN'aria, una porzione intermedia 32 ripiegata a U attorno al relativo cerchietto 22 metallico con funzioni anti-abrasione, ed una porzione esterna 33 definente una parete laterale del fianco 21.

Le due porzioni 32 e 33 sono definite da un’unica striscia 34 di rivestimento costituita di un'unica mescola (nel seguito ‘Mescola B"), le cui caratteristiche meccaniche sono sostanzialmente intermedie rispetto a quelle della mescola (nel seguito ‘Mescola C”) costituente la striscia anti-abrasione 12 e della mescola (nel seguito ‘Mescola D") costituente la parete laterale 13.

Le caratteristiche meccaniche delle Mescole A, B, C e D sono rilevabili dalla seguente tabella riassuntiva:

Nel pneumatico 18, il fatto c he ciascuna porzione anulare ribaltata 27 venga sostanzialmente inglobata all'interno del relativo riempimento 23 anulare, ossia all'interno di un materiale omogeneo relativamente duro, permette di distribuire in maniera sostanzialmente uniforme gli sforzi generati dalla porzione anulare ribaltata 27 stessa all’interno del relativo riempimento 23 anulare, e di evitare che vengano trasmessi all’esterno, ossia allo strato di rivestimento 30, degli sforzi concentrati che potrebbero generare, nel tempo, delle cricche.

Dal diagramma della figura 5, che illustra la velocità di propagazione delle cricche (in ordinata nel diagramma) in funzione delle deformazioni (in ascissa nel diagramma) il risultato di prove dinamiche eseguite su quattro differenti mescole, di cui due sono due mescole D1 e D2 con caratteristiche meccaniche disposte ai limiti opposti dei campi di variabilità della tabella sopra riportata, e le altre due sono una mescola B media ed una mescola C media, si vede che, per valori delle deformazioni disposti nell'intorno di un punto K corrispondente al valore delle deformazioni presenti durante una normale utilizzazione, la velocità di propagazione delle cricche attraverso la mescola B risulta assolutamente accettabile ed inferiore a quella relativa alla mescola D2.

Ovviamente, anche sul pneumatico 18 potrebbero essere utilizzate, al posto di ciascuno strato di rivestimento 30, una striscia anti-abrasione 12 ed una parete laterale 13 simili a quelle descritte con riferimento al pneumatico 1 e fra loro collegate tramite una giunzione (non illustrata) che, in questo caso, potrebbe essere una semplice giunzione di testa. Tuttavia, l'utilizzazione di uno strato di rivestimento mono-componente e senza giunzioni quale lo strato di rivestimento 30 comporta notevoli vantaggi pratici durante l’assemblaggio del pneumatico 18. Infatti, secondo quanto illustrato nella figura 4, l’utilizzazione dello strato di rivestimento 30 senza giunzioni intermedie permettere di co-estrudere calandrare assieme e pre-assemblare ciascun elemento anulare 29 esterno di riempimento con il relativo strato di rivestimento 30 e di montare gli elementi anulari 29 esterni di riempimento unitamente ai relativi strati di rivestimento 30 semplificando le procedure di assemblaggio. Secondo la variante della figura 3, in ciascun fianco 21 , ambedue gli elementi anulari 24 e 29 di riempimento, la striscia 25 di rinforzo e lo strato di rivestimento 30 sono tutti realizzati di una stessa mescola B con caratteristiche meccaniche disposte ai limiti massimi dei campi di variabilità della tabella sopra riportata.

Claims

RIVENDICAZIONI 1.- Pneumatico per autoveicoli, il pneumatico (18) comprendendo una carcassa (19) radiale presentante due fianchi (21), ciascuno dei quali comprende un cerchietto (22) metallico, un riempimento (23) anulare estendentesi radialmente verso l’esterno dal detto cerchietto (22) metallico, una tela (26) di carcassa avvolta ad U attorno al detto cerchietto (22) metallico e comprendente una porzione anulare ribaltata (27) esterna, ed uno strato di rivestimento (30) comprendente una porzione interna (31) impermeabile allaria, una porzione intermedia (32) anti-abrasione avvolta a U attorno al detto cerchietto (22) metallico ed una porzione esterna (33) definente una parete laterale del relativo detto fianco (21); ed essendo caratterizzato dal fatto che ciascun detto riempimento (23) anulare comprende un primo elemento anulare (24) di riempimento disposto a contatto del relativo cerchietto (22) metallico, ed un secondo elemento anulare (29) di riempimento disposto radialmente all’esterno del relativo detto primo elemento anulare (24) di riempimento; ciascuna detta porzione anulare ribaltata (27) essendo ripiegata attorno al relativo detto cerchietto (22) metallico ed al relativo detto primo elemento anulare (24) di riempimento ed interponendosi fra i relativi detti primo e secondo elemento anulare (24, 29) di riempimento; e le dette porzioni intermedia (32) ed esterna (33) di ciascun detto strato di rivestimento (30) comprendono un'unica striscia (34) di rivestimento costituita di un’unica mescola. 2.- Pneumatico secondo la rivendicazione 1 , in cui ciascuna detta porzione anulare ribaltata (27) presenta un bordo anulare libero (28), il quale è inglobato all'interno del relativo detto riempimento (23) anulare. 3.- Pneumatico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui ciascuna detta porzione anulare ribaltata (27) presenta una larghezza compresa fra i 15 ed i 20 millimetri. 4.- Pneumatico secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui ciascun detto riempimento (23) anulare comprende, inoltre, una striscia (25) di rinforzo disposta a contatto, ed assialmente all'interno, dei relativi detti primo e secondo elemento anulare (24, 29) di rempìmento; il bordo anulare libero (28) della relativa detta porzione ribaltata (27) essendo disposto fra il detto secondo elemento anulare (29) di riempimento e la detta strìscia (25) di rinforzo. 5.- Pneumatico secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascuna detta strìscia (34) di rivestimento (30) ed il relativo detto secondo elemento anulare (29) di riempimento sono stati realizzati per co-estrusione o calandratura 6.- Pneumatico secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascuna detta strìscia (34) di rivestimento ed il relativo detto riempimento (23) anulare sono stati realizzati di un unico materiale. 7.- Pneumatico secondo la rivendicazione 6, in cui il detto unico materiale è una mescola, il cui allungamento a rottura è pari al 400 - 550 %. 8.- Pneumatico secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui il detto unico materiale è una mescola, il cui carico di rottura è pari a 18 - 22 MPa. 9.- Pneumatico secondo una delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui il detto unico materiale è una mescola, il cui carico a deformazione a 100 % è di 3 - 4 MPa, ed il cui carico a deformazione del 200 % è di 8 - 10 MPa. 10.- Pneumatico secondo una delle rivendicazioni da 6 a 9, in cui il detto unico materiale è una mescola, la cui durezza Shore “A” è pari a 60 - 70. 11.- Metodo per la realizzazione di un pneumatico per autoveicoli, il pneumatico (18) comprendendo una carcassa (19) radiale presentante due fianchi (21), ciascuno dei quali comprende un cerchietto (22) metallico, un riempimento (23) anulare estendentes radialmente verso l'esterno dal detto cerchietto (22) metallico, una tela (26) di carcassa avvolta ad U attorno al detto cerchietto (22) metallico e comprendente una porzione anulare ribaltata (27) esterna, ed uno strato di rivestimento (30) comprendente una porzione interna (31) impermeabile allaria, una porzione intermedia (32) anti-abrasione avvolta a U attorno al detto cerchietto (22) metallico ed una porzione esterna (33) definente una parete laterale dei relativo detto fianco (21); ed il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di ripiegare ciascuna detta porzione anulare ribaltata (27) attorno ad un rispettivo primo elemento anulare (24) di riempimento costituente parte del relativo detto riempimento (23) anulare e disposto a contatto del relativo detto cerchietto (22) metallico; di posizionare, radialmente all'esterno di ciascun detto primo elemento anulare (24) di riempimento, un relativo secondo elemento anulare (29) di riempimento, costituente, anch’esso, parte del relativo detto riempimento (23) anulare, per serrare ciascuna detta porzione anulare ribaltata (27) fra i relativi detti primo e secondo elemento anulare (24, 29) di riempimento; e di realizzare le dette porzioni intermedia ed esterna (32, 33) di ciascun detto strato di rivestimento (30) tramite un’unica striscia (34) di rivestimento costituita di un'unica mescola. 12.- Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui ciascuna detta porzione anulare ribaltata (27) presenta un bordo anulare libero (28), il quale viene inglobato all'interno del relativo detto riempimento (23) anulare all’atto del posizionamento del relativo detto secondo elemento anulare (29) di riempimento. 13.- Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui ciascuna detta porzione anulare ribaltata (27) presenta una larghezza compresa fra i 15 ed i 20 millimetri. 14.- Metodo secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui ciascun detto riempimento (23) anulare comprende, inoltre, una striscia (34) di rinforzo disposta a contatto, ed assialmente all'interno, dei relativi detti primo e secondo elemento anulare (24, 29) di riempimento; il bordo anulare libero (28) della relativa detta porzione ribaltata (27) venendo serrato fra il detto secondo elemento anulare (29) di riempimento e la detta striscia (34) di rinforzo all’atto del posizionamento del secondo elemento anulare (29) di riempimento stesso. 15.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 11 a 14, e comprendente lulteriore fase di realizzare ciascuna detta striscia (34) di rivestimento ed il relativo detto secondo elemento anulare (29) di riempimento per co-estrusione.