ITTO20090767A1

ITTO20090767A1 - PNEUMATIC WITH REINFORCED CROWN

Info

Publication number: ITTO20090767A1
Application number: IT000767A
Authority: IT
Inventors: Gennaro Signorelli
Original assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-04-08

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

“PNEUMATICO CON CORONA RINFORZATA” "TIRE WITH REINFORCED CROWN"

SETTORE DELLA TECNICA TECHNIQUE SECTOR

La presente invenzione è relativa ad un pneumatico con corona rinforzata. The present invention relates to a tire with a reinforced crown.

ARTE ANTERIORE ANTERIOR ART

Un pneumatico comprende una tela di carcassa (bodyply) toroidale, la quale presenta due talloni anulari e supporta un battistrada. Tra la tela di carcassa ed il battistrada viene interposta una cintura di battistrada, la quale è generalmente costituita da una serie di tele di battistrada tra loro sovrapposte. A tire comprises a toroidal bodyply ply which has two annular beads and supports a tread. A tread belt is interposed between the carcass ply and the tread, which is generally constituted by a series of overlapping tread plies.

Sopra alla cintura di battistrada è noto applicare uno strato di rinforzo che è costituito da una fettuccia continua che viene avvolta circonferenzialmente (cioè assialmente ed attorno all’asse centrale del pneumatico) ed ha la funzione di proteggere e contenere le tele di battistrada. Questo strato di rinforzo viene denominato “cap ply” quando interessa tutta la larghezza della cintura di battistrada oppure viene denominato “cap strip” quando è limitato unicamente ai bordi esterni della cintura di battistrada. La fettuccia utilizzata per realizzare lo strato di rinforzo della cintura di battistrada è generalmente costituita di gomma cruda rinforzata internamente con fili di nylon o similare disposti circonferenzialmente. Above the tread belt it is known to apply a reinforcement layer which consists of a continuous web that is wound circumferentially (ie axially and around the central axis of the tire) and has the function of protecting and containing the tread plies. This reinforcement layer is called "cap ply" when it covers the entire width of the tread belt or it is called "cap strip" when it is limited only to the outer edges of the tread belt. The webbing used to make the reinforcement layer of the tread belt is generally made of raw rubber reinforced internally with nylon threads or similar arranged circumferentially.

Lo strato di rinforzo della cintura di battistrada sopra descritto permette di aumentare la rigidità della corona e quindi permette di aumentare la stabilità della corona durante l’uso e ridurre la deformazione delle spalle sotto carico. Nei moderni pneumatici sportivi è richiesta una rigidità della corona molto elevata per migliorare le prestazioni ad alta velocità; tuttavia, per ottenere una rigidità della corona molto elevata mediante lo strato di rinforzo della cintura di battistrada sopra descritto è necessario utilizzare una fettuccia molto spessa e quindi pesante ed ingombrante con evidenti problemi di collocamento e di aumento della massa del pneumatico. The reinforcement layer of the tread belt described above allows to increase the rigidity of the crown and therefore allows to increase the stability of the crown during use and reduce the deformation of the shoulders under load. In modern sports tires, very high stiffness of the crown is required to improve performance at high speed; however, in order to obtain a very high stiffness of the crown by means of the reinforcement layer of the tread belt described above, it is necessary to use a very thick and therefore heavy and bulky webbing with evident problems of positioning and increasing the mass of the tire.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione è di fornire un pneumatico con corona rinforzata che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti, presenti una rigidità della corona molto elevata e sia, in particolare, di facile ed economica realizzazione. The object of the present invention is to provide a tire with a reinforced crown which is free from the drawbacks described above, has a very high rigidity of the crown and is, in particular, easy and economical to manufacture.

Secondo la presente invenzione viene fornito un pneumatico con corona rinforzata secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a tire with a reinforced crown is provided according to what is established in the attached claims.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate some non-limiting examples of implementation, in which:

• la figura 1 illustra schematicamente una sezione laterale di una parte di un pneumatico realizzato in accordo con la presente invenzione; Figure 1 schematically illustrates a side section of a part of a tire made in accordance with the present invention;

• la figura 2 è una vista schematica di due strati di rinforzo distesi del pneumatico della figura 1; Figure 2 is a schematic view of two extended reinforcement layers of the tire of figure 1;

• le figure 3-7 sono viste schematiche di un tamburo di formatura durante fasi successive della costruzione del pneumatico della figura 1; e • la figura 8 è una vista schematica di una diversa forma di attuazione degli strati di rinforzo del pneumatico della figura 1. Figures 3-7 are schematic views of a forming drum during successive stages of the construction of the tire of Figure 1; and figure 8 is a schematic view of a different embodiment of the reinforcing layers of the tire of figure 1.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE PREFERRED FORMS OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un pneumatico comprendente una tela di carcassa 2 (body-ply) toroidale, la quale presenta due talloni 3 (beads) anulari e supporta un battistrada 4 (tread). Tra la tela di carcassa 2 ed il battistrada 4 è interposta una cintura 5 di battistrada (tread belt), la quale comprende due tele 6 di battistrada; ciascuna tela 6 di battistrada è costituita di un nastro di gomma in cui sono annegate un numero di corde (non illustrate), le quali sono disposte affiancate una all’altra con un passo determinato e formano un angolo di inclinazione determinato con un piano equatoriale del pneumatico 1. Inoltre, la tela di carcassa 2 supporta una coppia di pareti 7 laterali disposte tra il battistrada 4 ed i talloni 3. In Figure 1, the number 1 indicates as a whole a tire comprising a toroidal carcass ply 2 (body-ply), which has two annular beads 3 and supports a tread 4 (tread). A tread belt 5 is interposed between the carcass ply 2 and the tread 4, which comprises two tread plies 6; each tread ply 6 consists of a rubber band in which a number of ropes (not shown) are embedded, which are arranged side by side with a determined pitch and form a determined inclination angle with an equatorial plane of the tire 1. Furthermore, the carcass ply 2 supports a pair of side walls 7 arranged between the tread 4 and the beads 3.

Il pneumatico 1 comprende uno strato 8 di rinforzo interno, il quale è costituito da una fettuccia 9 continua (illustrata nella figura 2) che viene avvolta circonferenzialmente (cioè assialmente ed attorno ad un asse 10 centrale del pneumatico 1) sopra alla cintura 5 di battistrada ed ha la funzione di proteggere e contenere le tele 6 di battistrada. La fettuccia 9 utilizzata per realizzare lo strato 8 di rinforzo interno è generalmente costituita di gomma cruda rinforzata internamente con fili di nylon o similare disposti circonferenzialmente (cioè trasversalmente all’asse 10 centrale del pneumatico 1). Lo strato 8 di rinforzo interno viene denominato “cap ply” quando interessa tutta la larghezza della cintura 5 di battistrada (come illustrato nella figura 1) oppure viene denominato “cap strip” quando è limitato unicamente ai bordi esterni della cintura 5 di battistrada (secondo una variante non illustrata). The tire 1 comprises an internal reinforcement layer 8, which consists of a continuous webbing 9 (illustrated in Figure 2) which is wound circumferentially (i.e. axially and around a central axis 10 of the tire 1) above the tread belt 5 and has the function of protecting and containing the tread plies 6. The tape 9 used to create the internal reinforcement layer 8 is generally made of raw rubber reinforced internally with nylon threads or similar arranged circumferentially (i.e. transversely to the central axis 10 of the tire 1). The internal reinforcement layer 8 is called "cap ply" when it affects the entire width of the tread belt 5 (as shown in Figure 1) or is called "cap strip" when it is limited only to the outer edges of the tread belt 5 (according to a variant not illustrated).

Inoltre, il pneumatico 1 comprende uno strato 11 di rinforzo esterno, il quale è costituito da una serie di strisce 12 autoadesive, le quali sono collocate sopra allo strato 8 di rinforzo interno, sono incollate allo strato 8 di rinforzo interno stesso, e sono disposte assialmente (cioè parallelamente all’asse 10 centrale del pneumatico 1 e quindi perpendicolarmente alla fettuccia 9 dello strato 11 di rinforzo esterno) ad una certa distanza una dall’altra. Secondo una preferita forma di attuazione, il passo tra le strisce 12 (cioè la distanza tra due strisce 12 successive) è compreso tra 200 mm e 400 mm. Essendo le strisce 12 autoadesive su entrambi i lati, le strisce 12 sono incollate da un lato allo strato 8 di rinforzo interno e dal lato opposto al battistrada 4. Furthermore, the tire 1 comprises an outer reinforcement layer 11, which is constituted by a series of self-adhesive strips 12, which are placed on top of the inner reinforcement layer 8, are glued to the inner reinforcement layer 8 itself, and are arranged axially (ie parallel to the central axis 10 of the tire 1 and therefore perpendicular to the webbing 9 of the outer reinforcement layer 11) at a certain distance from each other. According to a preferred embodiment, the pitch between the strips 12 (ie the distance between two successive strips 12) is between 200 mm and 400 mm. Since the strips 12 are self-adhesive on both sides, the strips 12 are glued on one side to the internal reinforcement layer 8 and on the opposite side to the tread 4.

Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 2, ciascuna striscia 12 presenta una larghezza (cioè la dimensione assiale misurata parallelamente all’asse 10 centrale del pneumatico 1) maggiore dello strato 8 di rinforzo interno (indicativamente circa 30 mm per parte) e quindi deborda simmetricamente da entrambi i lati dallo strato 8 di rinforzo interno con delle appendici 13. In questo modo, le appendici 13 di ciascuna striscia 12 vengono disposte al di sotto delle pareti 7 laterali come illustrato nella figura 1. Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, ciascuna striscia 12 presenta la stessa larghezza dello strato 8 di rinforzo interno. According to a preferred embodiment illustrated in Figure 2, each strip 12 has a width (i.e. the axial dimension measured parallel to the central axis 10 of the tire 1) greater than the internal reinforcement layer 8 (approximately 30 mm per side) and therefore symmetrically protrudes from both sides from the internal reinforcement layer 8 with appendages 13. In this way, the appendages 13 of each strip 12 are arranged below the side walls 7 as illustrated in Figure 1. According to a different embodiment, illustrated, each strip 12 has the same width as the internal reinforcement layer 8.

Ciascuna striscia 12 è priva di gomma ed è costituita da un tessuto avente una trama 14 disposta assialmente (cioè parallelamente all’asse 10 centrale del pneumatico 1) ed un ordito 15 disposto circonferenzialmente (cioè trasversalmente all’asse 10 centrale del pneumatico 1 e quindi perpendicolarmente alla trama 14). I fili che costituiscono la trama 14 possono essere uguali o diversi dai fili che costituiscono l’ordito 15; analogamente anche la densità dei fili che costituiscono la trama 14 può essere uguale o diversa dalla densità dei fili che costituiscono l’ordito 15. Each strip 12 is rubber-free and consists of a fabric having a weft 14 arranged axially (i.e. parallel to the central axis 10 of the tire 1) and a warp 15 arranged circumferentially (i.e. transversely to the central axis 10 of the tire 1 and therefore perpendicular to the plot 14). The threads that make up the weft 14 can be the same or different from the threads that make up the warp 15; similarly, the density of the threads that make up the weft 14 can also be the same or different from the density of the threads that make up the warp 15.

Secondo una preferita forma di attuazione, in ciascuna striscia 12 la trama 14 presenta una resistenza meccanica superiore all’ordito 15; questo risultato può essere ottenuto utilizzando fili più spessi nella trama 14, e/o utilizzando una maggiore densità dei fili della trama 14, e/o utilizzando un materiale più resistente per i fili della trama 14 (ad esempio la trama 14 potrebbe essere realizzata con fili di aramide mentre l’ordito 15 potrebbe essere realizzato con fili di rayon). La trama 14 (orientato assialmente) presenta una resistenza meccanica superiore all’ordito 15 (orientato circonferenzialmente) per compensare le caratteristiche meccaniche dello strato 8 di rinforzo interno, in quanto lo strato 8 di rinforzo interno presenta una elevata resistenza meccanica circonferenziale, ma una più ridotta resistenza meccanica assiale; invece la combinazione dei due strati 8 e 11 di rinforzo può presentare la stessa resistenza meccanica sia circonferenzialmente che assialmente. According to a preferred embodiment, in each strip 12 the weft 14 has a higher mechanical strength than the warp 15; this result can be achieved by using thicker threads in the weft 14, and / or by using a higher density of the threads of the weft 14, and / or by using a more resistant material for the threads of the weft 14 (for example the weft 14 could be made with aramid threads while the warp 15 could be made with rayon threads). The weft 14 (axially oriented) has a higher mechanical strength than the warp 15 (circumferentially oriented) to compensate for the mechanical characteristics of the internal reinforcement layer 8, since the internal reinforcement layer 8 has a high circumferential mechanical resistance, but a more reduced axial mechanical strength; on the other hand, the combination of the two reinforcement layers 8 and 11 can have the same mechanical strength both circumferentially and axially.

Ciascuna striscia 12 viene resa autoadesiva per favorire l’adesione con il sottostante strato 8 di rinforzo interno mediante impregnatura con un liquido adesivo come ad esempio una soluzione acquosa di resina e lattice di gomma oppure una soluzione in un solvente di gomma cruda. Each strip 12 is made self-adhesive to facilitate adhesion with the underlying internal reinforcement layer 8 by impregnating it with an adhesive liquid such as an aqueous solution of resin and rubber latex or a solution in a raw rubber solvent.

A titolo di esempio, ciascuna striscia 12 presenta una altezza (cioè una dimensione circonferenziale misurata trasversalmente all’asse 10 centrale del pneumatico 1) compresa tra 20 e 60 mm ed uno spessore compreso tra 0.4 e 0.8 mm; ovviamente, la larghezza (cioè la dimensione assiale misurata parallelamente all’asse 10 centrale del pneumatico 1) di ciascuna striscia 12 dipende dalla larghezza del pneumatico 1 e, come detto in precedenza, è leggermente maggiore rispetto alla larghezza dello strato 8 di rinforzo interno. As an example, each strip 12 has a height (i.e. a circumferential dimension measured transversely to the central axis 10 of the tire 1) between 20 and 60 mm and a thickness between 0.4 and 0.8 mm; obviously, the width (i.e. the axial dimension measured parallel to the central axis 10 of the tire 1) of each strip 12 depends on the width of the tire 1 and, as previously mentioned, is slightly greater than the width of the internal reinforcement layer 8.

Il materiale tessile utilizzato per formare le strisce 12 è ad esempio venduto dalla ditta Milliken & Company ed è del tipo di quello descritto nei seguenti brevetti della ditta Milliken & Company qui incorporati per riferimento: US7252129A1, US5365988A1, US4739814 A1 e US4277296A1. The textile material used to form the strips 12 is for example sold by Milliken & Company and is of the type described in the following patents of Milliken & Company incorporated herein by reference: US7252129A1, US5365988A1, US4739814 A1 and US4277296A1.

Nelle figure 3-7 viene schematicamente illustrata la costruzione dello strato 8 di rinforzo interno e dello strato 11 di rinforzo esterno sopra ad un tamburo 16 di formatura. Inizialmente, sul tamburo 16 di formatura (figura 3) vengono avvolte uno sopra all’altra le tele 6 di battistrada per formare la cintura 5 di battistrada (figura 4). Successivamente, sopra alla cintura 5 di battistrada viene avvolta circonferenzialmente la fettuccia 9 per formare lo strato 8 di rinforzo interno (figura 5). Quindi, sopra allo strato 8 di rinforzo interno vengono disposte ad una certa distanza una dall’altra le strisce 12 che costituiscono lo strato 11 di rinforzo esterno; come detto in precedenza, le strisce 12 sono autoadesive, quindi una volta appoggiate sopra allo strato 8 di rinforzo interno aderiscono naturalmente mediante incollatura allo strato 8 di rinforzo interno stesso. Infine, sopra agli strati 8 e 11 di rinforzo viene avvolto il battistrada 4 che aderisce mediante incollatura alle sottostanti strisce 12 autoadesive. Figures 3-7 schematically illustrate the construction of the internal reinforcement layer 8 and of the external reinforcement layer 11 on top of a forming drum 16. Initially, the tread plies 6 are wound on top of each other on the forming drum 16 (Figure 3) to form the tread belt 5 (Figure 4). Subsequently, the webbing 9 is circumferentially wound over the tread belt 5 to form the internal reinforcement layer 8 (Figure 5). Then, above the internal reinforcement layer 8, the strips 12 that make up the external reinforcement layer 11 are arranged at a certain distance from each other; as previously mentioned, the strips 12 are self-adhesive, therefore once placed on top of the inner reinforcement layer 8 they naturally adhere by gluing to the inner reinforcement layer 8 itself. Finally, the tread 4 is wrapped over the reinforcement layers 8 and 11 and adheres by gluing to the underlying self-adhesive strips 12.

Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 2-7, lo strato 11 di rinforzo esterno è costituito da una serie di strisce 12 disposte ad una certa distanza una dall’altra. Nella forma di attuazione illustrata nella figura 8, lo strato 11 di rinforzo esterno è costituito da una unica striscia 12 che interessa tutta l’estensione della cintura 5 di battistrada (e quindi tutta l’estensione dello strato 8 di rinforzo interno). Questa forma di attuazione presenta il vantaggio di una realizzazione più semplice, in quanto deve venire messa in opera una unica striscia 12 invece di più strisce 12 separate. Per contro, questa forma di attuazione presenta un peso aggiuntivo leggermente superiore a causa della maggiore quantità di materiale utilizzato. A tale proposito è importante osservare che la striscia 12 unica utilizzata nella forma di attuazione della figura 8 presenta una densità dei fili minore rispetto alle strisce 12 utilizzate nella forma di attuazione delle figure 2-7, in quanto a parità di resistenza meccanica il numero complessivo dei fili è all’incirca lo stesso; di conseguenza, la differenza tra il peso della striscia 12 unica utilizzata nella forma di attuazione della figura 8 ed il peso complessivo delle strisce 12 utilizzate nella forma di attuazione delle figure 2-7 è comunque piccolo. In the embodiment illustrated in figures 2-7, the external reinforcement layer 11 consists of a series of strips 12 arranged at a certain distance from each other. In the embodiment illustrated in Figure 8, the external reinforcement layer 11 consists of a single strip 12 which affects the entire extension of the tread belt 5 (and therefore the entire extension of the internal reinforcement layer 8). This embodiment has the advantage of a simpler embodiment, since a single strip 12 must be installed instead of several separate strips 12. On the other hand, this embodiment has a slightly higher additional weight due to the greater amount of material used. In this regard, it is important to note that the single strip 12 used in the embodiment of figure 8 has a lower density of the threads than the strips 12 used in the embodiment of figures 2-7, since for the same mechanical strength the total number of the threads is about the same; consequently, the difference between the weight of the single strip 12 used in the embodiment of figure 8 and the overall weight of the strips 12 used in the embodiment of figures 2-7 is in any case small.

Il pneumatico 1 sopra descritto presenta numerosi vantaggi. The tire 1 described above has numerous advantages.

In primo luogo, il pneumatico 1 sopra descritto è di semplice ed economica realizzazione in quanto l’applicazione delle strisce 12 costituenti lo strato 11 di rinforzo esterno sopra allo strato 8 di rinforzo interno è semplice e veloce anche grazie al fatto che le strisce 12 sono autoadesive. In the first place, the tire 1 described above is simple and inexpensive to manufacture since the application of the strips 12 constituting the external reinforcement layer 11 on top of the internal reinforcement layer 8 is simple and fast also thanks to the fact that the strips 12 are self-adhesive.

Inoltre, lo strato 11 di rinforzo esterno comporta un aggravio di peso ed un aggravio di spessore molto contenuti in quanto il peso totale dello strato 11 di rinforzo esterno è inferiore a 20-25 grammi e lo spessore totale dello strato 11 di rinforzo esterno è inferiore a 0.8 mm; di conseguenza, il pneumatico 1 sopra descritto è dal punto di vista del peso e dal punto di vista della conformazione sostanzialmente identico ad un analogo pneumatico standard privo dello strato 11 di rinforzo esterno. Furthermore, the external reinforcement layer 11 entails a very limited weight increase and an increase in thickness since the total weight of the external reinforcement layer 11 is less than 20-25 grams and the total thickness of the external reinforcement layer 11 is less. to 0.8 mm; consequently, the tire 1 described above is substantially identical from the point of view of weight and shape to a similar standard tire without the external reinforcement layer 11.

Infine, grazie alla presenza dello strato 11 di rinforzo esterno il pneumatico 1 sopra descritto presenta una rigidità della corona molto elevata che permette di aumentare la stabilità della corona durante l’uso e ridurre la deformazione delle spalle sotto carico. L’elevata rigidità della corona permette anche di ridurre l’appiattimento temporaneo del pneumatico 1 in corrispondenza della zona che appoggia al suolo quando il veicolo viene parcheggiato per lungo tempo con temperature esterne elevate (tipicamente sotto il sole); tale appiattimento temporaneo (denominato “flat-spot”) è fastidioso in quanto riducendo il grado di rotondità del pneumatico 1 genera vibrazioni durante il rotolamento. Finally, thanks to the presence of the external reinforcement layer 11, the tire 1 described above has a very high rigidity of the crown which allows to increase the stability of the crown during use and reduce the deformation of the shoulders under load. The high rigidity of the crown also allows to reduce the temporary flattening of the tire 1 in correspondence with the area that rests on the ground when the vehicle is parked for a long time with high external temperatures (typically under the sun); this temporary flattening (called “flat-spot”) is annoying since by reducing the degree of roundness of the tire 1 it generates vibrations during rolling.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Tire (1) comprising: a toroidal carcass ply (2) having two annular beads (3); a tread (4); a pair of side walls (7) arranged between the tread (4) and the heels (3); a tread belt (5), which is interposed between the carcass ply (2) and the tread (4) and comprises a number of tread plies (6); and an internal reinforcement layer (8) consisting of a webbing (9) which is wound circumferentially over the tread belt (5); the tire (1) is characterized in that it comprises an outer reinforcement layer (11) comprising at least one strip (12), which is placed on top of the inner reinforcement layer (8) and consists of a fabric having a weft ( 14) arranged axially and a warp (15) arranged circumferentially and therefore perpendicular to the weft (14).

2) Tire (1) according to claim 1, wherein the strip (12) is free of rubber.

3) Pneumatic (1) according to claim 1 or 2, in which in the strip (12) the weft (14) has a higher mechanical strength than the warp (15).

4) Pneumatic (1) according to claim 3, in which in the strip (12) the weft (14) is made with aramid threads while the warp (15) is made with rayon threads.

5) Tire (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the strip (12) is self-adhesive and is glued on one side to the inner reinforcement layer (8) and on the opposite side to the tread (4).

6) Tire (1) according to one of claims 1 to 5, wherein the strip (12) has a greater width than the inner reinforcement layer (8) and therefore extends symmetrically on both sides from the inner reinforcement layer (8) with appendices (13).

7) Tire (1) according to claim 6, wherein the appendages (13) of the strip (12) are arranged below the side walls (7).

8) Tire (1) according to one of claims 1 to 7, wherein the layer (11) of external reinforcement comprises a series of strips (12), which are axially arranged at a certain distance from each other.

9) Tire (1) according to claim 8, wherein the pitch between the strips (12) is comprised between 200 mm and 400 mm.

10) Tire (1) according to claim 8 or 9, wherein each strip (12) has a height comprised between 20 and 60 mm.