ES2208860T3 - Neumatico para ruedas de vehiculo. - Google Patents

Abstract

LA ESTRUCTURA DE ARMAZON (2) DE UN NEUMATICO COMPRENDE UNA O MAS CAPAS DE ASIENTO DEL ARMAZON (3, 31), FORMADA CADA UNA DE LONGITUDES EN FORMA DE TIRA (13, 33), CONSTANDO DE ELEMENTOS LONGITUDINALES A MODO DE HILO (13A) INCORPORADOS EN UNA CAPA DE MATERIAL ELASTOMERO (17). LOS ELEMENTOS EN FORMA DE TIRA (13, 33) TIENEN RESPECTIVAS PARTES DE CORONA (25) DISPUESTAS CIRCUNFERENCIALMENTE EN MUTUA RELACION UNA AL LADO DE LA OTRA, Y PARTES LATERALES (24) QUE SE EXTIENDEN RADIALMENTE EN LAS PAREDES LATERALES DEL NEUMATICO. CADA UNA LAS PARTES LATERALES DE CADA CAPA DE ASIENTO DEL ARMAZON (3, 31), ESTA CUBIERTA, POR LO MENOS PARCIALMENTE, CON UNA DE LAS PARTES LATERALES, POR LO MENOS, PERTENECIENTE A CADA LONGITUD CONTIGUA DE DEPOSICION. ASOCIADAS CON LAS CAPAS DE ASIENTO DEL ARMAZON (3) SE ENCUENTRAN ESTRUCTURAS ANULARES (4), CONSTANDO DE UN PAR DE INSERTOS INEXTENSIBLES (27, 28) A MANERA DE UNA CORONA, QUE ESTAN FIJADAS A LA PRIMERA Y A LA SEGUNDA CAPA DE ASIENTO DEL ARMAZON (3, 31), RESPECTIVAMENTE, Y SEPARADAS AXIALMENTE POR UN CUERPO ELASTOMERICO DE RELLENO (29). UNA ESTRUCTURA DE CINTURA (5), UNA BANDA DE RODADURA (8) Y LAS PAREDES LATERALES (9), SE COMBINAN CON LA ESTRUCTURA DE ARMAZON (2) ASI FORMADA, PARA DEFINIR NEUMATICO (1).

Description

Neumático para ruedas de vehículo.

La presente invención se refiere a un neumático para ruedas de vehículo que comprende: una estructura de carcasa que tiene por lo menos una tela de carcasa que comprende elementos a modo de hilo, extendiéndose cada uno en una conformación substancialmente en forma de "U" alrededor del perfil en sección transversal del neumático, y un par de estructuras anulares circunferencialmente inextensibles, cada una acoplada cerca de un respectivo borde circunferencial interno de la tela de carcasa; opcionalmente, una estructura de cintura aplicada a la estructura de carcasa en una posición circunferencialmente externa de la misma; una banda de rodadura aplicada a la estructura de cintura en una posición circunferencialmente externa de la misma; por lo menos un par de flancos aplicados a la estructura de carcasa en posiciones lateralmente opuestas, en el que dicha por lo menos una tela de carcasa comprende: una pluralidad de tramos a modo de banda, cada uno comprendiendo por lo menos dos de dichos elementos a modo de hilo dispuestos longitudinalmente y en paralelo entre sí y por lo menos parcialmente recubiertos con por lo menos una capa de material elastómero en crudo, extendiéndose cada uno de dichos tramos a modo de banda en una conformación substancialmente en forma de U alrededor del perfil en sección transversal del neumático, para definir dos porciones laterales que se extienden substancialmente en planos ortogonales a un eje geométrico de rotación del neumático en posiciones separadas entre sí en una dirección axial, y una porción de corona que se extiende en una posición radialmente externa entre las porciones laterales, estando dispuestas dichas porciones de corona una al lado de la otra a lo largo de la extensión circunferencial del neumático, mientras que las porciones laterales de cada tramo a modo de banda están, cada una, parcialmente cubiertas con una porción lateral de por lo menos un tramo adyacente a modo de banda.

La fabricación de neumáticos para ruedas de vehículos implica la formación de una estructura de carcasa que consiste esencialmente en una o más telas de carcasa que tienen substancialmente una conformación toroidal, y cuyos bordes laterales axialmente opuestos se acoplan en respectivos elementos de refuerzo anulares circunferencialmente inextensibles, llamados "núcleos de talón".

Aplicada a la estructura de carcasa, en una posición circunferencialmente externa a la misma, hay una estructura de cintura que comprende una o más bandas de cintura en forma de un anillo cerrado, que consisten esencialmente en cuerdas textiles o de metal adecuadamente orientadas entre sí y respecto a las cuerdas que pertenecen a las telas de carcasa adyacentes.

Una banda de rodadura habitualmente consiste en una banda de material elastómero de espesor apropiado que se aplica a la estructura de cintura, en una posición circunferencialmente externa de la misma.

Debe indicarse que, para los propósitos de la presente invención, mediante el término "material elastómero" se indica una mezcla de caucho en su conjunto, es decir, el conjunto formado por un polímero de base amalgamado de manera adecuada con rellenos minerales y/o aditivos de cualquier otro tipo.

Finalmente, se aplican en los lados opuestos del neumático que se fabrica un par de flancos, cubriendo cada uno de los mismos una porción lateral del neumático incluida entre una llamada zona lateral, situada cerca del correspondiente borde lateral de la banda de rodadura, y un llamado talón situado en el correspondiente núcleo de talón.

Según los procedimientos de producción tradicionales, esencialmente los componentes del neumático listados anteriormente primero se hacen de manera separada entre sí, para unirse a continuación durante una etapa de fabricación del neumático.

Por ejemplo, para hacer la tela o telas de carcasa que se han de asociar con los núcleos de talón para formar la estructura de carcasa, primero se requiere la producción de un tejido cauchutado que comprende cuerdas textiles o de metal continuas dispuestas longitudinalmente, a través de un proceso de extrusión y/o calandrado. Este tejido cauchutado se somete a una operación de corte transversal para producir tramos de tamaños predeterminados que se unen posteriormente juntos para producir un producto continuo semiacabado a modo de cinta que tiene cuerdas paralelas dispuestas transversalmente. A continuación, este artículo de fabricación se corta en piezas cuya longitud está correlacionada con la extensión circunferencial de la carcasa que se ha de hacer.

Recientemente se han propuesto procedimientos de producción que, en lugar de recurrir a la producción de productos semiacabados, hacen la estructura de carcasa directamente durante la etapa de fabricación del neumático.

Por ejemplo, la patente US 5.453.140, aquí indicada como un ejemplo del estado de la técnica más pertinente, describe un procedimiento y un aparato para formar una tela de carcasa empezando de una única cuerda previamente enrollada alrededor de una bobina.

Según el procedimiento y el aparato descrito en la patente anterior, en cada ciclo operativo del aparato, la cuerda, retirada de la bobina mediante rodillos inactivos accionados y mantenida tensa mediante un sistema de tensado neumático, se corta al tamaño para obtener un tramo de una extensión preestablecida.

El tramo de cuerda se recoge mediante un elemento de recogida montado sobre una correa enrollada sobre poleas accionadas que se extiende transversalmente sobre la superficie externa de un soporte toroidal.

Los extremos del tramo se acoplan a continuación mediante elementos de plegado de tipo correa que operan sobre los lados opuestos del soporte toroidal para aplicar radialmente el tramo de la cuerda al soporte toroidal mediante elementos deslizantes que actúan como dedos a lo largo de las porciones laterales del tramo de la cuerda.

La repetición del ciclo operativo descrito anteriormente lleva a la deposición de una pluralidad de tramos de cuerda circunferencialmente dispuestos uno al lado del otro hasta que se haya cubierto toda la extensión circunferencial del soporte toroidal.

Necesariamente, el soporte toroidal se ha recubierto previamente con una capa de caucho en crudo que tiene una función dual, es decir, la de adherirse a las cuerdas depositadas sobre la misma para soportarlas convenientemente en una posición fija, y la de constituir un revestimiento interno estanco al aire en el neumático acabado.

Los neumáticos obtenidos mediante este procedimiento de producción tienen una estructura de carcasa en la que la tela o telas de carcasa consisten en cuerdas individuales, teniendo cada una dos porciones laterales axialmente separadas entre sí y orientadas radialmente respecto al eje de rotación del neumático, y una porción de corona que se extiende en una posición radialmente externa entre las porciones laterales.

Dentro del ámbito de la fabricación de la estructura de carcasa, también es conocido que cerca de cada uno de los talones del neumático, los extremos opuestos de las cuerdas individuales que forman una tela de carcasa estén dispuestos, en una secuencia alternada, en posiciones axialmente opuestas respecto a un elemento de anclaje anular que forma dicho núcleo de talón, tal como se describe en la patente EP 0 664 231.

Otro ejemplo de un procedimiento para la fabricación de neumáticos se describe en el documento US 4.248.287. Según este documento, el neumático se obtiene en primer lugar mediante la realización de una estructura de carcasa que está formada por la aplicación de una pluralidad de secciones a modo de banda sobre un soporte toroidal. A continuación, otra capa de carcasa se obtiene aplicando una banda continua a modo de cinta sobre la capa constituida por las secciones a modo de cinta. Posteriormente, las estructuras de refuerzo anulares se aplican cerca de los talones del neumático. A continuación, los bordes de la estructura de carcasa se solapan alrededor de los talones. La estructura de carcasa se vulcaniza y se aplica una banda de rodadura sobre la superficie externa de la estructura de carcasa. Finalmente, el neumático se somete a otra etapa de vulcanización.

Según la presente invención, dentro del ámbito de la fabricación de neumáticos se ha encontrado que se pueden conseguir ventajas remarcables si la tela o telas de carcasa se hacen mediante la deposición de tramos a modo de banda en lugar de cuerdas individuales, comprendiendo cada uno de dichos tramos esencialmente una capa de material elastómero en crudo que incorpora dos o más elementos a modo de hilo paralelos dispuestos longitudinalmente.

En mayor detalle, la invención se refiere a un neumático para ruedas de vehículo, caracterizado por el hecho de que cada uno de dichas estructuras anulares inextensibles comprende una primera inserción anular circunferencialmente inextensible substancialmente en forma de un anillo circular dispuesto coaxialmente con el neumático y adyacente a un borde circunferencial interno de la primera tela de carcasa, estando formada dicha primera inserción anular con por lo menos un elemento alargado que se extiende en bobinas concéntricas.

En mayor detalle, las porciones laterales de dichos tramos a modo de banda convergen mutuamente hacia el eje geométrico de rotación del neumático.

Ventajosamente, la cobertura de las porciones laterales de los tramos a modo de banda decrece progresivamente empezando desde un valor máximo en los extremos radialmente internos de las porciones laterales hasta un valor cero en las zonas de transición entre dichas porciones laterales y las porciones de corona.

En una solución preferida, los tramos individuales a modo de banda están dispuestos sobre el neumático según un paso de distribución circunferencial correspondiente a la anchura de los propios tramos a modo de banda.

Según una posible realización alternativa, los tramos individuales a modo de banda están dispuestos sobre el neumático según un paso de distribución circunferencial correspondiente a un múltiplo de la anchura de los tramos a modo de banda.

Preferiblemente, cada tramo a modo de banda tiene una anchura correspondiente a un submúltiplo de la extensión circunferencial del neumático, medida en su plano ecuatorial.

Según otro aspecto de la invención, las porciones laterales de los tramos a modo de banda tienen zonas de anchura aumentada cerca de los bordes circunferenciales internos de la estructura de carcasa.

Los elementos a modo de hilo incluidos en cada tramo a modo de banda están separados entre sí en dichas zonas de anchura ampliada.

En una realización preferida, cada uno de dichos tramos a modo de banda tiene una anchura incluida entre 3 mm y 20 mm, y preferiblemente comprende entre tres y diez elementos a modo de hilo.

Cada uno de dichos elementos a modo de hilo puede estar hecho ventajosamente de una cuerda textil de un diámetro incluido entre 0,6 y 1,2 mm, o de una cuerda metálica de un diámetro incluido entre 0,3 y 2,1 mm.

Preferiblemente, los elementos a modo de hilo están dispuestos en los respectivos tramos a modo de banda según una distancia mutua entre centros no inferior a 1,5 veces el diámetro de los elementos a modo de hilo, y una densidad mayor de seis elementos a modo de hilo/centímetro, medida circunferencialmente sobre la tela de carcasa cerca del plano ecuatorial del neumático.

Según otro aspecto innovador de la invención, que también se puede adoptar ventajosamente independientemente de las características innovadoras indicadas anteriormente, cada estructura anular inextensible comprende: una segunda inserción anular circunferencialmente inextensible substancialmente en forma de un anillo circular dispuesto coaxialmente con el neumático en una posición axialmente separada de la primera inserción anular, estando formada dicha segunda inserción anular con por lo menos un elemento alargado que se extiende en bobinas concéntricas; un cuerpo de relleno de material elastómero interpuesto entre el primer y el segundo elementos de anclaje anulares e íntimamente unido a estos últimos.

Preferible y ventajosamente, la estructura de carcasa también comprende por lo menos una segunda tela de carcasa aplicada externamente a la primera tela de carcasa.

Esta segunda tela de carcasa preferiblemente tiene elementos a modo de hilo dispuestos según una orientación atravesada respecto a los elementos a modo de hilo de la primera tela de carcasa.

La segunda tela de carcasa puede estar ventajosamente hecha de la misma manera que la primera tela de carcasa, y tiene respectivos tramos a modo de banda dispuestos según una orientación atravesada respecto a los tramos a modo de banda de la primera tela de carcasa.

Los tramos a modo de banda, o en cualquier caso los elementos a modo de hilo de cada una de dichas telas de carcasa tienen una orientación inclinada según un ángulo incluido entre 0º y 25º respecto a un plano radial a un eje geométrico de rotación del neumático.

Ventajosamente, la primera inserción anular se puede aplicar a la superficie externa de la primera tela de carcasa en contacto con la misma.

La segunda inserción anular circunferencialmente inextensible, a su vez, se puede aplicar a una superficie interna de dicha segunda tela de carcasa, en contacto con la misma.

Alternativamente, la segunda inserción anular circunferencialmente inextensible puede estar aplicada a una superficie externa de dicha segunda tela de carcasa que tiene porciones circunferenciales internas, cada una interpuesta entre el cuerpo de relleno y la segunda inserción anular inextensible que pertenece a la respectiva estructura de refuerzo anular.

La segunda inserción anular circunferencialmente inextensible también está preferiblemente previsto que tenga una extensión radial mayor que la extensión radial de la primera inserción anular circunferencialmente inextensible.

El cuerpo de relleno de material elastómero tiene convenientemente una dureza incluida entre 70º y 92º Shore A.

La estructura de carcasa también puede comprender por lo menos un revestimiento hecho de un material elastómero estanco al aire que recubre internamente dicha tela de carcasa del neumático.

Dicho revestimiento está preferiblemente hecho de por lo menos una banda a modo de cinta de un material elastómero estanco al aire que se extiende en bobinas una al lado de la otra a lo largo del perfil en sección transversal del neumático.

Otras características y ventajas se entenderán mejor a partir de la descripción detallada de una realización preferida pero no exclusiva de un neumático para ruedas de vehículos según la presente invención. Esta descripción se tomará a partir de ahora con referencia a los dibujos adjuntos, dados a modo de ejemplo no limitativo, en los que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva parcial en sección de un neumático según la presente invención;

- las figuras 2 a 5 muestran esquemáticamente un aparato para fabricar la tela de carcasa, según diferentes etapas operativas respectivamente, visto en una dirección ortogonal a un plano de sección diametral de un soporte toroidal que lleva el neumático durante la etapa de fabricación;

- la figura 6 es un diagrama que muestra la fabricación de un elemento continuo a modo de banda diseñado para formar la tela o telas de carcasa;

- la figura 7 muestra una realización de dicho elemento a modo de banda en sección transversal;

- la figura 8 es una vista parcial en perspectiva que muestra esquemáticamente la secuencia de deposición de los tramos a modo de banda para el propósito de formar una primera tela de carcasa del neumático según la invención;

- la figura 9 es una vista parcial en sección diametral de una estructura anular inextensible que se inserta en el talón del neumático, durante una etapa de moldeado para la fabricación del neumático;

- la figura 10 es una vista parcial en perspectiva de una estructura anular inextensible aplicada lateralmente entre una primera y una segunda telas de carcasa;

- la figura 11 en un diagrama que muestra la estructura de carcasa de un neumático según la invención, visto materialmente y en transparencia para resaltar la disposición mutua de las porciones en relación superpuesta de los tramos individuales a modo de banda que pertenecen a dos telas de carcasa diferentes;

- la figura 12 es una sección media transversal que muestra un neumático convencional montado sobre una respectiva llanta de montaje y en una condición de desplazamiento con deslizamiento y deshinchado parcial;

- la figura 13 es una sección transversal media que muestra un neumático según la invención montado sobre una respectiva llanta de montaje y en una condición de desplazamiento con deslizamiento y deshinchado parcial.

Con referencia a los dibujos, un neumático para ruedas de vehículos según la presente invención se ha identificado en general mediante la referencia numérica 1.

El neumático 1 esencialmente comprende una estructura de carcasa 2 que tiene por lo menos una primera tela de carcasa 3 que tiene una conformación substancialmente toroidal y en acoplamiento, mediante sus bordes circunferenciales opuestos, con un par de estructuras anulares inextensibles 4, cada una de las cuales está situada, cuando el neumático se ha completado, en la zona usualmente identificada como "talón del neumático".

Aplicada a la estructura de carcasa 2 en una posición circunferencialmente externa a la misma hay una estructura de cintura 5 que comprende una o más bandas de cintura 6a, 6b y 7. Una banda de rodadura 8 está superpuesta circunferencialmente sobre la estructura de cintura 5 y están formados cortes longitudinales y transversales 8a en dicha banda de rodadura 8, siguiendo una operación de moldeado realizada al mismo tiempo que la vulcanización del neumático, y dispuesta de manera tal que define un "diseño de la banda de rodadura" deseado.

El neumático también comprende un par de los llamados "flancos" 9 aplicados lateralmente a lados opuestos de la estructura de carcasa 2.

La estructura de carcasa 2 se puede recubrir posiblemente, sobre sus paredes internas, con un revestimiento 10, es decir, que consiste esencialmente en una capa de material elastómero estanco al aire, adecuado para asegurar el sello hermético del neumático hinchado.

El montaje de los componentes listados anteriormente, así como la producción de uno o más de dichos componentes, se realiza con la ayuda de un soporte toroidal 11, mostrado esquemáticamente en las figuras 2 a 5, que tiene la misma configuración que las paredes internas del neumático que se ha de fabricar.

En una solución preferida, el soporte toroidal 11 tiene tamaños reducidos respecto a los del neumático acabado, según una cantidad lineal preferiblemente incluida entre el 2% y el 5%, medida, solamente como indicación, a lo largo de la extensión circunferencial del propio soporte según un plano ecuatorial X-X del mismo que coincide con el plano ecuatorial del neumático.

El soporte toroidal 11, que no se describe o representa con detalle porque no es particularmente de importancia para los propósitos de la invención, puede consistir, por ejemplo, en un tambor plegable o una ampolla hinchable reforzada de manera adecuada, de manera que puede tomar y mantener la deseada conformación toroidal bajo condiciones de hinchado.

Después de tener en cuenta las indicaciones anteriores, la fabricación del neumático 1 primero implica la formación de la estructura de carcasa 2 empezando con la posible formación del revestimiento 10.

Este revestimiento 10 puede estar ventajosamente hecho enrollando circunferencialmente alrededor del soporte toroidal 11 por lo menos una banda a modo de cinta 12 de un material elastómero estanco al aire, producida a partir de un extrusor y/o una calandria situada cerca del propio soporte toroidal. Tal como se aprecia a partir de la figura 1, el enrollado de la banda a modo de cinta 12 se realiza substancialmente en bobinas circunferenciales dispuestas de manera consecutiva una al lado de la otra para seguir el perfil en sección transversal de la superficie externa del soporte toroidal 11.

Para propósitos descriptivos, mediante "perfil en sección transversal" se indica aquí una configuración presentada por la sección media del soporte toroidal 11 seccionado a lo largo de un plano radial a un eje de rotación geométrico del mismo, no representado en los dibujos, que coincide con el eje geométrico de rotación del neumático que se fabrica.

Al mismo tiempo que el enrollado de la banda a modo de cinta 12, puede realizarse la aplicación de un par de elementos anulares auxiliares 12a cerca de los bordes circunferenciales internos de la estructura de carcasa durante su etapa de fabricación. Cada uno de estos elementos auxiliares 12a se puede obtener, por ejemplo, enrollando la banda a modo de cinta 12 en una bobina dispuesta axialmente una al lado de la otra con la correspondiente bobina situada en el borde perimetral interno del revestimiento 10 definido o que se definirá sobre el soporte toroidal 11. Alternativamente, los elementos anulares auxiliares 12a se pueden formar por al menos una banda a modo de cinta auxiliar obtenida a partir de un respectivo extrusor situado en el soporte toroidal 11.

Según la presente invención, la tela de carcasa 3 se forma directamente sobre el soporte toroidal 11 depositando sobre la misma, tal como se clarificará mejor a continuación, una pluralidad de tramos a modo de banda 13 obtenidos a partir de por lo menos un elemento continuo a modo de banda 2a, que tiene preferiblemente una anchura incluida entre 3 mm y 20 mm.

Tal como se muestra en la figura 6, la preparación del elemento continuo a modo de banda 2 implica esencialmente que dos o más elementos a modo de hilo 14, y preferiblemente de tres a diez elementos a modo de hilo 14, suministradas desde respectivas bobinas 14a, sean guiados a través de un primer extrusor 15 asociado con un primer aparato de extrusión 16 que realiza la alimentación de material elastómero en crudo a través del propio extrusor.

Debe indicarse que, en la presente descripción, mediante "extrusor" se indica esa parte del aparato de extrusión, también identificada en este campo particular por el término "cabezal de extrusión", provista de una llamada "matriz" a través de la cual pasa el producto que se trabaja en un puerto de salida conformado y dimensionado según las características geométricas y dimensionales que se le dan al propio producto.

El material elastómero y los elementos a modo de hilo 14 están íntimamente unidos juntos en el extrusor 15, generando de esta manera el elemento continuo a modo de banda 2a a la salida del mismo, cuyo elemento está formado de por lo menos una capa de material elastómero 17, en cuyo espesor están incorporados los propios elementos a modo de hilo.

Dependiendo de los requerimientos, es posible guiar los elementos a modo de hilo 14 en el extrusor 15 de tal manera que no están incorporados íntegramente en la capa de material elastómero 17, sino que aparecen en una o en ambas superficies de la misma.

Los elementos a modo de hilo 14 pueden consistir, cada uno, por ejemplo, en una cuerda textil que tiene preferiblemente un diámetro incluido entre 0,6 mm y 1,2 mm, o una cuerda metálica que tiene preferiblemente un diámetro incluido entre 0,3 mm y 2,1 mm.

Ventajosamente, si se requiere, los elementos a modo de hilo 14 se pueden disponer en el elemento continuo a modo de banda 2a de tal manera que proporciona a la tela de carcasa 3 obtenida de esta manera, cualidad de compacidad y homogeneidad inesperadas. Para este propósito, los elementos a modo de hilo 14 se pueden disponer, por ejemplo, según una densidad mayor de seis elementos a modo de hilo/centímetro, medidos circunferencialmente sobre la tela de carcasa 3 cerca del plano ecuatorial X-X del neumático 1. En cualquier caso, se prevé preferiblemente que los elementos a modo de hilo 14 estén dispuestos en el elemento a modo de banda 2a según una distancia mutua entre centros no inferior a 1,5 veces el diámetro de los propios elementos a modo de hilo, para permitir una operación de cauchutado apropiada entre los hilos adyacentes.

El elemento continuo a modo de banda 2a que sale del extrusor 15 se puede guiar ventajosamente, opcionalmente a través de un primer dispositivo acumulador-compensador 18, sobre un aparato de deposición 19, mostrado esquemáticamente en las figuras 2 a 5.

El aparato de deposición 19 comprende esencialmente unos primeros elementos de guía 20, que consisten por ejemplo en un par de rodillos opuestos diseñados para el acoplamiento del elemento continuo a modo de banda 2a producido por el extrusor 15, después del dispositivo acumulador-compensador 18.

Después de los primeros elementos de guía 20, el elemento a modo de banda 2a entra en acoplamiento con un primer elemento de agarre 21 desplazable en una dirección orientada transversalmente respecto al plano ecuatorial X-X del soporte toroidal 11.

En mayor detalle, el primer elemento de agarre 21 es desplazable entre una primera posición operativa en la que, tal como se muestra en la figura 2, se acopla con un extremo del elemento continuo a modo de banda 2a cerca de los primeros elementos de guía, que consisten en rodillos opuestos 20, y una segunda posición operativa en la que, tal como se muestra en la figura 3, se separa del primer elemento de guía para colocar el elemento continuo a modo de banda 2a transversalmente respecto al plano ecuatorial X-X del soporte toroidal 11.

Cuando el primer elemento de agarre 21 ha alcanzado la segunda posición operativa, el segundo elemento de agarre 22 en acopla con el elemento continuo a modo de banda 2a cerca de los primeros elementos de guía 20.

A continuación, se aplica un elemento de corte 23 para cortar el elemento continuo a modo de banda 2a en un tramo del mismo incluido entre el segundo elemento de agarre 22 y los primeros elementos de guía 20, provocando la formación de un tramo a modo de banda 13 de una extensión predeterminada "L".

Siguiendo la acción de corte por el elemento de corte 23, el elemento a modo de banda 13 obtenido se coloca transversalmente y en una posición centrada respecto al plano ecuatorial del soporte toroidal.

Posteriormente, los elementos de agarre 21 y 22 se trasladan simultáneamente en la dirección del eje geométrico del soporte toroidal 11 moviendo radialmente el tramo a modo de banda 13 cerca del soporte toroidal. Bajo esta circunstancia, se produce la formación de una porción de corona 24 en una posición centrada sobre la extensión longitudinal del tramo a modo de banda 13, cuya porción se extiende en una posición radialmente externa sobre el soporte toroidal 11.

Tal como se ve claramente a partir de la figura 4, al producirse el movimiento radial de los elementos de agarre 21 y 22, los extremos opuestos del tramo a modo de banda 13 se mueven radialmente cerca del eje geométrico de rotación del soporte toroidal 11, provocando la formación de dos porciones laterales 25 que se extienden substancialmente en planos ortogonales al eje geométrico de rotación del soporte toroidal, en posiciones axialmente separadas entre sí.

Mediante un posible movimiento posterior de los elementos de agarre 21 y 22 cerca del soporte toroidal 11, los extremos opuestos del elemento a modo de banda se aplican definitivamente al soporte toroidal 11, de manera que se completa la deposición del tramo 13, tomando este tramo una configuración substancialmente en forma de U alrededor del perfil en sección transversal del soporte toroidal.

No se muestran los componentes diseñados para el soporte y el movimiento guiado de los elementos de agarre 21 y 22 en los dibujos adjuntos, ya que pueden ser de cualquier manera conveniente para un técnico en la materia, y en cualquier caso no son de importancia para los propósitos de la presente invención.

Si se requiere, las porciones laterales 25 del tramo a modo de banda se pueden someter a una etapa de presionado contra las paredes laterales del soporte toroidal 11. Por este propósito, pueden preverse un par de rodillos de presión o medios equivalentes no representados para su funcionamiento en los lados opuestos del soporte toroidal 11, cuyos rodillos están, cada uno, dispuestos para actuar sobre la respectiva porción lateral 25 mediante una acción de empuje y deslizamiento radial simultáneo hacia el eje geométrico de rotación del soporte toroidal 11.

Debido al carácter adhesivo del material elastómero en crudo que forma la capa 17 que recubre los elementos a modo de hilo 14, se asegura una adhesión estable del tramo a modo de banda 13 con las superficies del soporte toroidal 11, incluso en ausencia del revestimiento 10 sobre dicho soporte toroidal. En mayor detalle, la adhesión descrita anteriormente se realiza tan pronto como el tramo a modo de banda 13 entra en contacto con el soporte toroidal 11 en una zona radialmente externa de su perfil en sección transversal.

Además, o en lugar de la explotación descrita anteriormente del carácter adhesivo natural del material elastómero, la sujeción de uno o más tramos a modo de banda 13 sobre el soporte toroidal 11 se puede obtener realizando una acción de succión producida a través de uno o más orificios 26 apropiados dispuestos sobre el soporte toroidal.

El soporte toroidal 11 se puede accionar en rotación angular según un movimiento por pasos en sincronismo con el funcionamiento del aparato de deposición 19, de tal manera que en cada acción de corte de cada tramo a modo de banda 13, se produce la deposición de este último sobre el soporte toroidal en una relación circunferencial uno al lado del otro con el tramo a modo de banda 13 depositado previamente.

En la realización mostrada esquemáticamente en las figuras adjuntas, donde el paso de distribución circunferencial de los tramos individuales a modo de banda 13 corresponde con la anchura de los mismos, el paso de rotación angular del soporte toroidal 11 corresponderá a la anchura de dichos tramos.

Sin embargo, el paso de distribución circunferencial de los tramos a modo de banda 13 puede preverse que corresponda a un múltiplo de su anchura. En este caso, el paso del movimiento angular del soporte toroidal 11 corresponderá a dicho paso de distribución circunferencial. Debe indicarse que, para los propósitos de la presente invención, cuando no se indique lo contrario, el término "circunferencial" se refiere a una circunferencia dispuesta en el plano ecuatorial X-X y cerca de la superficie externa del soporte toroidal 11.

Debido a la secuencia operativa descrita anteriormente del aparato de deposición 19, en la primera tela de carcasa 3 obtenida, las porciones de corona 24 de cada tramo a modo de banda 13 se colocan de manera consecutiva una al lado de la otra a lo largo de la extensión circunferencial del soporte toroidal 11, mientras que cada una de las porciones laterales 25 de cada tramo 13 está parcialmente superpuesta con la porción lateral 25 de por lo menos un tramo 13 colocado previamente, y también parcialmente cubierta con la porción lateral 25 de por lo menos un tramo 13 colocado posteriormente. En las figuras adjuntas, las zonas de solapado de los tramos a modo de banda 13 que forman la primera tela de carcasa 3 están identificadas mediante la referencia numérica 13a.

Tal como se muestra claramente en la figura 8, las porciones laterales 23 en relación de superposición mutua se mueven entre sí substancialmente en la dirección del eje geométrico de rotación del soporte toroidal 11, según un ángulo \delta cuyo valor está correlacionado con la anchura "W" de los elementos a modo de banda 13, y en cualquier caso con el paso de distribución circunferencial de los mismos, así como con el valor de un radio máximo R que se mide en un punto de distancia máxima desde el eje geométrico de rotación del soporte toroidal 11.

Debido a la convergencia mutua entre las porciones laterales 25 contiguas, la superposición y cubrimiento mutuo de las mismas, es decir, la anchura circunferencial de las zonas solapadas 13a, decrece progresivamente empezando desde un valor máximo en los extremos radialmente internos de las porciones laterales, hasta un valor cero en la zona de transición entre las porciones laterales 25 y las porciones de corona 24.

Debe indicarse que, debido a la diferencia entre el radio máximo R y un radio mínimo R', que se mide en un punto de distancia mínima desde el eje geométrico de rotación del soporte toroidal 11, la densidad promedio de los elementos a modo de hilo 14, es decir, la cantidad de elementos a modo de hilo 14 presentes en una sección circunferencial de una longitud dada, aumenta progresivamente al moverse cerca de dicho eje de rotación geométrico.

De hecho, este aumento en la densidad es proporcional al valor de la relación entre el radio máximo R y el radio mínimo R'.

Debe indicarse que los elementos a modo de hilo 14 que pertenecen a dos porciones laterales 25 superpuestas entre sí están dispuestos en orientaciones respectivamente atravesadas según un ángulo correspondiente a dicho ángulo \delta, en correlación con la anchura de los tramos individuales 13 y su paso de distribución circunferencial, así como con el valor del radio máximo R.

Si, dependiendo de los requerimientos, uno desea modificar el ángulo de cruzamiento de los elementos a modo de hilo 14, puede preverse una etapa de presionado que se realiza sobre el elemento continuo a modo de banda 2a en las zonas de su extensión longitudinal correspondientes a los extremos de los elementos a modo de banda 13 que se obtienen a partir de dichas acciones de corte. De esta manera, están definidas zonas de mayor anchura situadas en los bordes circunferenciales internos de la tela de carcasa formada 3 sobre la extensión de cada tramo a modo de banda 13.

Dicha acción de presionado se puede realizar mediante dichos rodillos de guía 20 o mediante un rodillo de presionado auxiliar (no representado) adaptado de manera adecuada para presionar el elemento continuo a modo de banda 2a para provocar el presionado del mismo en las secciones de extensión longitudinal diseñadas para formar las porciones laterales 25 de los tramos individuales 13. La acción de presionado produce una reducción en el espesor de la capa de elastómero 17 y un aumento en la anchura del elemento a modo de banda 2a que, como resultado, hará que los elementos a modo de hilo 14 se separen entre sí.

Inclinando adecuadamente la orientación del eje geométrico de rotación del soporte toroidal 11 respecto a la dirección de movimiento del primer elemento de agarre 21, se puede dar una inclinación deseada a las porciones de corona 24 de los tramos 13 incluidos, a modo de ejemplo, entre 0º y 25º respecto a un plano radial que pasa por el eje geométrico. En mayor detalle, esta inclinación puede estar ventajosamente incluida entre 0º y 3º si el neumático 1 está provisto solamente de una tela de carcasa 3, o entre 10º y 20º, y más preferiblemente puede corresponder a 15º si, tal como se prevé en la realización aquí representada, la estructura de carcasa comprende dos telas de carcasa 3, 31.

La realización de una estructura de carcasa 2 generalmente comprende la etapa de aplicar dicha estructura anular inextensible 4 a una zona cerca de cada uno de los bordes circunferenciales internos de la tela de carcasa 3 obtenida de la manera descrita previamente, para el propósito de crear las zonas de la carcasa conocidas como "talones", que están específicamente diseñados para asegurar el anclaje del neumático en una correspondiente llanta de montaje; según una realización preferida del neumático, la tela de carcasa del mismo se obtiene de la manera descrita anteriormente.

Cada una de dichas estructuras anulares inextensibles 4 (figura 10) comprende una primera inserción anular circunferencialmente inextensible 27, substancialmente en forma de un anillo circular concéntrico con el eje geométrico de rotación del soporte toroidal 11 y situada cerca de un correspondiente borde circunferencial interno de la primera tela de carcasa 3.

La primera inserción anular 27 está hecha de por lo menos un elemento de metal alargado enrollado para formar varias bobinas 27a substancialmente concéntricas. Las bobinas 27a pueden estar definidas por una espiral continua o por anillos concéntricos formados de respectivos elementos alargados.

Combinada con la primera inserción anular 27 hay una segunda inserción anular circunferencialmente inextensible 28 que se extiende substancialmente en forma de un respectivo anillo circular dispuesto coaxialmente uno al lado del otro con la primera inserción anular 27.

La segunda inserción anular 28 también está preferiblemente hecha de por lo menos un elemento de metal alargado enrollado para formar varias bobinas 28a substancialmente concéntricas que se puede definir mediante una espiral continua o mediante anillos concéntricos formados de respectivos elementos alargados.

Preferiblemente, la segunda inserción anular 28 tiene una extensión radial dada por la diferencia entre el radio interno mínimo y el radio externo máximo de la inserción anular, que es mayor que la extensión radial de la primera inserción anular 27.

Interpuesto entre la primera y segunda inserciones anulares 27, 28 hay por lo menos un cuerpo de relleno 29 de material elastómero que tiene preferiblemente una dureza incluida entre 70º y 92º Shore A.

Tal como se clarifica mejor a continuación, durante el uso del neumático, las estructuras anulares 4 descritas anteriormente contrarrestan de manera eficiente la tendencia de los talones a girar alrededor de sus puntos de apoyo sobre la llanta bajo el efecto de los empujes de deriva dirigidos en paralelo al eje de rotación del neumático 1. Esta tendencia a la rotación es particularmente evidente cuando el neumático se utiliza bajo condiciones de parcial o completo deshinchado.

Preferiblemente, la realización de cada estructura anular 4 implica la formación de una primera inserción anular inextensible 27 dentro de una cavidad de moldeo 30 definida en un molde 30a, 30b, mediante la deposición de por lo menos un elemento alargado en bobinas concéntricas 27a dispuestas una al lado de la otra según circunferencias de diámetro que aumenta de manera incremental alrededor de su eje geométrico de enrollado, correspondiente al eje de rotación del neumático.

Esta operación se puede realizar ventajosamente a través del enrollado del elemento alargado en un asiento helicoidal dispuesto en una primera caja de moldeo 30a del molde 30a, 30b que se puede accionar para el propósito en rotación alrededor de su propio eje geométrico.

A continuación, dentro de la cavidad de moldeo 30, se coloca una segunda inserción anular 28, cuya formación se puede realizar ventajosamente de la misma manera que la descrita para la primera inserción anular 27.

La etapa de deposición del elemento o elementos alargados diseñados para la formación de una o ambas inserciones anulares 27, 28 puede estar ventajosamente precedida por una etapa de cauchutado durante la cual el elemento alargado, preferiblemente de metal, se recubre con por lo menos una capa de material elastómero en crudo, que no solamente asegura una excelente unión caucho-metal sobre el propio elemento alargado, sino también promueve la adhesión del mismo para una colocación estable en el asiento helicoidal mencionado anteriormente.

La primera caja de moldeo 30a y/o la segunda caja de moldeo 30b también pueden estar ventajosamente previstas para estar hechas de un material magnético, o que se activen de una manera electromagnética para atraer de manera conveniente y retener el respectivo elemento alargado, asegurando así una colocación estable de las bobinas 27a y/o 28a mientras se forman.

A continuación, se forma en cuerpo de relleno 29 dentro de la cavidad de moldeo 30. La formación de dicho cuerpo se puede realizar convenientemente mediante la interposición de por lo menos un elemento anular de material elastómero en crudo de volumen predeterminado entre la primera y la segunda inserciones anulares 27, 28 formadas en las respectivas cajas de moldeo 30a, 30b. Este elemento anular puede tener cualquier conformación en sección transversal conveniente, estando previsto que su volumen corresponda al volumen interno de la cámara de moldeo 30 cuando las cajas de moldeo 30a, 30b se mueven aproximándose entre sí en una condición cerrada del molde.

Una vez el elemento anular se ha colocado entre las cajas de moldeo 30a, 30b, se realiza el cierre de la cavidad de moldeo 30 mediante la aproximación mutua de las cajas de moldeo. Bajo esta circunstancia, el volumen de la cavidad de moldeo 30 se reduce, de manera que el elemento anular de material elastómero en crudo se presiona entre la primera y segunda inserciones anulares 27, 28 que se somete a deformación hasta que llena completamente la cavidad de moldeo, formando así el cuerpo de relleno 29 que está íntimamente unido a la primera y segunda inserciones anulares 27, 28.

Como solución alternativa a lo anterior, la formación del cuerpo de relleno 29 se puede realizar por ejemplo llenando la cavidad de moldeo 30 con material elastómero introducido por inyección o de cualquier otra manera conveniente para un técnico en la materia, después de moverse las cajas de moldeo 30a, 30b acercándose entre sí.

La realización descrita anteriormente de las estructuras anulares 4 puede realizarse ventajosamente cerca del soporte toroidal 11, de manera que dichas estructuras se pueden retirar directamente del molde 30a, 30b y aplicarse lateralmente a la primera tela de carcasa 3 mediante dispositivos de manipulación mecánicos adecuados no descritos porque no son importantes para los propósitos de la invención.

Según otra característica preferente de la invención, la realización de la estructura de carcasa 2 también implica la formación de por lo menos una segunda tela de carcasa 31. Ventajosamente, esta segunda tela de carcasa 31 se pueden formar directamente bajo la primera tela de carcasa 3 y las estructuras anulares inextensibles 4, de manera que, tal como se muestra claramente en la figura 10, la segunda inserción anular 28 de cada estructura anular 4 está dispuesta en contacto con un superficie interna de la segunda tela de carcasa.

Según una posible solución alternativa, la realización de cada estructura anular 4 puede primero implicar la formación de la primera inserción anular 27 sola unida al cuerpo de relleno 29, para realizar la aplicación de la segunda inserción anular 28 posteriormente a la formación de la segunda tela de carcasa 31. En este caso, cada una de las porciones circunferenciales internas de la segunda tela de carcasa 31 está interpuesta entre el respectivo cuerpo de relleno 29 y la segunda inserción anular 28, que se aplica a las superficies externas de la propia segunda tela de carcasa, en relación de contacto con la misma.

Preferiblemente, la segunda tela de carcasa 31 está fabricada de tal manera que tiene sus respectivos elementos a modo de hilo 32 dispuestos según una orientación atravesada respecto a los elementos a modo de hilo 14 que pertenecen a la primera tela de carcasa 3.

En mayor detalle, la formación de la segunda tela de carcasa 31 se realiza convenientemente de la misma manera que la descrita previamente con referencia a la fabricación de la primera tela de carcasa 3, es decir, mediante la deposición secuencial de los respectivos tramos a modo de banda 33, para definir espectivas porciones de corona 34 dispuestas de manera consecutiva una al lado de la otra en una dirección circunferencial y porciones laterales 35, cada una parcialmente cubierta por la porción lateral 35 del tramo a modo de banda 33 adyacente. En las figuras adjuntas, las zonas de cubrimiento o superposición mutua de los tramos a modo de banda 33 que forman la segunda tela de carcasa 31 están indicadas mediante la referencia numérica 33a.

Convenientemente, los tramos a modo de banda 33 de la segunda tela de carcasa 31 están colocados según una orientación atravesada respecto a los tramos a modo de banda 13 que forman la primera tela de carcasa. Además, se prevé preferiblemente que la inclinación de los tramos a modo de banda 33 de la segunda tela de carcasa 31, con referencia al plano ecuatorial X-X, tengan substancialmente el mismo valor que la inclinación de los tramos a modo de banda 13 que pertenecen a la primera tela de carcasa 3.

En neumáticos del tipo radial, habitualmente se aplica una estructura de cintura 5 a la estructura de carcasa 2.

Esta estructura de cintura 5 puede hacerse de cualquier manera conveniente para un técnico en la materia, y en la realización mostrada comprende esencialmente una primera y una segunda bandas de cintura 6a, 6b que tienen cuerdas con una orientación respectivamente atravesada. Superpuestas sobre las bandas de cintura hay una banda de cintura auxiliar 7, por ejemplo obtenida por enrollado de por lo menos una cuerda continua en bobinas axialmente dispuestas una al lado de la otra sobre la primera y segunda bandas de cintura 5, 6.

A continuación se aplican la banda de rodadura 8 y los flancos 9, que también se obtienen de cualquier manera conveniente para un técnico en la materia, a la estructura de cintura 5.

Realizaciones de una estructura de cintura, unos flancos y una banda de rodadura, que se pueden poner ventajosamente en práctica para la realización del neumático de referencia sobre el soporte toroidal 11, se describen en la solicitud de patente europea Nº. 97830632.2, a nombre del mismo solicitante.

El neumático 1 tal como se ha fabricado y después de la retirada del mismo del soporte 11, se puede someter ahora a una etapa de vulcanización que se puede realizar de cualquier manera conocida y convencional.

Según una posible solución alternativa, se puede asociar ventajosamente un tubo de aire de sección tubular cerrada con el neumático 1 además, o en lugar, del revestimiento 10, antes de la etapa de vulcanización, cuyo tubo de aire se inserta en la carcasa 2 después de que el neumático se haya retirado del soporte toroidal 11. Este tubo de aire, no representado en los dibujos adjuntos, se hinchará después de que el neumático se haya introducido en un molde de vulcanización, para suministrar una presión interna adecuada para asegurar una perfecta adhesión del neumático contra las paredes del molde y, en particular, contra las partes del moldes diseñadas para definir los cortes longitudinales y transversales 8a del diseño de la banda de rodadura.

Según una característica preferida adicional de la presente invención, durante la etapa de vulcanización, las telas de carcasa 3, 31 y las bandas de cintura 6a, 6b, 7 se someten a una etapa de estirado para conseguir una tensión previa de las mismas, produciendo una expansión del neumático de una cantidad lineal, medida sobre la extensión circunferencial en el plano ecuatorial X-X del propio neumático, incluida a modo de ejemplo entre el 2% y el 5%. Esta etapa de estirado se puede conseguir por efecto de la presión de hinchado del tubo de aire mencionado anteriormente, u otro tipo de ampolla hinchable utilizada en el aparato de vulcanización.

La presente invención consigue importantes ventajas.

De hecho, el neumático de referencia se puede obtener a través de la fabricación de los diferentes componentes directamente sobre un soporte toroidal, sobre el que se forma gradualmente o, en cualquier caso, muy cerca al mismo. De esta manera, se eliminan todos los problemas relacionados con la fabricación, almacenamiento y manipulación de los productos semiacabados que son comunes con los procesos de fabricación del tipo tradicional.

Debe indicarse en particular que la formación de la tela o telas de carcasa mediante la deposición de tramos a modo de banda, cada uno formado por varias cuerdas incorporadas en una capa de elastómero permite conseguir importantes ventajas. En primer lugar, en comparación con el procedimiento descrito en la patente US-5.362.343 citada anteriormente, los tiempos de fabricación para cada tela de carcasa se pueden reducir en gran medida, debido a la deposición simultánea de tantos elementos a modo de hilo como están contenidos en cada tramo a modo de banda 13 o en el elemento continuo a modo de banda 2a, del cual vienen los tramos 13. La utilización de los tramos a modo de banda 13 también dispensa de la necesidad de depositar previamente el revestimiento 10 sobre el soporte toroidal. De hecho, la capa de elastómero 17 utilizada en la formación del elemento continuo a modo de banda 2a puede, por sí misma, asegurar una adhesión eficiente del elemento 2a al soporte toroidal 11, asegurando así una colocación estable de los tramos individuales 13, 33.

La precisión en la colocación de los tramos a modo de banda 13, 33 y de los elementos a modo de hilo integrados en los mismos también se mejora por el hecho de que cada tramo a modo de banda tiene una importante consistencia estructural, que los hace insensibles a vibraciones o efectos de oscilación similares que se pueden transmitir mediante el aparato de deposición 19. En esta relación, debe indicarse que la deposición de las cuerdas individuales, tal como se describe en la patente US-5.362.343, puede ser algo problemática, debido exactamente a las vibraciones y/o oscilaciones sufridas por dichas cuerdas durante la etapa de deposición.

Además, la deposición simultánea de una pluralidad de elementos a modo de hilo según la invención permite que el aparato de deposición 19 funcione a velocidades más lentas que las requeridas cuando se realiza la deposición de cuerdas individuales, lo cual es otra ventaja en términos de precisión operativa sin, por otro lado, perjudicar la productividad.

Además, la deposición simultánea de los tramos a modo de banda directamente a modo de corona en un soporte toroidal de un perfil substancialmente idéntico al del neumático acabado permite conseguir densidades que no se pueden conseguir en la técnica mediante procedimientos que prevén la deposición de una tela de carcasa en forma de un manguito cilíndrico y la posterior conformación del mismo en una forma toroidal, con el consiguiente estrechamiento de las cuerdas de la tela de carcasa dispuestas a modo de corona en el neumático acabado.

Además de lo anterior, cada tramo a modo de banda se puede sujetar de manera estable al soporte toroidal mediante un efecto de vacío producido a través de posibles conductos de succión 26, cuya sujeción estable por vacío no se puede conseguir mediante procesos conocidos que realizan la deposición de cuerdas individuales.

Si se requiere, las porciones laterales de los tramos a modo de banda se pueden disponer según una inclinación adecuadamente aumentada respecto a una dirección radial al eje del soporte toroidal, que permitirá ayudar de una manera eficiente a la expansión sufrida por el neumático durante la etapa de estirado impuesta al mismo en la vulcanización. De hecho, durante esta etapa, las porciones laterales 25, 35 tienden a tomar una orientación en un plano radial al neumático junto con las porciones de corona 24, 34 que se extienden entre las porciones laterales.

La construcción y la concepción de la estructura del neumático sujeto, particularmente con referencia a su estructura de carcasa 2, permite conseguir importantes mejores en términos de resistencia estructural, en particular cerca de los flancos y de los talones, donde habitualmente se requiere una mayor resistencia estructural, así como en términos de rendimiento, particularmente en relación los efectos de los empujes de deslizamientos que se producen cuando los neumáticos ruedan sobre curvas.

De hecho debe indicarse que, incluso si se tiene en cuenta cada tela de carcasa 3, 31 de manera separada de las botras telas de carcasa, la superposición mutua o cubrimiento parcial de los tramos a modo de banda 13, 33 producen un primer refuerzo estructural en las zonas de los flancos del neumático. Este refuerzo también está promovido por el hecho de que, tal como se ha descrito anteriormente, en las zonas de superposición mutua de los tramos a modo de banda 13, 33, los elementos a modo de hilo 14, 32 que pertenecen a los dos tramos están dispuestos en orientaciones atravesadas entre sí.

La orientación atravesada entre sí de los tramos a modo de banda 13, 33 que forman la primera y segunda telas de carcasa 3, 31 respectivamente constituyen un segundo factor de refuerzo para la estructura de carcasa 2. Este segundo factor de refuerzo está parcialmente representado por la disposición atravesada entre sí prevista por los elementos a modo de hilo 14, 32 que pertenecen a la primera y segunda telas de carcasa 3, 31 respectivamente, y parcialmente por la disposición atravesada entre sí prevista para las zonas de cubrimiento o superposición 13a, 33a de los tramos 13, 33 que pertenecen a la primera y segunda telas de carcasa.

Esta disposición atravesada de las zonas de superposición 13a, 33a se muestra claramente en la figura 11. A partir de dicha figura se puede entender fácilmente que las zonas de superposición mutua 13a, 33a que pertenecen a la primera y segunda telas de carcasa 3, 31 respectivamente, definen un tipo de estructura de red que proporciona al neumático una excepcional resistencia estructural. En particular, se mejoran de esta manera cualidades tales como resistencia a impactos accidentales contra bordillos del pavimento o similares, por ejemplo, y resistencia del neumático a las tensiones de torsión alrededor del eje de rotación, que harán el neumático apropiado para soportar altos valores de torsión durante la aceleración y la frenada.

Además de lo anterior, las características de construcción de las estructuras anulares inextensibles 4 son adecuadas para aumentar también la resistencia estructural del neumático en las zonas de los talones y los flancos.

De hecho, la presencia de las inserciones anulares circunferencialmente inextensibles 27, 28 íntimamente unidas a las telas de carcasa 3, 31 crea una "unión" adicional entre los elementos a modo de hilo atravesados entre sí 14, 32 que pertenecen a la primera y segunda telas de carcasa 3, 31. De esta manera, la estructura de carcasa 2 también se refuerza en las zonas correspondientes a los talones del neumático sin requerir para este propósito la utilización de inserciones a modo de banda adicionales, usualmente llamadas "patillas", enrolladas como un lazo corredizo alrededor de las estructuras anulares inextensibles 4, siendo usadas dichas patillas, por el contrario, en la técnica conocida.

A partir de una comparación entre las figuras 12 y 13, puede apreciarse fácilmente la mejora producida por las realizaciones de construcción descritas anteriormente en conexión con el rendimiento del neumático bajo el efecto de los empujes de deslizamiento dirigidos axialmente del neumático, generados cuando el neumático rueda sobre una curva, por ejemplo. Por motivos de claridad, la sección rayada se ha omitido de manera intencionada de los neumáticos mostrados en las figuras 12 y 13. También debe indicarse que, para destacar mejor el fenómeno provocado por los empujes de deslizamiento, las figuras 12 y 13 se han hecho con referencia a neumáticos bajo condiciones de deshinchado parcial.

En mayor detalle, la figura 12 muestra un neumático 101 del tipo tradicional, montado sobre una respectiva llanta 100 que, en cada talón del neumático, tiene un asiento del talón 100a axialmente delimitado por un reborde 100b que define un borde lateral externo de la llanta y un montículo de seguridad 100c. Los diferentes componentes del neumático 101 están marcados mediante índices numéricos obtenidos añadiendo 100 al valor numérico de los índices previamente utilizados para las partes correspondientes del neumático 1 según la invención.

En el neumático 101 hecho según la técnica conocida, la tela o telas de carcasa tienden a doblarse en el flanco del neumático bajo el efecto del empuje de deslizamiento T, generado en paralelo al eje de rotación del neumático por fricción de la banda de rodadura 108 sobre el suelo, durante una curva.

Este empuje de deslizamiento T, transmitido a lo largo de la tela o telas 103 de la estructura de carcasa 102 hasta las estructuras anulares inextensibles 104, genera un componente radial Tr y un componente axial Ts. El componente radial Tr se contrarresta por la inextensibilidad circunferencial de la estructura anular 104 que se apoya, sobre todo su volumen circunferencial, sobre el respectivo asiento 100a previsto en la llanta 100. El componente axial Ts, orientado hacia el plano ecuatorial del neumático, tiende a mover el talón del neumático alejándolo del reborde 100b de la llanta 100, y se contrarresta usualmente por el montículo de seguridad 100c. Los tamaños radiales del montículo de seguridad son, sin embargo, bastante limitados y puede suceder fácilmente que, cuando el componente axial Ts excede de unos valores dados, el talón del neumático se retire de su respectivo asiento 100a, provocando de manera instantánea un deshinchado completo y una consiguiente pérdida de funcionalidad del neumático 100. Este fenómeno también lo facilita el hecho de que el talón del neumático estructurado según la técnica conocida, bajo el efecto del empuje de deslizamiento T, tiende a "rodar" sobre el montículo de seguridad 100c.

Los riesgos de que pueda producirse el fenómeno descrito anteriormente de retirada del talón de su asiento son particularmente importantes cuando el neumático es forzado a funcionar bajo condiciones de deshinchado parcial, y la estructura de carcasa 102 está, por lo tanto, sometida a sufrir importantes deformaciones bajo el efecto de los empujes de deslizamiento.

Con referencia ahora al neumático de referencia mostrado en la figura 13, las estructuras anulares 4 de la invención, interpuestas entre la primera y segunda telas de carcasa 3, 31, evitan que los talones del neumático giren, bajo el efecto del empuje de deslizamiento T, alrededor de su punto de apoyo contra los respectivos montículos de seguridad 100c previstos en la llanta 100.

En mayor detalle, debe indicarse que la presencia de las inserciones circunferencialmente inextensibles 27, 28 situadas internamente, y en contacto directo con las respectivas telas de carcasa 3, 31 y separados entre sí mediante la interposición del cuerpo de relleno 29, evitan de una manera eficiente que el talón se doble y gire bajo el efecto de los empujes de deslizamiento. De hecho, al examinar la figura 13 puede apreciarse que el empuje de deslizamiento T tendería a doblar la estructura anular inextensible 4 hacia el plano ecuatorial del neumático 1. Bajo esta circunstancia, la primera inserción anular 27 tiende a comprimirse radialmente, mientras que la segunda inserción anular 28 está sometida a una tensión de tracción en una dirección radial. Sin embargo, la inextensibilidad circunferencial de las bobinas individuales 27a, 28a que forman las inserciones 27, 28, así como la unión íntima de dichas inserciones con las respectivas telas de carcasa 3, 31 que tienen los respectivos elementos a modo de hilo 14, 32 atravesados entre sí en las zonas de superposición 13a, 33a, presentan la capacidad de deformación por plegado de la estructura anular inextensible 4 casi completamente.

La fuerza de deslizamiento T se comparte igualmente entre la primera y la segunda telas de carcasa y se transmite a lo largo de dichas telas hasta los respectivos primer y segundo elementos anulares inextensibles 27, 28 previstos en la estructura 4.

Bajo esta situación, la porción de la fuerza de deslizamiento T transmitida a lo largo de la primera tela de carcasa 3 hasta una zona cercana a la primera inserción anular 27 produce un componente radial Tr_{1} que tiende a mover el talón fuera del asiento del talón 100a y se contrarresta por la inextensibilidad circunferencial de la estructura anular 4, así como un componente axial Ts_{1} que tiende a empujar el talón contra el reborde circunferencial 100b, asegurando de esta manera el mantenimiento de una posición estable de dicho talón.

La porción de la fuerza de deslizamiento T transmitida a lo largo de la segunda tela de carcasa 31 también genera un componente radial Tr_{2}, que está contrarrestado por la inextensibilidad circunferencial de la segunda inserción anular 28, y un componente axial que tiene a empujar el talón contra el reborde 100b, pero que tiene un valor prácticamente cero cuando, como en el caso representado, el borde circunferencial interno de la segunda tela de carcasa toma una orientación perpendicular al eje del neumático 1.

Una colocación correcta del talón, en cualquier caso, se asegura por el componente axial Ts_{1} descrito anteriormente.

De esta manera, el neumático que tiene talones hechos según la presente invención puede soportar la llamada "Prueba de curva en J" sin la retirada del talón de su asiento hasta presiones de hinchado de 0,5 bar, mientras que los neumáticos de la técnica conocida, que no pueden contrarrestar los desplazamientos del talón de sus asientos a presiones inferiores a 0,8-1,0 bar, se consideran aceptables.

También debe indicarse que las inserciones anulares 27 y 28 proporcionan una protección estructural adicional del neumático en los talones.

El incremento en la resistencia estructural en los flancos se ha obtenido ventajosamente sin implicar una rigidez excesiva en la corona de la estructura de carcasa, donde los tramos de cada tela están dispuestos circunferencialmente uno al lado del otro en ausencia de superposición mutua. Este aspecto es particularmente ventajoso con referencia a neumático de alto rendimiento y de bajo perfil, donde la resistencia estructural de los flancos es muy crítica, también debido a los altos valores de torsión que el neumático debe poder transmitir.

Claims (26)

1. Neumático para ruedas de vehículos, que comprende:

- una estructura de carcasa (2) que tiene por lo menos una tela de carcasa (3, 31) que comprende elementos a modo de hilo (14), extendiéndose cada uno según una conformación substancialmente en forma de U alrededor del perfil en sección transversal del neumático (1), y un par de estructuras anulares circunferencialmente inextensibles (4), cada una acoplada cerca de un respectivo borde circunferencial interno de la tela de carcasa (3, 31);

- una banda de rodadura (8) aplicada a la estructura de carcasa (2) en una posición circunferencialmente externa de la misma;

- por lo menos un par de flancos (9) aplicados a la estructura de carcasa (2) en posiciones lateralmente opuestas,

en el que dicha por lo menos una tela de carcasa (3, 31) comprende:

- una pluralidad de tramos a modo de banda (13, 33), comprendiendo cada uno por lo menos dos de dichos elementos a modo de hilo (14, 32) dispuestos longitudinalmente y en paralelo entre sí, y por lo menos parcialmente recubiertos con por lo menos una capa de material elastómero en crudo (17),

- cada uno de dichos tramos a modo de banda (13, 33) extendiéndose en una conformación substancialmente en forma de U alrededor del perfil en sección transversal del neumático (1), para definir dos porciones laterales (25, 35) que se extienden substancialmente en planos ortogonales a un eje geométrico de rotación del neumático (1) en posiciones separadas entre sí en una dirección axial, y una porción de corona (24, 34) que se extiende en una posición radialmente externa entre las porciones laterales (25, 35),

- estando dispuestas dichas porciones de corona (24, 34) una al lado de la otra a lo largo de la extensión circunferencial del neumático (1), mientras que las porciones laterales (25, 35) de cada tramo a modo de banda (13, 33) están, cada una, parcialmente cubiertas con una porción lateral (25, 35) de por lo menos un tramo a modo de banda adyacente,

caracterizado por el hecho de que cada una de dichas estructuras anulares inextensibles (4) comprende:

- una primera inserción anular circunferencialmente inextensible (27) substancialmente en forma de un anillo circular dispuesto coaxialmente con el neumático y adyacente a un borde circunferencial interno de la primera tela de carcasa (3), estando formada dicha primera inserción anular con por lo menos un elemento alargado que se extiende en bobinas concéntricas (27a).

2. Neumático según la reivindicación 1, en el que las porciones laterales (25, 35) de dichos tramos a modo de banda (13, 33) convergen mutuamente hacia el eje geométrico de rotación del neumático (1).

3. Neumático según la reivindicación 1, en el que la cobertura de las porciones laterales (25, 35) de los tramos a modo de banda (13, 33) decrece progresivamente empezando desde un valor máximo en los extremos radialmente internos de las porciones laterales hasta un valor cero en las zonas de transición entre dichas porciones laterales (25, 35) y las porciones de corona (24, 34).

4. Neumático según la reivindicación 1, en el que los tramos individuales a modo de banda (13, 33) están dispuestos sobre el neumático (1) según un paso de distribución circunferencial correspondiente a la anchura de los propios tramos a modo de banda.

5. Neumático según la reivindicación 1, en el que los tramos individuales a modo de banda (13, 33) están dispuestos sobre el neumático (1) según un paso de distribución circunferencial correspondiente a un múltiplo de la anchura de los tramos a modo de banda.

6. Neumático según la reivindicación 1, en el que cada tramo a modo de banda (13, 33) tiene una anchura correspondiente a un submúltiplo de la extensión circunferencial del neumático (1), medida en su plano ecuatorial.

7. Neumático según la reivindicación 1, en el que las porciones laterales (25, 35) de los tramos a modo de banda (13, 33) tienen zonas de anchura aumentada cerca de los bordes circunferenciales internos de la estructura de carcasa (2).

8. Neumático según la reivindicación 7, en el que los elementos a modo de hilo (14, 32) incluidos en cada tramo a modo de banda (13, 33) están separados entre sí en dichas zonas de anchura ampliada.

9. Neumático según la reivindicación 1, en el que cada uno de dichos tramos a modo de banda (13, 33) tiene una anchura incluida entre 3 mm y 20 mm.

10. Neumático según la reivindicación 1, en el que cada uno de dichos tramos a modo de banda (13, 33) comprende entre tres y diez elementos a modo de hilo (14, 32).

11. Neumático según la reivindicación 1, en el que cada uno de dichos elementos a modo de hilo (14, 32) está hecho de una cuerda textil de un diámetro incluido entre 0,6 y 1,2 mm.

12. Neumático según la reivindicación 1, en el que cada uno de dichos elementos a modo de hilo (14, 32) está hecho de una cuerda metálica de un diámetro incluido entre 0,3 y 2,1 mm.

13. Neumático según la reivindicación 1, en el que dichos elementos a modo de hilo (14, 32) están dispuestos en los respectivos tramos a modo de banda (13, 33) según una densidad mayor de seis elementos a modo de hilo/centímetro, medida circunferencialmente sobre la tela de carcasa (3, 31) cerca del plano ecuatorial (X-X) del neumático (1).

14. Neumático según la reivindicación 13, en el que dichos elementos a modo de hilo (14, 32) están dispuestos en los respectivos tramos a modo de banda (13, 33) según una distancia mutua entre centros no inferior a 1,5 veces el diámetro de los elementos a modo de hilo.

15. Neumático según la reivindicación 1, en el que cada estructura anular inextensible comprende:

- una segunda inserción anular circunferencialmente inextensible (28) substancialmente en forma de un anillo circular dispuesto coaxialmente con el neumático en una posición axialmente separada de la primera inserción anular (27), estando formada dicha segunda inserción anular (28) con por lo menos un elemento alargado que se extiende en bobinas concéntricas (28a);

- un cuerpo de relleno (29) de material elastómero interpuesto entre el primer y el segundo elementos de anclaje anulares (27, 28) e íntimamente unido a este último.

16. Neumático según la reivindicación 1, en el que dicha estructura de carcasa (2) también comprende por lo menos una segunda tela de carcasa (31) aplicada externamente a la primera tela de carcasa (3).

17. Neumático según la reivindicación 16, en el que la segunda tela de carcasa (31) tiene elementos a modo de hilo (32) dispuestos según una orientación atravesada respecto a los elementos a modo de hilo (14) de la primera tela de carcasa (3).

18. Neumático según la reivindicación 16, en el que la segunda tela de carcasa (31) está hecha de la misma manera que la primera tela de carcasa (3), y tiene respectivos tramos a modo de banda (33) dispuestos según una orientación atravesada respecto a los tramos a modo de banda (13) de la primera tela de carcasa.

19. Neumático según la reivindicación 17 ó 18, en el que los elementos a modo de hilo (14, 32) de cada una de dichas telas de carcasa (3, 31) tienen una orientación inclinada según un ángulo incluido entre 0º y 25º respecto a un plano radial a un eje geométrico de rotación del neumático.

20. Neumático según la reivindicación 1, en el que dicha primera inserción anular (27) está aplicada a la superficie externa de la primera tela de carcasa (3) en contacto con la misma.

21. Neumático según las reivindicaciones 15 y 16, en el que dicha segunda inserción anular circunferencialmente inextensible (28) está aplicada a una superficie interna de dicha segunda tela de carcasa (31), en contacto con la misma.

22. Neumático según las reivindicaciones 15 y 16, en el que dicha segunda inserción anular circunferencialmente inextensible (28) está aplicada a una superficie externa de dicha segunda tela de carcasa (31) que tiene porciones circunferenciales internas, cada una interpuesta entre el cuerpo de relleno (29) y la segunda inserción anular inextensible (28) que pertenece a la respectiva estructura de refuerzo anular (4).

23. Neumático según la reivindicación 15, en el que la segunda inserción anular circunferencialmente inextensible (28) tiene una extensión radial mayor que la extensión radial de la primera inserción anular circunferencialmente inextensible (27).

24. Neumático según la reivindicación 15, en el que dicho cuerpo de relleno (29) de material elastómero tiene una dureza incluida entre 70º y 92º Shore A.

25. Neumático según la reivindicación 1, en el que la estructura de carcasa (2) también comprende por lo menos un revestimiento (10) hecho de un material elastómero estanco al aire que recubre internamente dicha tela de carcasa del neumático (1).

26. Neumático según la reivindicación 25, en el que dicho revestimiento (10) está esencialmente hecho de por lo menos una banda a modo de cinta (12) de un material elastómero estanco al aire que se extiende en bobinas una al lado de la otra a lo largo del perfil en sección transversal del neumático (1).