ES2293747T3 - Banda de rodadura para neumatico de composicion dual. - Google Patents
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Abstract
Neumático (1) para un vehículo, que comprende: una carcasa radial (2); una banda de rodadura (34) dispuesta radialmente en el exterior de la carcasa (2); y una estructura de cintura (26) interpuesta entre la carcasa (2) y la banda de rodadura (34); comprendiendo la banda de rodadura (34): una primera porción de la banda de rodadura (A) formada de un primer compuesto elastomérico que tiene un primer módulo de elasticidad y que tiene un primer diseño de la banda de rodadura grabado sobre la misma; y una segunda porción de la banda de rodadura (B) formada de un segundo compuesto elastomérico que tiene un segundo módulo de elasticidad, y que tiene un segundo diseño de la banda de rodadura grabado sobre la misma; siendo el primer diseño de la banda de rodadura formado sobre la primera porción (A) diferente del segundo diseño de la banda de rodadura formado sobre la segunda porción (B); y siendo el primer módulo de elasticidad de dicha primera porción (A) diferente del segundo módulo deelasticidad de dicha segunda porción (B); teniendo el primer diseño de la mano de rodadura una relación neto/bruto mayor que la del segundo diseño de la banda de rodadura; estando caracterizado dicho neumático por el hecho de que: el primer módulo de elasticidad está comprendido entre aproximadamente 12 MPa y 16 MPa, medido a 23ºC, y el segundo módulo de elasticidad está comprendido entre aproximadamente 7 MPa y 11 MPa, medido a 23ºC.
Description
Banda de rodadura para neumático de composición
dual.
La presente invención se refiere a una banda de
rodadura para neumáticos que mejora las características de confort
y manejo del neumático, y más particularmente a una banda de
rodadura para mejorar las características de manejo y confort de un
neumático con un diseño de la banda de rodadura asimétrico.
Los neumáticos proporcionan la conexión entre un
vehículo y la carretera sobre la cual se desplaza el vehículo, y
están diseñados para transferir a la carretera, en la mayor medida
posible, la aceleración, la frenada, y las fuerzas direccionales
que se generan por parte del vehículo. Estas fuerzas actúan sobre la
carretera mediante la fricción existente entre el compuesto
elastomérico del neumático y la superficie rugosa de la carretera.
Para obtener unas buenas características de manejo, la fricción
entre el neumático y la carretera se ha de maximizar mediante un
neumático bien diseñado bajo una variedad de condiciones de
conducción, por ejemplo, cuando funciona sobre superficies secas,
mojadas, nevadas y heladas. Además, un neumático también ha de
proporcionar otras características funcionales, tal como una
conducción confortable y suave, y una vida de kilometraje largo.
Éstas características se han de mantener cuando el neumático se
utiliza bajo condiciones de funcionamiento inusuales, tales como
cuando el neumático se conduce a velocidades excesivas, sobre
superficies de carretera inferiores a las ideales, o cuando la
temperatura ambiente alcanza extremos altos o bajos.
Las propiedades de rendimiento del neumático
dependen de varias características de la construcción del neumático.
Una de las características mecánicas de un neumático es el diseño
de la banda de rodadura previsto en su banda de rodadura. El diseño
de la banda de rodadura consiste en una serie de ranuras que
atraviesan la banda de rodadura tanto en una dirección
circunferencial como en una dirección transversal, definiendo
bloques sólidos discretos y nervios en la banda de rodadura. Estos
bloques y estos nervios están dispuestos para formar un diseño
específico. Este diseño varía dependiendo del uso previsto del
neumático y, por ejemplo, se puede optimizar para su manejo sobre
carreteras secas, sobre carreteras mojadas, o en condiciones de
nieve y hielo.
El diseño de la banda de rodadura se puede
caracterizar por su relación entre neto y bruto, que es una medida
de qué proporción de la superficie de la banda de rodadura está
realmente en contacto con el suelo. La relación entre neto y bruto
se deriva mediante la división del área de los bloques entre los
bordes de la banda de rodadura en contacto real con el suelo (el
área de contacto neta) por la superficie total de bloques y ranuras
entre los bordes de la banda de rodadura (el área de contacto
bruta). Cuanto mayor es la relación entre neto y bruto, más caucho
está en contacto con el suelo, para neumáticos similares de igual
anchura de la banda de rodadura.
Varios tipos generales de diseños de la banda de
rodadura se conocen comúnmente y se utilizan para los neumáticos.
Un diseño simétrico de la banda de rodadura es el más común y tiene
un diseño que parece el mismo independientemente de la dirección
desde la cual un observador mira el neumático. Este tipo de
neumático, con una banda de rodadura simétrica, se puede montar a
cada lado del vehículo y es adecuado para su rotación en cualquier
dirección. Los neumáticos asimétricos también son cada vez más
comunes. Un neumático se define como asimétrico cuando tiene una
banda de rodadura dividida en dos porciones mediante un plano
perpendicular al eje de rotación del neumático. Cada porción de la
banda de rodadura tiene un diseño diferente, optimizado para un
propósito específico. Por ejemplo, la porción de la banda de
rodadura más cercana al vehículo se puede optimizar para un manejo
sobre superficies mojadas, mientras que la otra porción se puede
optimizar para las curvas. Un neumático asimétrico se ha de montar
en una orientación específica, con una porción de la banda de
rodadura predeterminada siempre montada más cerca del vehículo.
Finalmente, también se pueden utilizar neumáticos con bandas de
rodadura direccionales. Una banda de rodadura es direccional cuando
el diseño de la banda de rodadura es especular respecto al plano
ecuatorial del neumático, y el neumático está diseñado para montarse
en una rotación direccional preferida respecto al
vehículo.
vehículo.
El propio diseño de la banda de rodadura también
se puede optimizar para diferentes requerimientos operativos. Por
ejemplo, el diseño de la banda de rodadura se puede diseñar para
resistir mejor el desgaste y proporcionar un mejor manejo en
condiciones en seco, o se puede diseñar para ser más resistente al
aquaplanning y para proporcionar una mejor tracción sobre
superficies mojadas o nevadas. El diseño de la banda de rodadura
también tiene un efecto sobre el confort y la suavidad de la
conducción del neumático. El diseño de la banda de rodadura puede
ayudar a mantener la estabilidad direccional del neumático, y
promover un contacto de rodadura suave y silencioso del neumático
con la carretera.
Es una tarea difícil combinar una buena
capacidad de manejo con una buena resistencia al desgaste del
neumático, tanto en presencia de temperaturas operativas normales
del neumático que varían entre 30ºC y 70ºC, y altas temperaturas
operativas que pueden ser mayores de 70ºC e incluso superar los
100ºC en algunos casos. Las altas temperaturas operativas del
neumático están provocadas mediante las tensiones termomecánicas
producidas en el interior del neumático, especialmente cuando se
conduce a alta velocidad y en carreteras con curvas, y tienden a
reducir la vía del neumático. A bajas temperaturas, los compuestos
elastoméricos del neumático tienden a desgastarse menos, pero
también proporcionan menos fricción con la carretera, y así un
rendimiento de manejo reducido. A temperaturas más altas, se
aumentan los rendimientos pero se degrada la resistencia al
desgaste.
También es necesario que el neumático
proporcione al vehículo una conducción suave y confortable. Los
neumáticos que están optimizados para un buen manejo tienden a
estar hechos a partir de compuestos más rígidos, que a menudo
proporcionan una conducción más dura y menos confortable que los
compuestos más suaves y más flexibles. Esto puede ser un problema
especialmente en viajes largos, porque una conducción dura puede
contribuir a la fatiga del conductor.
Los requerimientos conflictivos para los diseños
del neumático de proporcionar simultáneamente buenas capacidades de
manejo, una conducción confortable y suave, una buena resistencia
al desgaste, y una baja resistencia a la rodadura han sido difíciles
de conseguir. Esto ha producido varios compromisos en el diseño de
los neumáticos convencionales. Los compromisos son tanto los
materiales utilizados para construir el neumático, especialmente la
banda de rodadura del neumático, como el diseño de la banda de
rodadura que está formado sobre la banda de rodadura del neumático.
El deseo de proporcionar buenas propiedades de manejo en todos los
tipos de condiciones ambientales y temperaturas, y de obtener una
conducción suave y confortable ha requerido, de esta manera,
selecciones menos que ideales tanto en el diseño de la banda de
rodadura como en los compuestos utilizados para formar la banda de
rodadura. De manera convencional, se han realizado intentos para
combinar diferentes compuestos elastoméricos en la construcción de
una banda de rodadura para satisfacer las muchas demandas impuestas
mediante los requerimientos conflictivos para el rendimiento del
neumático. Por ejemplo, la patente británica 1.588.575 describe un
neumático de un vehículo a motor que tiene bandas de rodadura
capaces de proporcionar una buena tracción sobre carreteras
cubiertas con hielo y nieve, así como en carreteras secas. La banda
de rodadura de esta patente tiene dos porciones anulares separadas
que se extienden circunferencialmente entre sí, y que tienen
diferentes configuraciones entre sí, cada una hecha con una
composición elastomérica que tiene una temperatura de segundo orden
(también conocida como temperatura de transición vítrea) diferente
de la composición que forma la porción.
Otro ejemplo de un procedimiento para reducir la
temperatura de trabajo y una banda de rodadura de neumático para
vehículos se describió en la solicitud de patente europea número EP
864 446. En esa solicitud, se utilizó una banda de rodadura de
neumático que consistía en una primera porción A que comprendía 100
partes en peso de un material elastomérico, de 40 a 120 partes en
peso y un relleno que comprendía entre un 50% y un 100% en peso de
negro de carbón y entre un 10% y un 50% de sílice, y de 3 a 40
partes en peso de por lo menos un aditivo convencional. La banda de
rodadura también tenía una segunda porción B que comprendía 100
partes en peso de un material elastomérico, de 40 a 120 partes en
peso de un relleno que comprendía entre un 30% y un 100% en peso de
sílice y entre un 10% y un 70% de negro de carbón, y de 3 a 40
partes en peso de por lo menos un aditivo convencional. En todos
los casos, el contenido de sílice en la porción B era por lo menos
un 20% mayor que en la porción A.
En el documento EP 864 446 no se hace ninguna
mención del módulo de elasticidad de las dos porciones A y B.
El documento
DE-A-35 25 394, que se corresponde
con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 14, respectivamente,
está dirigido a un vehículo de dos ruedas equipado con neumáticos
que tiene una banda de rodadura que tiene una zona central y dos
zonas laterales, en la que la zona central tiene una relación entre
el factor de pérdida (tandelta) y el módulo de elasticidad (E')
mayor que el de las zonas laterales. No se proporciona ninguna
indicación sobre los valores de E' como tal.
El documento
EP-A-0 071 809 se refiere a un
neumático para todas las estaciones que tiene un perfil de la banda
de rodadura dividido en dos porciones que tienen diferentes diseños
y que está hecho a partir de diferentes cauchos adaptados al perfil
de la banda de rodadura particular. Particularmente, la porción de
la banda de rodadura con la relación neto/bruto mayor está hecha de
un compuesto "más suave" con un módulo de elasticidad más
bajo.
El solicitante se ha dado cuenta que si los
diseños de la banda de rodadura asimétricos están cada uno formado
sobre una porción de una banda de rodadura, y cada una de las
porciones de la banda de rodadura está formada a partir de
compuestos elastoméricos que tienen un módulo de elasticidad
diferente (midiendo la energía retenida y recuperada durante una
deformación cíclica), la interacción sinérgica resultante entre el
compuesto de la banda de rodadura y el diseño de la banda de
rodadura proporciona un neumático con un nivel de confort y de
suavidad mejorado, así como se consiguen unas características de
manejo mejoradas en condiciones de carretera seca.
La mejora en el manejo y el confort era
especialmente marcado cuando la porción interna de la banda de
rodadura, hacia el vehículo, estaba formada de un compuesto que
tenía un módulo de elasticidad menor, y tenía un diseño de la banda
de rodadura optimizado para funcionar sobre carreteras mojadas. Por
el contrario, la porción externa de la banda de rodadura, también
desde el vehículo, estaba formada de un compuesto con un módulo de
elasticidad más alto, y tenía un diseño de la banda de rodadura
optimizado para curvas en carreteras secas.
Un aspecto de la invención es un neumático que
tiene un diseño asimétrico de la banda de rodadura y se
proporcionan unas características mejoradas de confort y manejo. El
neumático tiene una carcasa radial que tiene dos bordes opuestos;
unos flancos que se extienden a lo largo de los bordes de la carcasa
radial; una banda de rodadura dispuesta radialmente en el exterior
de la carcasa; y una estructura de cintura interpuesta entre la
carcasa y la banda de rodadura. Cuando el neumático está montado
sobre una llanta que está fijada a un vehículo, el lado interno del
neumático es el lado más próximo a la línea central del vehículo,
mientras que el lado externo es el lado más alejado de la línea
central del vehículo durante su funcionamiento normal. La banda de
rodadura tiene una primera porción hecha de un compuesto
elastomérico que tiene un primer módulo de elasticidad, y una
segunda porción hecha de un compuesto elastomérico que tiene un
segundo módulo de elasticidad diferente. La primera porción de la
banda de rodadura tiene un primer módulo de elasticidad a 23ºC
comprendido entre 12 MPa y 16 MPa. La segunda porción de la banda
de rodadura tiene un segundo módulo de elasticidad a 23ºC
comprendido entre 7 MPa y 11 MPa. La primera porción también incluye
un diseño de la banda de rodadura que es diferente del diseño de la
banda de rodadura de la segunda porción.
Las dos porciones de la banda de rodadura son
bandas circunferenciales que pueden tener una anchura constante. La
primera porción está situada adyacente al lado externo de la
carcasa y tiene un diseño de la banda de rodadura optimizado para
resistir fuerzas en curvas cuando el vehículo se maniobra, y para
proporcionar un buen rendimiento de manejo sobre superficies secas.
La segunda porción está situada adyacente al lado interno de la
carcasa y tiene un diseño de la banda de rodadura optimizado para
tracción en condiciones que mojado y lluviosas, y para resistir el
aquaplanning.
La primera porción de la banda de rodadura tiene
un módulo de elasticidad que es mayor por lo menos en 1 MPa que el
módulo de elasticidad de la segunda porción de la banda de rodadura,
y más preferiblemente es mayor en por lo menos 3 MPa.
En otro aspecto, la invención es una banda de
rodadura de un neumático para mejorar las características de manejo
y confort del neumático. La banda de rodadura tiene una primera
porción de banda de rodadura que tiene un primer módulo de
elasticidad y que tiene un primer diseño de la banda de rodadura,
una segunda porción de banda de rodadura formada de un segundo
compuesto elastomérico que tiene un segundo módulo de elasticidad,
y que tiene un segundo diseño de la banda de rodadura grabado sobre
la misma, en el que el primer módulo de elasticidad es por lo
menos
1 MPa mayor que el segundo módulo de elasticidad, a 23ºC. La primera porción de la banda de rodadura está dispuesta adyacente al lado externo del neumático.
1 MPa mayor que el segundo módulo de elasticidad, a 23ºC. La primera porción de la banda de rodadura está dispuesta adyacente al lado externo del neumático.
En otro aspecto de la invención, se proporciona
un procedimiento para mejorar las características de manejo y
confort de un neumático asimétrico, que incluye las etapas de formar
un neumático con una primera porción de banda de rodadura que tiene
un primer módulo de elasticidad, formar una segunda porción de banda
de rodadura que tiene un segundo módulo de las ciudad, formar sobre
la primera porción de la banda de rodadura un primer diseño de la
banda de rodadura que está optimizado para carreteras secas, y
formar sobre la segunda porción de la banda de rodadura un segundo
diseño de la banda de rodadura que está optimizado para carreteras
mojadas.
En otro aspecto, la invención es una rueda
diseñada para montarse en un vehículo, que tiene una llanta y un
neumático. El neumático tiene una banda de rodadura asimétrica con
una primera porción hecha de un compuesto elastomérico que tiene un
primer módulo de elasticidad y un primer diseño de la banda de
rodadura, y una segunda porción hecha de un compuesto que tiene un
segundo módulo de elasticidad diferente y un segundo diseño de la
banda de rodadura. El módulo de elasticidad y el diseño de la banda
de rodadura de dicha primera porción está más optimizado para
carreteras secas, mientras que el módulo de elasticidad y el diseño
de la banda de rodadura de dicha segunda porción está más
optimizado para carreteras mojadas.
Debe entenderse que la descripción general
anterior y la descripción detallada a continuación de la invención
son a modo de ejemplo y explicativas, y están pensadas para
proporcionar una explicación adicional de la invención tal como se
ha reivindicado.
\vskip1.000000\baselineskip
Los dibujos adjuntos se incluyen para
proporcionar una comprensión adicional de la invención y se
incorporan y constituyen una parte de la memoria, que muestra una
realización de la invención, y junto con la descripción sirve para
explicar los principios de la invención. En los dibujos:
La figura 1 es una sección transversal axial
que muestra un neumático para un vehículo según una realización de
la presente invención;
La figura 2 es una vista frontal que muestra un
neumático según una realización de la presente invención, que tiene
un diseño de la banda de rodadura de tipo asimétrico.
\vskip1.000000\baselineskip
Ahora se hará referencia en detalle las
realizaciones actualmente preferidas de la invención, cuyos ejemplos
se describen en la memoria adjunta y se ilustran en los dibujos
adjuntos.
Los neumáticos según la presente invención, que
tienen varias configuraciones de diseños de la banda de rodadura,
han mostrado que pueden obtener el deseado rendimiento de manejo y
confort, así como durabilidad y baja resistencia la rodadura,
utilizando un diseño de la banda de rodadura asimétrico junto con
una banda de rodadura dividida en dos porciones, estando cada
porción hecha a partir de un compuesto elastomérico que tiene un
módulo de elasticidad diferente. Las dos porciones de la banda de
rodadura son en forma de bandas circunferenciales adyacentes entre
sí, y separadas mediante un plano perpendicular al eje de rotación
del neumático. La banda de rodadura externa (o primera porción de
la banda de rodadura), definida como la porción dispuesta más
próxima al borde externo del neumático alejado del vehículo, es más
rígida y tiene un diseño de la banda de rodadura diseñado para
resistir las fuerzas de las curvas cuando el vehículo gira. En este
contexto, "más rígida" indica un módulo de elasticidad más
alto, y "más blanda" un módulo de elasticidad más bajo del
compuesto elastomérico. La porción externa de la banda de rodadura
tiene un diseño de la banda de rodadura utilizado para proporcionar
tracción sobre carreteras secas. La porción de la banda de rodadura
cerca del borde interno del neumático encarado con el vehículo es
la banda de rodadura interna (o segunda porción de la banda de
rodadura), y está hecho de un compuesto más blando con un módulo de
elasticidad menor que el de la banda de rodadura externa. La porción
interna de la banda de rodadura tiene un diseño de la banda de
rodadura optimizado para evitar el aquaplanning y para proporcionar
tracción sobre carreteras mojadas.
La figura 1 es una vista en sección transversal
que muestra una realización del neumático según la presente
invención. El neumático 1 comprende una carcasa 2 que tiene una
estructura de refuerzo formada por al menos una tela 4 de tejido
recubierto con caucho, con cuerdas de refuerzo hechas de hilo o
alambre textil o metálico. Esta tela 4 está incorporada en el
compuesto elastomérico del tejido y tiene unos extremos 6 anclados
cada uno a un alambre de talón 8. Preferiblemente, los extremos 6 de
la telas de la carcasa están envueltos alrededor del alambre de
talón 8 y giran radialmente hacia la banda de rodadura del
neumático, a lo largo de por lo menos una parte del flanco 10. Unos
elementos de relleno 12 hechos de caucho están situados entre la
tela 4 y su extremo doblado hacia arriba 6. La parte del neumático
que comprende el núcleo de talón 8, el elemento 12, y el extremo
doblado hacia arriba de la tela 6 forman el talón del neumático que
se utiliza para el anclaje del neumático a la llanta
correspondiente, no representada.
La carcasa del neumático es preferiblemente una
carcasa de tipo radial, que tiene cuerdas de refuerzo que están
dispuestas en planos a lo largo del eje de rotación del neumático.
Una banda de rodadura 34 está prevista circunferencialmente sobre
la carcasa, y forma la superficie del neumático que está en contacto
con el suelo. La anchura L de la banda de rodadura está definida
mediante la distancia entre los puntos de intersección en las
curvaturas de la banda de rodadura 34 y de los flancos 10. Un
diseño de la banda de rodadura está formado sobre la banda de
rodadura, y comprende una pluralidad de bloques 18 y 20, separados
entre sí mediante muescas y ranuras 22, 24 correspondientes, que se
extienden tanto circunferencialmente como transversalmente a través
de la banda de rodadura. Además, estos bloques podrán estar
provistos de varias hendiduras y cortes. La combinación de estos
elementos estructurales en varias configuraciones puede generar
muchos diseños diferentes de la banda de rodadura, que se pueden
utilizar para diferentes aplicaciones del neumático.
El neumático 1 también comprende una estructura
de cintura 26 dispuesta en la sección de corona de la carcasa 2,
interpuesta entre la carcasa 2 y la banda de rodadura 34, y que se
extiende desde un flanco del neumático al otro a lo largo de
substancialmente toda la anchura de la banda de rodadura. La
estructura de cintura 26 comprende dos capas radialmente
superpuestas 28 y 30 de cuerdas de refuerzo, preferiblemente
metálicas. Las cuerdas de refuerzo en cada capa son paralelas entre
sí, pero están atravesadas respecto a las cuerdas de la capa
adyacente formando un ángulo. Preferiblemente, la estructura de
cintura 26 también comprende una capa adicional frente a los de
cuerdas de refuerzo situadas radialmente más alejadas del eje de
rotación del neumático que las capas 28 y 30, y preferiblemente
hechas de hilos textiles, o incluso más preferiblemente de un
material que se contrae con el calor, tal como nylon, orientado en
la dirección circunferencial.
La banda de rodadura 34 del neumático 1 tiene
dos porciones circunferenciales A y B que están dispuestas
adyacentes entre sí, tal como se muestra en la figura 1 y en la
figura 2. Una primera porción A de la banda de rodadura está
dispuesta adyacente a la cara externa 36 del neumático, y está
formada de un compuesto elastomérico que tiene un primer módulo de
elasticidad. Éste módulo de elasticidad es alto, y se puede obtener
de diferentes maneras, bien conocidas para los expertos en la
materia, añadiendo algún elemento específico en el compuesto, por
ejemplo, mediante la utilización de un relleno de negro de carbón o
variando la cantidad de varios tipos de caucho en el compuesto. La
composición real del compuesto elastomérico que forma la primera
porción de la banda de rodadura puede variar, mientras se obtenga el
primer módulo de elasticidad deseado.
La primera porción A de la banda de rodadura
está provista de un primer diseño de la banda de rodadura, tal como
se muestra en la figura 2. En una realización preferida, este primer
diseño de la banda de rodadura se puede optimizar para proporcionar
un buen rendimiento en las curvas y unas buenas características de
manejo del neumático en condiciones de seco. Esto se realizó
proporcionando un primer diseño de la banda de rodadura que tiene
un número reducido de ranuras y muescas, de manera que la mayoría
del compuesto elastomérico está en contacto de fricción con el
pavimento durante las operaciones normales. La cantidad de
compuesto elastomérico que contacta con el suelo se puede describir,
tal como se sospechaba anteriormente, como la relación entre neto y
bruto de la banda de rodadura. De esta manera, una mayor relación de
neto y bruto indica que más compuesto elastomérico está en contacto
con el pavimento, lo que provoca unas mejores características de
manejo en condiciones de seco para el neumático, en un desgaste
reducido de un neumático bien diseñado.
\newpage
La segunda porción B de la banda de rodadura
está formada de un compuesto elastomérico que tiene un segundo
módulo de elasticidad diferente del primer módulo, en particular
menor que el primero. Se puede obtener de diferentes maneras, bien
conocidas para los expertos en la materia, tal como mediante la
adición de componentes de caucho específicos en el compuesto, o
mediante la variación de las cantidades de varios tipos de
componentes de caucho en el elastómero o mediante la adición de
sílice en el propio compuesto.
Para conseguir mejores ventajas de estas
propiedades, la segunda porción B está dispuesta preferiblemente
sobre un lado interno de la banda de rodadura adyacente a la cara
interna 38 del neumático, que es el lado encarado con el vehículo
cuando el neumático se monta en el vehículo.
La segunda porción B de la banda de rodadura
también tiene un segundo diseño de la banda de rodadura que es
diferente del primer diseño de la banda de rodadura, tal como se
muestra en la figura 2. El segundo diseño de la banda de rodadura
está optimizado para proporcionar unas buenas condiciones de manejo
en condiciones de mojado, y para resistir el aquaplanning del
neumático. Esto se consigue proporcionando más ranuras y muescas, de
manera que menos área de superficie de compuesto elastomérico está
en contacto con el pavimento en esta porción de la banda de
rodadura. En otras palabras, el diseño de la banda de rodadura de
esta porción de la banda de rodadura tiene una relación menor de
neto y bruto que el diseño de la banda de rodadura utilizado en la
primera porción de la banda de rodadura. Cuanto más frecuentes y
mayores sean las ranuras en las muescas, mayor es el espacio para
que el agua atrapada entre neumático y el pavimento se escape. El
diseño de la banda de rodadura con una relación entre neto y bruto
menor evita que se forme una capa de agua bajo el neumático, de
manera que las porciones del diseño de la banda de rodadura que
forman los bloques pueden permanecer en contacto con el pavimento.
De esta manera, el diseño de la banda de rodadura evita el
aquaplanning del neumático del pavimento a altas velocidades.
Por ejemplo, el diseño de la banda de rodadura
mostrado la figura 2 es un neumático Pirelli conocido bajo la marca
"P200 CHRONO ENERGY^{TM}", que tiene un área interna con
grandes ranuras para la expulsión del agua, un área central robusta
para una estabilidad mejorada en rectas y agarre en la frenada, y un
área externa con grandes bloques laterales que aseguran un alto
agarre en las curvas.
El diseño de la banda de rodadura también tiene
un efecto sobre la rigidez del neumático. En general, la rigidez del
neumático es una función del diseño de la banda de rodadura y del
módulo de elasticidad del compuesto de la banda de rodadura. Cuanto
mayor es la relación entre neto y bruto del diseño, más rígido
tiende a ser el neumático. Como resultado, en el neumático según la
invención, tanto el diseño de la banda de rodadura como la
composición del compuesto de la banda de rodadura producen una
porción externa del neumático más rígida, y una porción interna
menos rígida. Se produce una sinergia entre el efecto del diferente
diseño de la banda de rodadura y el módulo de elasticidad del
compuesto de la banda de rodadura en las dos porciones de la banda
de rodadura, de manera que las características de regiones
resultantes del neumático proporcionan una mejor conducción y manejo
que las que se podrían obtener solamente variando el diseño de la
banda de rodadura o el módulo de elasticidad del compuesto de la
banda de rodadura a través de la banda de rodadura.
En un ejemplo del neumático según la invención,
un compuesto de bajo módulo de elasticidad está acoplado con un
diseño de la banda de rodadura menos lleno, resultando en una banda
de rodadura más blanda y menos rígida. Este compuesto se utiliza en
la segunda porción B de la banda de rodadura para mejorar el
confort conjunto y la suavidad de funcionamiento para todo el
neumático. Al mismo tiempo, el neumático tiene algunas capacidades
de manejo en seco mejoradas proporcionadas por la primera porción A
de la banda de rodadura, que tiene una relación entre neto y bruto
mayor de un compuesto con un módulo de elasticidad mayor.
La diferencia entre el módulo de elasticidad de
la primera y la segunda porción de la banda de rodadura es
preferiblemente de por lo menos 1 MPa, medido a 23ºC. En una
realización preferida de la invención, la primera porción de la
banda de rodadura A tiene un módulo de elasticidad medido a 23ºC
comprendido entre 12 MPa y 16 MPa, y la segunda porción de la banda
de rodadura tiene un módulo de elasticidad medido a 23ºC
comprendido entre 7 MPa y 11 MPa.
En una realización más preferida según la
invención, la diferencia entre los módulos de las dos porciones es
de por lo menos 3 MPa, medidos a 23ºC. En otra realización más
preferida de la invención, a 23ºC el módulo de elasticidad de la
primera porción de la banda de rodadura es de 14,3 MPa, y el módulo
de elasticidad de la segunda porción de la banda de rodadura es de
9,3 MPa.
Los valores reales del módulo de elasticidad
para el compuesto elastomérico de la primera y segunda porciones de
la banda de rodadura se pueden ajustar para satisfacer aplicaciones
específicas del neumático, por ejemplo, neumáticos para automóviles
deportivos, con neumáticos diseñados para su funcionamiento en
condiciones de mojado o con barro, mientras la diferencia entre los
dos valores se mantenga dentro de un rango preferido.
En una realización preferida de la invención, la
anchura de la primera porción de la banda de rodadura y la anchura
de la segunda porción de la banda de rodadura están dimensionadas
para conseguir el equilibrio deseado del rendimiento de manejo
mejorado y del confort y suavidad mejorados durante el
funcionamiento. Tal como se muestra en la figura 2, la primera
porción A de la banda de rodadura dispuesta adyacente a la
superficie externa 36 del neumático ocupa aproximadamente en el 50%
de la anchura total de la banda de rodadura. En general, la
sinergia deseada entre las dos porciones de la banda de rodadura se
obtiene cuando la anchura de la segunda porción de la banda de
rodadura está comprendida entre el 25% y el 80% de la anchura total
de la banda de rodadura, con la banda de rodadura restante estando
ocupada mediante la primera porción de la banda de rodadura. En una
realización más preferida, la segunda porción de la banda de
rodadura ocupa entre el 50% y el 80% de la anchura total de la
banda de rodadura. Se pueden utilizar otras separaciones de
porcentajes entre la primera y la segunda porciones de la banda de
rodadura en diversas aplicaciones para optimizar el manejo y el
confort. En todas las realizaciones, los flancos del neumático
están formados de un compuesto elastomérico diferente del compuesto
de la banda de rodadura, y no son parte de la primera porción o de
la segunda porción de la banda de rodadura.
En una realización preferida de la invención, la
banda de rodadura tenía una porción externa y una porción interna.
La porción externa estaba formada del compuesto A, y la porción
interna del compuesto B. La composición de los compuestos A y B se
indica en la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las propiedades medias de los compuestos A y B
se describen en la tabla 2. En la tabla 2, el módulo de elasticidad
E' (que mide la energía retenida y recuperada durante una
deformación cíclica) y el factor de pérdida "tan \delta"
(tan
\delta = E''/E', donde E'' = módulo de pérdida que se determina midiendo la energía térmica disipada durante una deformación cíclica), se midieron sobre una pieza de prueba cilíndrica con un diámetro de 14 mm y una longitud de
25 mm. La prueba se realizó a 70ºC, con una frecuencia de deformación sinusoidal de 100 Hz, sobre una pieza de prueba precomprimida al 25% sometida a una deformación adicional del 3,5% respecto a la pieza de prueba no deformada. Antes de la prueba, se sometió a la pieza de prueba a un ciclo de acondicionamiento convencional para estabilizar los datos de las mediciones posteriores. Por ejemplo, la pieza de prueba se podría obtener a partir de una porción de la banda de rodadura.
\delta = E''/E', donde E'' = módulo de pérdida que se determina midiendo la energía térmica disipada durante una deformación cíclica), se midieron sobre una pieza de prueba cilíndrica con un diámetro de 14 mm y una longitud de
25 mm. La prueba se realizó a 70ºC, con una frecuencia de deformación sinusoidal de 100 Hz, sobre una pieza de prueba precomprimida al 25% sometida a una deformación adicional del 3,5% respecto a la pieza de prueba no deformada. Antes de la prueba, se sometió a la pieza de prueba a un ciclo de acondicionamiento convencional para estabilizar los datos de las mediciones posteriores. Por ejemplo, la pieza de prueba se podría obtener a partir de una porción de la banda de rodadura.
\vskip1.000000\baselineskip
Además, el neumático de la figura 2, según la
presente invención, se ha comparado con neumáticos que tienen el
mismo diseño de la banda de rodadura y diferentes compuestos en
algunas pruebas de conducción sobre la carretera. Estos neumáticos
de comparación tienen el diseño de la banda de rodadura del
neumático disponible por parte de Pirelli bajo la marca "P200
CHRONO ENERGY^{TM}". Los resultados se muestran en la tabla
3.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las puntuaciones, sobre una escala de 1 a 10,
reflejan la opinión del conductor de prueba. Cuánto más alta es
puntuación, mejor es el resultado.
La tabla muestra que el rendimiento del
neumático de la invención es sustancialmente mejor que los otros
neumáticos de las pruebas. En esta realización, los diferentes
valores del módulo de elasticidad para el lado diferente de la
banda la rodadura se consiguen principalmente cambiando la cantidad
del tipo diferente de cauchos utilizados en el compuesto. Es bien
conocido para los expertos en la materia obtener diferentes valores
del módulo de elasticidad mediante la utilización del tipo y/o
cantidad de los componentes que forman el compuesto.
\newpage
En otra realización según la invención, la banda
de rodadura para un neumático se podría formar en tres porciones.
Las tres porciones incluyen dos porciones laterales, situadas en
los bordes de la banda de rodadura, adyacentes a los flancos del
neumático, y una porción central, dispuesta en el centro axial de
la banda de rodadura. Las tres porciones de la banda de rodadura son
preferiblemente en forma de bandas circunferenciales. La porción
central de la banda de rodadura está formada de un compuesto
elastomérico que tiene un bajo módulo de elasticidad y que tiene un
diseño de la banda de rodadura menos lleno. Las dos porciones
laterales están hechas de un compuesto que tiene un módulo de
elasticidad mayor y tienen un diseño de la banda de rodadura más
lleno. Esta realización se podría utilizar para neumáticos de
automóviles o motocicletas, y proporcionaría beneficios de manejo y
confort.
Será evidente para los expertos en la materia
que se pueden realizar modificaciones y variaciones en la estructura
de la presente invención, sin apartarse del alcance de la
invención. De esta manera, se pretende que la presente invención
cubra las modificaciones y las variaciones de la presente invención
siempre que estén dentro del alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para conveniencia del lector. No forma parte
del documento de Patente Europea. Aunque se haya tenido un gran
cuidado en recoger las referencias, no puede excluirse la presencia
de errores u omisiones y por ello la EPO declina cualquier
responsabilidad a este respecto.
\bullet GB 1588575 A [0009]
\bullet EP 864446 A [0010] [0011]
\bullet DE 3525394 A [0012]
\bullet EP 0071809 A [0013]
Claims (15)
1. Neumático (1) para un vehículo, que
comprende:
una carcasa radial (2);
una banda de rodadura (34) dispuesta radialmente
en el exterior de la carcasa (2); y
una estructura de cintura (26) interpuesta entre
la carcasa (2) y la banda de rodadura (34);
comprendiendo la banda de rodadura (34):
una primera porción de la banda de rodadura (A)
formada de un primer compuesto elastomérico que tiene un primer
módulo de elasticidad y que tiene un primer diseño de la banda de
rodadura grabado sobre la misma; y
una segunda porción de la banda de rodadura (B)
formada de un segundo compuesto elastomérico que tiene un segundo
módulo de elasticidad, y que tiene un segundo diseño de la banda de
rodadura grabado sobre la misma;
siendo el primer diseño de la banda de rodadura
formado sobre la primera porción (A) diferente del segundo diseño
de la banda de rodadura formado sobre la segunda porción (B); y
siendo el primer módulo de elasticidad de dicha
primera porción (A) diferente del segundo módulo de elasticidad de
dicha segunda porción (B);
teniendo el primer diseño de la mano de rodadura
una relación neto/bruto mayor que la del segundo diseño de la banda
de rodadura;
estando caracterizado dicho neumático por
el hecho de que:
el primer módulo de elasticidad está comprendido
entre aproximadamente 12 MPa y 16 MPa, medido a 23ºC, y el segundo
módulo de elasticidad está comprendido entre aproximadamente 7 MPa y
11 MPa, medido a 23ºC.
2. Neumático (1) según la reivindicación 1, en
el que la primera (A) y la segunda (B) porciones de la banda de
rodadura están separadas a lo largo de un plano perpendicular a un
eje de rotación del neumático.
3. Neumático según la reivindicación 1, en el
que la primera porción de la banda de rodadura (A) es adyacente a
un lado (36) del neumático (1) adaptado para estar encarado en
sentido contrario a una línea central del vehículo.
4. Neumático según la reivindicación 1, en el
que la primera porción de la banda de rodadura (A) es una banda de
una anchura axial constante.
5. Neumático según la reivindicación 1, en el
que en la primera porción de la banda de rodadura (A) tienen la
misma anchura que la segunda porción de la banda de rodadura
(B).
6. Neumático según la reivindicación 1, en el
que la segunda porción de la banda de rodadura es adyacente a un
lado (38) del neumático (1) adaptado para estar encarado hacia una
línea central del vehículo.
7. Neumático según la reivindicación 1, en el
que el segundo diseño de la banda de rodadura tiene una relación
neto/bruto optimizada para carreteras mojadas.
8. Neumático según la reivindicación 1, en el
que el primer diseño de la banda de rodadura tiene una relación
neto/bruto optimizada para carreteras secas.
9. Neumático según la reivindicación 1, en el
que la segunda porción de la banda de rodadura (B) tiene una
anchura de entre el 25% y el 80% de una anchura combinada de la
primera (A) y la segunda (B) porciones de la banda de rodadura.
10. Neumático según la reivindicación 1, en el
que la segunda porción de la banda de rodadura (B) tiene una
anchura de entre el 50% y el 80% de una anchura combinada de la
primera y la segunda porciones de la banda de rodadura.
11. Neumático según la reivindicación 1, en el
que el primer módulo de elasticidad es por lo menos 1 MPa mayor que
el segundo módulo de elasticidad, a 23ºC.
12. Neumático según la reivindicación 1, en el
que el primer módulo de elasticidad es por lo menos 3 MPa mayor que
el segundo módulo de elasticidad, a 23ºC.
13. Neumático según la reivindicación 1, en el
que la banda de rodadura también comprende por lo menos una porción
adicional formada de uno de primer y segundo compuestos
elastoméricos, estando dispuesta dicha por lo menos una porción
adicional para formar una banda de rodadura de una primera y una
segunda porciones de compuesto elastomérico alternadas.
14. Vehículo equipado con por lo menos una
rueda, que comprende:
una llanta; y
un neumático (1) montado sobre la llanta;
comprendiendo también el neumático:
una carcasa radial (2);
unos flancos (10) que se extienden a lo largo de
los bordes de la carcasa radial (2);
una banda de rodadura (34) dispuesta radialmente
en el exterior de la carcasa (2); y
una estructura de cintura (26) interpuesta ante
la carcasa (2) y la banda de rodadura (34);
comprendiendo la banda de rodadura (34):
una primera porción de la banda de rodadura (A)
formada de un primer compuesto elastomérico que tiene un primer
módulo de elasticidad y que tiene un primer diseño de la banda de
rodadura grabado sobre la misma; y
una segunda porción de la banda de rodadura (B)
formada y un segundo compuesto elastomérico que tiene un segundo
módulo de elasticidad, y que tiene un segundo diseño de la banda de
rodadura grabado sobre la misma;
siendo el primer diseño de la banda de rodadura
formando sobre la primera porción (A) diferente del segundo diseño
de la banda de rodadura formado sobre la segunda porción (B); y
siendo el primer módulo de elasticidad de dicha
primera porción (A) diferente del segundo módulo de elasticidad de
dicha segunda porción (B);
teniendo el primer diseño de la banda de
rodadura una relación neto/bruto mayor que la del segundo diseño de
la banda de rodadura;
caracterizado por el hecho de que:
el primer módulo de elasticidad está comprendido
entre aproximadamente 12 MPa y 16 MPa, medido a 23ºC, y el segundo
módulo de elasticidad está comprendido entre aproximadamente 7 MPa y
11 MPa, medido a 23ºC.
15. Vehículo según la reivindicación 14, en el
que la rueda está montada sobre el vehículo para tener dicha
primera porción (A) de la banda de rodadura cerca del borde externo
(36) del neumático encarado en sentido contrario al del vehículo y
dicha segunda porción (B) de la banda de rodadura cerca del borde
interno (38) del neumático (1) encarado con el vehículo.
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| EP98124194 | 1998-12-21 | ||
| EP98124194 | 1998-12-21 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2293747T3 true ES2293747T3 (es) | 2008-03-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99968807T Expired - Lifetime ES2293747T3 (es) | 1998-12-21 | 1999-12-20 | Banda de rodadura para neumatico de composicion dual. |
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