ES2304133T3

ES2304133T3 - Camara de aire para neumatico de seguridad.

Info

Publication number: ES2304133T3
Application number: ES01981054T
Authority: ES
Inventors: Yuji Yamaguchi; Masahiko Yamamoto; Yugo Zuigyo; Osamu Saito; Tetsuhito Tsukagoshi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2008-09-16
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: DE60133763T2; JPWO2002043975A1; EP1338442B1; JP4663211B2; WO2002043975A1; US20030178116A1; US20060081318A1; EP1338442A1; DE60133763D1; US7017633B2; EP1338442A4

Abstract

Una cámara tórica de aire (3) para un neumático de seguridad (1) colocada en el interior del neumático (2) e inflada bajo una cierta presión interna y deformada al expandirse por causa de un descenso de una presión interna del neumático para sustituir al neumático en el soporte de la carga, en la que al menos una porción de la cámara tórica de aire que se deforme al expandirse y que esté dotada de una forma de toro hueco está hecha de un componente de soporte de la tensión y en la que la porción que se deforma al expandirse tiene una característica de cociente de extensión en función de la fuerza tensora tal que según va aumentando una extensión por efecto de la deformación al expandirse, una fuerza tensora por unidad de anchura se incrementa gradualmente, y en la que se da una rigidez inicial en una dirección biaxial a la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse.

Description

Cámara de aire para neumático de seguridad.

Esta invención versa acerca de una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad que se emplea en un neumático de seguridad capaz de seguir rodando a lo largo de una distancia dada aunque la presión interna del neumático descienda o desaparezca debido al pinchazo del neumático u otra causa similar y que se expande y deforma por la caída de la presión interna del neumático o algo similar para sustituir al neumático en el soporte de la carga.

Hasta el momento, se han propuesto diversos neumáticos como neumático de seguridad capaz de seguir rodando de manera segura hasta un lugar dotado de material para la sustitución o reparación del neumático aunque la presión interna del neumático descienda o desaparezca debido al pinchazo del neumático, desperfecto de una válvula de aire o algo similar.

Entre ellos, los documentos WO98/23457 y WO99/32308 presentan, por ejemplo, neumáticos de seguridad que consisten en ambos casos en una combinación de un neumático que comprende una porción de banda de rodadura, un par de porciones que hacen de paredes laterales y porciones de talón con un componente tórico de aire colocado en el neumático y que es inflado con una presión interna y que se expande y deforma por la caída de la presión interna del neumático para sustituir al neumático en el soporte de la carga.

En el primer neumático de seguridad, se colocan dos capas cruzadas con hilos a modo de cinturón del neumático sobre una porción circunferencial exterior del componente tórico de aire como componente de refuerzo para restringirlo, y el componente tórico de aire puesto en el neumático en uso se hincha con una presión superior en 50-500 kPa a la presión interna del neumático, y si se produce un pinchazo del neumático, merced a una fuerza expansiva del componente tórico de aire, se rompen los hilos del componente de refuerzo para su restricción y, por lo tanto, el componente tórico de aire expandido sustituye al neumático en el soporte de carga. El segundo es un neumático de seguridad de un sistema neumático doble formado montando un neumático exterior y una película tórica (componente tórico de aire) colocada en su interior, y que es similar a una estructura de neumático radial sobre una llanta, en la que se proporciona un componente tórico de aire dotado de una capa de refuerzo en su porción circunferencial exterior con elementos anulares de refuerzo (hilos) colocados a intervalos dados en una dirección que va a lo ancho, y si el neumático se pincha, mediante una fuerza expansiva del componente tórico de aire, se rompen los hilos de la capa levantada de refuerzo y los elementos anulares de refuerzo, y, por lo tanto, el componente tórico de aire sustituye al neumático en el soporte de la carga.

Entre estos neumáticos de seguridad, el tipo que contempla la rotura de los hilos en el interior del componente tórico de aire tiene un problema que consiste en que el propio componente tórico de aire se deteriore y se rompa por causa del hilo roto y que pierda su función de neumático de seguridad, mientras que el tipo que contempla la rotura de los hilos en el exterior del componente tórico de aire tiene un problema que consiste en que los hilos rotos deterioren una porción de la cara exterior del componente tórico de aire y una porción de la cara interior del neumático, que incluye una carcasa. En ambos tipos, por lo tanto, resulta difícil garantizar suficientemente una distancia segura de recorrido después del pinchazo de este tipo de neumático de seguridad.

Por otro lado, el documento WO00/30877 presenta un neumático de seguridad en el que la capa levantada de refuerzo colocada en el componente tórico de aire está hecha de hilos, cada uno de los cuales consiste en un alambre central y en alambres envueltos de forma helicoidal que dan vueltas en torno al alambre central, y el hilo puede soportar una diferencia de presión en un recorrido habitual, así como una fuerza centrífuga, y tiene una estructura tal que se rompa el alambre central pero los alambres envolventes se extiendan sin romperse ante una circunstancia de pérdida de aire motivada por un pinchazo o algo similar, y en el que al alambre envolvente se le dé una periferia suficiente para una deformación al expandirse el componente tórico de aire, con lo que puede evitarse la aparición del problema mencionado anteriormente que se produce cuando los hilos se rompen en su conjunto.

Sin embargo, en este neumático de seguridad no está garantizado que el alambre central del hilo como pieza resistente a la tensión se rompa de manera oportuna a lo largo de toda la circunferencia, ni que el componente tórico de aire ocupe la totalidad de la anchura cuando se produzca la deformación del componente tórico de aire al expandirse. Hasta un momento en el que los alambres envolventes del hilo soporten la fuerza expansiva del componente tórico de aire tras la rotura del alambre central del hilo, el componente tórico de aire es deformado violentamente en su expansión bajo una acción de una pequeña fuerza tensora o de un pequeño esfuerzo tensor, de modo que hay un problema porque el componente tórico de aire entra en contacto por igual con toda la cara interna del
neumático.

Se llama también la atención a la exposición del documento US-A-3724521.

La presente invención se propone solventar los problemas anteriores de la técnica convencional y proporcionar una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad capaz de entrar en contacto de forma suficiente y por igual con toda la cara interna de un neumático sin causar problemas de durabilidad y similares resultantes de la rotura del propio hilo cuando es deformada en su expansión la cámara tórica de aire con el descenso de una presión interna del neumático o algo similar.

Se coloca dentro de un neumático una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad según la invención y se infla bajo una cierta presión interna y se deforma en su expansión mediante una caída de la presión interna para sustituir al neumático en el soporte de la carga, en la que al menos una porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse, dotada de una forma tórica hueca, esté hecha de un componente de soporte de la tensión y en la que la porción que se deforma al expandirse tenga una característica de tal cociente de extensión en función de la fuerza tensora que, según se incrementa una extensión por la deformación al expandirse, se va incrementando gradualmente la fuerza tensora por unidad de anchura y donde se da una rigidez inicial en una dirección biaxial a la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse.

El componente de soporte de la tensión es preferible que esté construido con una o más láminas de polímero, o con una o más capas de un compuesto de una lámina de polímero, o componente fibroso, y caucho.

El neumático de seguridad que comprende tal cámara tórica de aire y un neumático que acoge la cámara tórica de aire, se monta sobre una llanta normal para formar un conjunto de seguridad formado por el neumático y la llanta, que se pone en funcionamiento dando una cierta presión de aire o presión de un gas distinto al aire al interior del neumático e inflando el interior de la cámara tórica de aire con una presión interna más elevada que la presión interna del neumático.

La expresión "llanta normal" usada aquí significa una llanta definida en el Anuario Jatma [Jatma Yearbook] (2000), en el Manual Normalizado de ETRTO [ETRTO Standard Manual] de 2000, en el Anuario TRA (The Tire and Rim Association, Inc.) de 2000, etcétera. En el Anuario Jatma, por llanta normal se entiende una llanta autorizada descrita en la información general. Una presión de aire dada significa una presión de aire especificada en conformidad con una capacidad de carga definida en el mismo Anuario Jatma, Manual Normalizado ETRTO, Anuario TRA,
etcétera.

En tal neumático de seguridad montado sobre la llanta, cuando se rueda bajo carga en presencia de una presión de aire dada que infla el neumático, la fricción de la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse con una cara circunferencial interna de la porción de rodadura o algo similar por acción de la fuerza centrífuga o algo similar puede evitarse de manera efectiva en una zona de contacto con el suelo de la porción de rodadura mediante una acción del componente de soporte de la tensión que hace el papel de componente de restricción del aumento de tamaño en la cámara tórica de aire y, por ende, de la lámina de polímero o del compuesto.

Por otro lado, cuando la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la cámara tórica de aire sobrepasa un cierto valor dado ante el descenso o desaparición de la presión interna del neumático, la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse se ve sujeta a una deformación al expandirse bajo la deformación al expandirse la lámina de polímero o del compuesto, y se aproxima de forma más o menos igual a lo largo de toda la cara interna del neumático, para que la cámara tórica de aire sustituya al neumático en el soporte de la carga mientras mantiene la presión interna y suprime el aumento de deformación por doblado del neumático y, por ende, puede lograrse seguir rodando con seguridad incluso a pesar del pinchazo del neumático o algo similar.

En la deformación por expansión de la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse, hecha de la lámina de polímero o de compuesto como componente de soporte de la tensión debida al pinchazo del neumático o algo similar, puesto que la porción que se deforma al expandirse tiene tal característico cociente de extensión en función de la fuerza tensora que la fuerza tensora por unidad de anchura aumenta gradualmente según va aumentando la extensión, la porción que se deforma al expandirse, y, por ende, la cámara tórica de aire, se deforma al expandirse en ambas direcciones de la circunferencia completa y de la anchura completa sin concentración de la deformación local y, en consecuencia, la cámara tórica de aire es deformada al expandirse, de forma gradual y por igual, hacia la cara interna del neumático para aproximarse con firmeza a toda la cara interna del
neumático.

Por lo tanto, puede evitarse de manera efectiva la degradación de la durabilidad en el neumático y en la cámara tórica de aire resultante de un contacto viciado o un contacto desequilibrado de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático o algo similar. Además, es preferible que una región de la cámara tórica de aire que esté en contacto con la llanta de una rueda o que dé a la misma sea de forma sustancial una porción que no se deforme al producirse la expansión.

Según esta construcción, la propiedad de la cámara tórica de aire ajustada a la llanta queda suficientemente asegurada gracias a la porción que no se deforma al producirse la expansión, y el cambio en la posición de contacto de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático es evitado suficientemente bajo la acción de la cámara tórica de aire aun al rodar el neumático de seguridad bajo carga o realizando lo que se denomina recorrido con rueda pinchada, con lo que la durabilidad puede ser mejorada aún más.

Además, a la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse se le da una rigidez inicial en una dirección biaxial. La expresión "rigidez inicial" usada aquí significa que un módulo tensor determinado de un gradiente de hasta una extensión del 5%, antes de que la porción que se deforma al expandirse o de que el componente de soporte de la tensión se vean sujetos directamente a la deformación al expandirse, no es inferior a 10 MPa, y la expresión "dirección biaxial" significa dos líneas axiales perpendiculares entre sí en una dirección arbitraria.

Tal rigidez inicial en la dirección biaxial potencia la propiedad de que mantenga su forma la cámara tórica de aire antes de que la cámara tórica de aire sea deformada al expandirse por la caída de la presión interna del neumático, y sirve para igualar suficientemente las tensiones en las direcciones respectivas mientras se restringe de forma efectiva la extensión en solo una dirección.

Cuando el módulo tensor es inferior a 10 MPa, está ausente la propiedad de que mantenga su forma la cámara tórica de aire, y se agranda un diámetro exterior de la misma o similar, y, por ende, la cámara tórica de aire podría dañarse al entrar en contacto con la cara interna del neumático.

Además, es preferible que una curva de la fuerza tensora con respecto al cociente de extensión en la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse llegue a tener sustancialmente una forma de pico dentro de una gama de extensión de hasta el 100% del cociente de extensión.

Más en particular, es mayor un gradiente medio de fuerza tensora con respecto a un cociente de extensión del 0 al 5% cuando se expande la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse según el suministro de una presión interna a la cámara tórica de aire que un gradiente medio de fuerza tensora con respecto a un cociente de extensión del 5 al 100% cuando se deforma al expandirse la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse acompañada por la caída de la presión interna del neumático.

Según esta construcción, es grande un cociente creciente de fuerza tensora con respecto al cociente de extensión en la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse cuando el neumático de seguridad rueda normalmente bajo carga, de modo que puede darse una gran fuerza que resista la fuerza centrífuga, o algo similar, a la porción que se deforma al expandirse, mientras que cuando la porción que se deforma al expandirse supera el 5% y se deforma al expandirse debido al pinchazo del neumático o algo similar, la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse se deforma de modo homogéneo y con suavidad bajo un pequeño cociente creciente de fuerza tensora con respecto al cociente de extensión, con lo que la porción que se deforma al expandirse, y, por ende, la cámara tórica de aire pueden entrar en contacto lo suficientemente por igual con toda la cara interna del
neumático.

Por el contrario, cuando se deforma rápidamente la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse, se produce localmente una región de la porción que se deforma al expandirse en la cámara tórica de aire que entra en contacto de manera prematura con la cara interna del neumático, y, por ende, se causan fácilmente un contacto viciado de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático, un doblado parcial de la cámara tórica de aire, etcétera. Una vez que se causan, no puede lograrse un estado de contacto adecuado mediante la fuerza de fricción entre la cámara tórica de aire y el neumático.

Para que se produzca la apropiada deformación al expandirse la cámara tórica de aire, tal como se ha mencionado con anterioridad, es preferible que se aplique un grado de fuerza tensora decreciente al cociente de extensión del 5 al 100% partiendo de un valor máximo de fuerza tensora al cociente de extensión del 0 al 5% en la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse, llegando a no más del 50% del valor máximo, más preferiblemente a no más del 40%, e, idealmente, a no más del 30% a una temperatura atmosférica de 25ºC.

En otras palabras, cuando el grado decreciente de la fuerza tensora en la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse supera el 50% del valor máximo en la deformación al expandirse, puede ocurrir una deformación violenta de la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse, y se acrecienta la posibilidad de que la cámara tórica de aire entre en contacto de forma local y prematura con la cara interna del neumático.

Cuando se usa una tela no tejida a modo de componente fibroso, como forma de extensión de la tela no tejida, empieza en primer lugar la deformación una porción que tenga una resistencia mínima a la tensión, y de forma subsiguiente inicia la deformación una porción dotada de una resistencia a la tensión no tan pequeña antes de que la primera porción alcance un límite de deformación, y se repite una deformación similar hasta que se complete la extensión en el conjunto, de modo que la fuerza tensora pueda disminuir un tanto localmente durante la deformación al expandirse la cámara tórica de aire, pero, viendo la tela no tejida como un todo, la fuerza tensora aumenta gradualmente con el incremento de la deformación al expandirse, y, por ende, puede lograrse un contacto suficientemente igual de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático, y la distribución de tensiones de la propia cámara tórica de aire puede hacerse lo suficientemente uniforme.

En los compuestos anteriores, en particular en el compuesto de componente fibroso y caucho, el espesor de la unidad del componente fibroso está preferiblemente dentro del intervalo de 0,05 a 2,0 mm porque se produce una penetración homogénea de caucho por todo el espesor del componente fibroso, o una distribución uniforme del componente fibroso con respecto al caucho, para desarrollar debidamente una función de resistencia a la tensión inherente al compuesto, o sea, una función que retiene la forma para la cámara tórica de aire en un estado normal del neumático y la función de extensión ante el pinchazo en el compuesto.

Cuando en el compuesto se usa el componente fibroso, el componente fibroso es preferible que esté construido con un material fibroso no orientado. Cuando el componente fibroso está construido con un material fibroso en el que las fibras cortas están distribuidas de forma aleatoria, o con un material no orientado, tal como una tela no tejida o algo similar, puede desarrollarse favorablemente la rigidez mencionada con anterioridad en la dirección biaxial. En este caso, cuando el neumático se rompe relativamente en gran parte, puede evitarse la proyección hacia el exterior por la parte rota del neumático de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse para proteger de manera efectiva la cámara tórica de aire contra daños externos.

En otras palabras, cuando la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse está hecha solo de caucho carente de componente fibroso, o cuando el componente fibroso del compuesto tiene únicamente una rigidez en una dirección uniaxial, la porción que se deforma al expandirse de la cámara tórica de aire deformada al expandirse sobresale en gran medida de la porción rota del neumático hacia el exterior y, por lo tanto, se acrecienta la posibilidad de someter a la cámara tórica de aire a daños externos.

Además, el componente fibroso tiene preferiblemente una estructura tal que en el componente fibroso los extremos de las fibras están dispersos como en la tela no tejida. Esto es así porque, cuando los extremos de las fibras se alinean de forma regular en el componente fibroso, en la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse se originan fácilmente problemas resultantes de la concentración de tensiones en ubicaciones de los extremos de las
fibras.

Como material fibroso usado en la tela no tejida, puede hacerse mención de materiales sintéticos como el poliéster, la poliamida y el alcohol de polivinilo, y de fibras naturales tales como el rayón, la celulosa y similares, solas o en combinación de dos o más de las mismas. También puede usarse un material fibroso distinto de los mencionados anteriormente. Además, puede usarse como material para la tela no tejida una fibra con una estructura de dos capas en la que una capa interna y una capa externa de la propia fibra se hacen de materiales diferentes.

Puesto que el caucho en el compuesto de tela no tejida penetra o invade los espacios entre las fibras en un paso de vulcanizado por el calor y la presión, normalmente no resulta necesario aplicar un tratamiento tal como una aplicación de un adhesivo concreto a la tela no tejida o algo similar, pero puede llevarse a cabo la aplicación del adhesivo o similar si se requiere para obtener una mayor fuerza de adherencia.

También resulta preferible que la proporción de fibra con respecto al caucho en la tela no tejida esté dentro de un intervalo del 4 al 50% en masa para mejorar la dispersión uniforme de las fibras en el caucho. Además, el peso de la tela no tejida es preferible que esté dentro del intervalo de 100-3000 mN/m^{2} (10-300 g/m^{2}).

Cuando el peso es menor de 100 mN/m^{2}, aumenta la falta de homogeneidad en la distribución de fibra y resulta difícil garantizar la uniformidad del compuesto, y, por ende, aumenta la dispersión de la resistencia, la rigidez y la elongación en el punto de ruptura del compuesto, mientras que cuando el peso supera los 3000 mN/m^{2} existe la propensión a que se produzca con facilidad la desunión entre la fibra y el caucho del compuesto.

También resulta preferible que el diámetro medio de la fibra en la tela no tejida esté dentro de un intervalo de 0,01 a 0,2 mm. Cuando el diámetro de la fibra es inferior a 0,01 mm, el enmarañamiento de las fibras es suficiente, pero la penetrabilidad del caucho es baja, y se eleva la posibilidad de que se produzca una desunión interlaminar o algo similar, mientras que cuando supera los 0,2 mm, la penetrabilidad del caucho es elevada, pero el enmarañamiento de las fibras es menor, y subsiste una posibilidad de rigidez insuficiente del compuesto o similar.

Además, el componente fibroso puede estar constituido con varias capas de fibras, por ejemplo varias capas de hilos de fibra en las que las capas de materiales fibrosos puestas lado a lado se crucen entre sí. En este caso, la orientación de los materiales fibrosos es inevitable, pero es posible garantizar las rigideces en direcciones biaxiales y también puede evitarse de manera efectiva la proyección hacia el exterior de la cámara tórica de aire deformada al expandirse a través de una gran porción rota del neumático o algo similar.

En la cámara tórica de aire mencionada con anterioridad, cuando dos o más capas de compuesto se disponen de forma adicional sobre una porción que está frente a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura del neumático, puede restringirse directamente la deformación de la cámara tórica de aire que se aproxima a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura del neumático resultante de la acción de la fuerza centrífuga o algo similar. En este caso, la anchura del compuesto es preferible que sea 0,2 veces o más de una anchura máxima de una cara interna de una porción de pared lateral en un neumático de seguridad montado sobre una llanta, como se mencionó anteriormente, para controlar el arrastre del compuesto resultante de la acción de la fuerza centrífuga. Además, las construcciones de los compuestos entre dos o más capas de compuesto, por ejemplo tipos de componentes fibrosos, pueden diferir entre sí.

Además, pueden colocarse dos o más capas de un compuesto sobre puntos mutuos correspondientes a una posición de una anchura máxima de la cámara tórica de aire. En este caso, el compuesto hace directamente de componente que contrarresta la fuerza centrífuga durante el recorrido del neumático de seguridad bajo carga en el estado normal del neumático.

Además, pueden colocarse dos o más capas de un compuesto sobre una porción correspondiente a una base del talón del neumático. En este caso, se potencia una fuerza para retener la cámara tórica de aire en una posición dada, y en particular se evita de manera efectiva un cambio accidental de posición de la cámara tórica de aire en la deformación al expandirse y después de la deformación al expandirse.

En caso de colocar el compuesto sobre cada porción de la cámara tórica de aire como se ha mencionado anteriormente, es preferible que con respecto a las rigideces de las porciones constituyentes, cada una de las rigideces en una región de corona y la rigidez en una región correspondiente a la base del talón del neumático en la cámara tórica de aire en una posición bajo un inflado de una presión interna se hagan mayores que la rigidez en cada región lateral adyacente a la región de corona para evitar suficientemente el cambio de posición de la cámara tórica de aire, como se ha mencionado más arriba y para garantizar suficientemente una forma plana de la cámara tórica de aire durante el recorrido normal a alta velocidad y para garantizar el mantenimiento de la forma plana de la cámara tórica de aire en la aplicación a un neumático dotado de un grado elevado de planicidad.

La lámina de polímero en el compuesto tiene preferiblemente un módulo inicial de 0,01-1,3 GPa, una tensión de fluencia de 10-33 MPa y una elongación en el punto de ruptura de no menos del 20%, con lo que puede lograrse una excelente propiedad de retención de la forma de la cámara tórica de aire y de la deformación de la misma al expandirse. O sea, cuando las propiedades son menores que los límites inferiores de los valores numéricos anteriores, resulta difícil garantizar una propiedad suficiente de retención de la forma, mientras que cuando exceden los límites superiores, resulta difícil lograr la suficiente deformación al producirse la expansión.

Además, cuando se da al compuesto de la lámina de polímero una propiedad consistente en que el contacto de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático se lleve a cabo en una zona de deformación plástica del compuesto, resulta posible identificar de inmediato mediante la observación visual la cámara tórica de aire de forma fácil y segura después de la puesta en marcha de su función debido a un pinchazo del neumático o algo similar, y, por lo tanto, puede evitarse de manera efectiva una reutilización equivocada de la cámara tórica de
aire.

En tal cámara tórica de aire dotada del compuesto resulta preferible que un cociente E_{P}/E_{W} de fuerza tensora E_{P} al 3% de elongación en una dirección circunferencial con respecto a un esfuerzo tensor E_{W} al 3% de elongación en una dirección que va a lo ancho en una porción que dé a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura del neumático no sea inferior a 1.

Más preferiblemente, un cociente E_{CP}/E_{CW} de fuerza tensora E_{CP} al 3% de elongación en la dirección circunferencial con respecto al esfuerzo tensor E_{CW} al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho en la porción de la cámara tórica de aire dotada del compuesto y que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura del neumático, y un cociente E_{SP}/E_{SW} de fuerza tensora E_{SP} al 3% de elongación en la dirección circunferencial con respecto al esfuerzo tensor E_{SW} al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho en la porción lateral adyacente a la porción que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura satisfacen una relación de E_{CP}/E_{CW} \geq
E_{SP}/E_{SW}.

En tal cámara tórica de aire dotada del compuesto, la expresión "esfuerzo tensor al 3% de elongación en la dirección circunferencial" significa un valor obtenido dividiendo una fuerza requerida para proporcionar una elongación del 3% por un área seccional inicial cuando una pieza de ensayo de 200 mm de longitud y 25 mm de anchura se corta de la cámara tórica de aire en la dirección circunferencial y se fija a una máquina de ensayos de tensiones y se somete a una tensión de 50 mm/min en una dirección longitudinal de la pieza de ensayo, y la expresión "esfuerzo tensor al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho" significa un valor obtenido dividiendo una fuerza requerida para proporcionar una elongación del 3% por un área seccional inicial del compuesto cuando una pieza de ensayo de 200 mm de longitud y 25 mm de anchura se corta de la cámara tórica de aire en la dirección que va a lo ancho y se fija a una máquina de ensayos de tensiones y se somete a una tensión de 50 mm/min en una dirección longitudinal del trozo de prueba. Lo mismo se aplica también con respecto al esfuerzo tensor de otras porciones de la cámara tórica de
aire.

Cuando la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse es deformada en su expansión dentro del neumático, se requiere que el compuesto se extienda en no menos del 15% sin ruptura ni rasgarse, preferiblemente a lo largo de la dirección circunferencial de la cámara tórica de aire, para que acepte la expansión de la porción que se deforma al expandirse. Con este fin, el cociente E_{P}/E_{W} de esfuerzo tensor E_{P} al 3% de elongación en la dirección circunferencial con respecto al esfuerzo tensor E_{W} al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho es preferible que no sea inferior a 1.

Cuando el cociente E_{P}/E_{W} es inferior a 1, no es suficiente el efecto de refuerzo en la dirección circunferencial de la cámara tórica de aire y es difícil controlar suficientemente la extensión de la cámara tórica de aire que contrarresta una fuerza centrífuga producida por la rotación durante el recorrido normal a unos 100 km/h, ni una tensión producida por una diferencia de presión interna entre la cámara tórica de aire y el neumático. En otras palabras, aunque el cociente E_{P}/E_{W} sea inferior a 1, es posible garantizar la fuerza requerida en la dirección circunferencial aumentando el número de capas de compuesto, pero es necesario aumentar el peso de la cámara tórica de aire, y, por ende, el peso del neumático de seguridad.

Además, cuando los cocientes de los esfuerzos tensores al 3% de elongación en la propia cámara tórica de aire satisfacen E_{CP}/E_{CW} \geq E_{SP}/E_{SW}, aumenta el cociente de rigidez en la dirección circunferencial en la porción que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura, y puede proporcionarse la propiedad de retención de la forma correspondiente a un neumático dotado de un grado elevado de planicidad.

Además, las partes de baja rigidez, por ejemplo los componentes de elasticidad reducida, se disponen anularmente en al menos una capa entre las dos o más capas de compuesto dispuestas al menos a lo largo de toda una circunferencia de la porción que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura del neumático en una o más posiciones simétricas con respecto al plano ecuatorial del neumático.

Con esta cámara tórica de aire, cuando el conjunto neumático-llanta se gira bajo carga en un estado de inflado, se introduce en el neumático una presión dada de aire, por ejemplo una presión máxima de aire definida en un estándar según el Anuario Jatma, el Manual Normalizado ETRTO, el Anuario TRA o similar, y se infla de aire la cámara tórica de aire a una presión superior a la presión de aire anterior. Las dos o más capas de compuesto sirven para controlar de manera efectiva el aumento de tamaño de la cámara tórica de aire resultante de la fuerza centrífuga o similar y, en particular, para evitar el roce de la cámara tórica de aire contra la cara circunferencial interna de la rodadura en una región de contacto con el suelo de la rodadura.

Como gas para el inflado del neumático y de la cámara tórica de aire puede usarse nitrógeno gaseoso u otro gas inerte en vez de aire.

Por otro lado, cuando la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la cámara tórica de aire supera un valor dado debido a la caída de la presión interna del neumático o algo similar, el compuesto es deformado al extenderse a no menos del 15% en la región elástica o desde la región elástica hacia la región plástica, y la porción que se deforma al expandirse de la cámara tórica de aire se expande acompañada de lo anterior.

En tal deformación del compuesto al extenderse, puesto que el compuesto está dotado de la parte de rigidez reducida en una posición simétrica con respecto al plano ecuatorial del neumático, por ejemplo una porción central a lo ancho del compuesto, la deformación al extenderse se inicia porque la porción central del compuesto es la parte de rigidez reducida y, por ende, la porción que se deforma al expandirse de la cámara tórica de aire se agranda y se deforma de manera sustancialmente uniforme por toda la circunferencia en la porción correspondiente a la porción central del compuesto.

Tal agrandamiento y deformación de la cámara tórica de aire iniciados desde una posición dada en la dirección que va a lo ancho se propagan gradualmente a porciones contiguas del compuesto a lo ancho y de forma simétrica con respecto al plano ecuatorial y, por último, a todo lo ancho del compuesto, y, por lo tanto, la cámara tórica de aire se ve agrandada y deformada de manera aproximadamente igual a lo largo de todo el compuesto en la dirección que va a lo ancho.

Por lo tanto, aunque haya dispersión en la rigidez en las porciones laterales del compuesto, la deformación al expandirse la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse, que tiende a ir hacia un lado en el sentido a lo ancho del compuesto, puede ser lo suficientemente evitada, y, en consecuencia, no se causan problemas tales como la disminución local de espesor de la cámara tórica de aire, lo que reduce la capacidad de soportar carga y la durabilidad debido al contacto local con la cara interna del neumático y cosas similares.

Si la parte de rigidez reducida se coloca en el compuesto en varios lugares, la totalidad de la cámara tórica de aire puede ser deformada más rápidamente al expandirse mientras mantiene la función y los efectos anteriores.

Además, cuando la rigidez cambia gradualmente en una parte de rigidez reducida, el comienzo de la extensión y deformación del compuesto, y, por ende, el comienzo de la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse pueden dirigirse de forma más anticipada y con mayor suavidad, y también puede dirigirse con mayor suavidad la propagación de la deformación al expandirse en la dirección que va a lo ancho.

Además, la parte de rigidez reducida puede colocarse en cada porción lateral a lo ancho del compuesto, con lo que las rigideces de estas porciones laterales pueden ser suficientemente disminuidas en comparación con las de otras porciones para iniciar la propagación de la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse desde estas porciones laterales. Sin embargo, considerando que la propagación de la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse se ve afectada fundamentalmente porque se produzca la dispersión en la rigidez en las porciones laterales de la capa de refuerzo, resulta preferible disponer la parte de rigidez reducida en una posición separada del borde lateral del compuesto.

En este caso, la parte de rigidez reducida puede construirse con una porción del compuesto de espesor disminuido, por ejemplo una porción que reduzca el calibre del propio compuesto, o con una porción con una muesca anular formada en el compuesto.

En otro ejemplo de realización preferido de la cámara tórica de aire, se coloca al menos una capa de protección que comprende una pluralidad de elementos de refuerzo, preferiblemente elementos de refuerzo a base de caucho, y que se extiende en una dirección circunferencial de una manera sustancialmente ondulada, en al menos una porción que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura del neumático y frecuentemente en un lateral circunferencial exterior del compuesto a lo largo de toda la circunferencia del mismo, en la que el grado de ondulación y la amplitud del elemento de refuerzo se seleccionan de modo que se siga manteniendo la forma ondulada en el elemento de refuerzo en una posición de aproximación de la cámara tórica de aire con respecto a la cara interna del neumático.

En este caso, es preferible que estos elementos de refuerzo se coloquen uno junto a otro en la misma fase de la forma ondulada o en una fase regular de desplazamiento de la misma.

Con esta cámara tórica de aire, cuando la cámara tórica de aire se aproxima a la cara interna del neumático en una posición de expansión para soportar una carga, si la porción de rodadura del neumático se ve sujeta a daños externos por una piedra puntiaguda u otro cuerpo extraño de modo que se alcance la cámara tórica de aire, puesto que los elementos de refuerzo de la capa protectora, que están colocados en la porción de la cámara tórica de aire que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura o en una cara circunferencial exterior de la cámara tórica de aire o en las inmediaciones de la misma y que comprenden hilos o filamentos que se extienden de forma ondulante, siguen manteniendo la forma ondulada bajo la deformación al expandirse la cámara tórica de aire para retener un suficiente margen de extensión y, además, no se aplica a la misma de forma sustancial una fuerza tensora, la capa de protección y, por ende, la cámara tórica de aire pueden deformarse de manera flexible para rodear el cuerpo extraño introducido y, en consecuencia, puede evitarse de manera efectiva el daño resultante del impacto de la cámara tórica de aire con el cuerpo extraño.

Además, es preferible que el elemento de refuerzo esté hecho de un hilo de fibras químicas, más que de un hilo de acero, para obtener una reducción del peso de la cámara tórica de aire. En particular, cuando está hecho de un hilo de fibras de aramida, puede aumentarse mucho la resistencia del hilo.

Cuando se usa una correa ondulante hecha de hilos de acero que se extiende en una dirección circunferencial de forma sustancialmente ondulada como parte del componente de soporte de la tensión, puede aumentarse más la resistencia de la cámara tórica de aire. También puede usarse como medio de ajuste de la rigidez en la dirección biaxial.

La invención será descrita adicionalmente haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 es un corte transversal diagramático de un ejemplo de realización de una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad en conformidad con la invención que ilustra un estado del montaje del neumático de seguridad en la llanta.

La Fig. 2 es un gráfico que muestra un cambio de la relación entre fuerza tensora y cociente de extensión en un compuesto que constituye un componente de soporte de la tensión.

La Fig. 3 es un gráfico que muestra una curva de una característica de cociente de extensión en función de la fuerza tensora de una técnica convencional.

La Fig. 4, como la Fig. 1, es un corte transversal diagramático de otro ejemplo de realización de la cámara tórica de aire.

La Fig. 5 es un corte transversal esquemático que ilustra otro ejemplo de realización de la cámara tórica de aire.

La Fig. 6 es un corte transversal diagramático que ilustra un ejemplo de realización de la deformación al expandirse la cámara tórica de aire.

La Fig. 7 es un corte transversal diagramático que ilustra un ejemplo de realización desfavorable de la deformación al expandirse la cámara tórica de aire.

La Fig. 8 es un corte transversal esquemático que ilustra un ejemplo de realización de una parte de rigidez reducida.

La Fig. 9 es un corte transversal esquemático que ilustra un cambio de rigidez en la parte de rigidez reducida.

La Fig. 10 es un corte transversal esquemático que ilustra un ejemplo de realización adicional de la cámara tórica de aire.

La Fig. 11 es una vista en planta de una capa de protección dentro de la cámara tórica de aire.

La Fig. 12 es un corte transversal esquemático que ilustra un estado de soporte de una carga por parte de la cámara tórica de aire.

La Fig. 13 es una vista que ilustra un estado inicial existente de un componente de refuerzo.

La Fig. 14 es un corte transversal esquemático de una cámara tórica de aire en un neumático comparativo.

La Fig. 15 es un corte transversal esquemático de una cámara tórica de aire en un neumático modélico.

La Fig. 16 es un corte transversal esquemático de una cámara tórica de aire en otro neumático modélico.

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En la Fig. 1 se muestra un corte transversal de una cámara tórica de aire en conformidad con la invención en un estado montado de un neumático de seguridad y una llanta, en el que el número 1 es el neumático de seguridad en su conjunto, y el neumático de seguridad 1 es una combinación de un neumático 2 y una cámara tórica de seguridad 3 puesta en su interior.

El neumático 2 es igual que un neumático inflable y comprende una porción de rodadura 4, porciones de pared lateral 5 que se conectan a ambos lados del mismo, y una porción de talón dispuesta en un lateral circunferencial interno de la porción de pared lateral 5.

Además, la cámara tórica de aire 3, dotada de un toro hueco, comprende como un todo, en su periferia, una porción que se deforma al expandirse y que contribuye a soportar una carga por la deformación y la expansión acompañadas de una caída o desaparición de una presión interna del neumático 2, y una porción que no se deforma al expandirse ubicada frente a la llanta, o cerca de la misma, en la que va montado el neumático y que no realiza sustancialmente la expansión o deformación.

En tal cámara tórica de aire 3, se construye al menos una porción que se deforma al expandirse, que se extiende hacia el exterior desde una posición correspondiente a las dos bases de talón 7 del neumático en una dirección radial que incluye una porción adyacente a las mismas en su conjunto en el ejemplo de realización ilustrado, con un componente de soporte de la tensión, y estando formado el componente de soporte de la tensión por una o más láminas de polímero, o por un compuesto de una lámina de polímero y caucho, o por al menos una capa de un compuesto de un componente fibroso 8 y caucho 9 en el ejemplo de realización ilustrado.

En la cámara tórica de aire 3, por lo tanto, es posible construir la porción que no se deforma al expandirse con el componente de soporte de la tensión.

El neumático de seguridad 1 puede usarse montado en una llanta montando el neumático 2 en una llanta R autorizada mencionada previamente, e inflando con una presión interna dada P_{1}, por ejemplo una presión máxima de aire definida, por ejemplo, según el Anuario Jatma o similar, el interior del neumático mediante una válvula fijada al mismo, e inflando también con una presión interna dada P_{2} el interior de la cámara tórica de aire 3. Además, para el inflado con la presión interna, puede usarse un gas inerte u otro gas además del aire.

En este caso, el diámetro externo de la cámara tórica de aire 3 se hace menor que el diámetro externo de la cara circunferencial interna de la porción de rodadura. Además, la presión interna P_{2} de la cámara tórica de aire es normalmente de un valor más elevado que la presión interna P_{1} del neumático.

Se coloca un compuesto 10, particularmente una lámina de polímero o componente fibroso 8 como componente de soporte de la tensión, a una distancia separada de la cara circunferencial interna de la porción de rodadura a modo de componente de control del aumento de tamaño que contrarresta una fuerza producida por una fuerza centrífuga y una diferencia de presión interna en una porción de la cámara tórica de aire 3 o una región de corona de la misma situada frente a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura 4 en una región de contacto con el suelo de la porción de rodadura cuando el neumático en tal montaje en la llanta se hace rodar bajo carga en presencia de la presión interna dada P_{1}.

Por otro lado, cuando la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la cámara tórica de aire 3 supera un valor dado debido a una caída de la presión interna del neumático, por ejemplo hasta una presión atmosférica, la porción de la cámara tórica de aire 3 que se deforma al expandirse es deformada al expandirse por la extensión y deformación del compuesto 10 (la lámina de polímero o el componente fibroso 8) para aproximarse de forma suficiente y por igual a la cara interna del neumático a lo largo de todo él, y, en consecuencia, el soporte de la carga pasa del neumático 2 a la cámara tórica de aire 3.

Por lo tanto, aunque el neumático sea pinchado o algo similar, puede continuarse circulando de modo seguro bajo la acción de la cámara tórica de aire 3.

En la deformación al expandirse la cámara tórica de aire 3, acompañada del descenso de la presión interna del neumático, como se ha mencionado anteriormente, la porción que se deforma de la cámara tórica de aire 3 tiene un cociente característico de extensión en función de la fuerza tensora que, como se muestra en la Fig. 2, y usando dos tipos de compuestos 1 y 2, aumenta la fuerza tensora por unidad de anchura, por ejemplo una anchura de 25 mm. Aumenta gradualmente de forma sustancial como elongación mediante la expansión y la deformación, o sea, una elongación con un cociente de extensión que supera el 5% en la figura.

Además, se genera una extensión de hasta el 5% en los compuestos mostrados en la Fig. 2, o sea, en la porción de los mismos que se deforma al expandirse o en una parte mayor de los mismos, inflando la cámara tórica de aire 3 a la presión interna P_{2} para montar el neumático de seguridad 1 en la llanta, como se ha mencionado con anterioridad.

La porción de la cámara tórica de aire 3 que se deforma al expandirse, indicando una característica de tal cociente de extensión en función de la fuerza tensora, se extiende de manera uniforme y gradual como un todo tanto en la dirección circunferencial como en la dirección que va a lo ancho de la porción que se deforma al expandirse basándose en la acción de, por ejemplo, un compuesto 10 puesto sobre la totalidad de la porción que se deforma al expandirse en la deformación al expandirse mencionada anteriormente y resultante de un pinchazo del neumático o algo similar, y, en consecuencia, la porción que se deforma al expandirse se aproxima por igual y con firmeza a toda la cara interna del neumático.

En este caso, es preferible que una curva de la fuerza tensora en relación con el cociente de extensión llegue a tener sustancialmente una forma de pico dentro de una gama de la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse que alcanza el 100% de cociente de extensión. Para este propósito, es preferible que se haga mayor un gradiente medio de fuerza tensora en función de un cociente de extensión del 0 al 5% en la porción que se deforma al expandirse que un gradiente medio de fuerza tensora en función del cociente de extensión del 5 al 100%.

En conformidad con lo anterior, el compuesto soporta airosamente la deformación al expandirse de la cámara tórica de aire 3 bajo un gradiente importante de fuerza tensora, y puede controlar de manera efectiva el aumento de tamaño de la misma durante el recorrido del neumático de seguridad bajo carga antes de que el neumático 2, que está montado sobre la llanta, sufra un pinchazo o algo similar, mientras en la deformación al expandirse de la cámara tórica de aire 3 por el pinchazo del neumático o algo similar, la cámara tórica de aire 3 puede ser deformada gradualmente al expandirse bajo un gradiente pequeño de fuerza tensora para que se aproxime de forma más homogénea la porción que se deforma al expandirse de la cámara tórica de aire 3 a toda la cara circunferencial interna del
neumático.

Esto se hace particularmente notable cuando la tasa de deformación de la porción que se deforma al expandirse de la cámara tórica de aire 3 está más controlada cuando un grado de fuerza tensora decreciente con respecto a un cociente de extensión del 5 al 100% desde un valor máximo de fuerza tensora a un cociente de extensión del 0 al 5% en la cámara tórica de aire pasa a ser no más del 50% del valor máximo, preferiblemente no más del 30% del
mismo.

Al contrario, cuando desciende rápidamente la fuerza tensora de la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse con respecto al cociente de extensión ante la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse y, de forma subsiguiente, la fuerza tensora apenas aumenta con el incremento de la elongación, como se muestra en la Fig. 3, la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse por el descenso de la presión interna del neumático procede rápidamente y, por ende, se causa un contacto local prematuro de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático, a no ser que la tasa del proceso de deformación al expandirse en cada porción de la cámara tórica de aire sea regulada constantemente con una precisión más elevada, lo que resulta en un contacto viciado de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático en un doblado parcial de la cámara tórica de aire y en cosas por el estilo. Hay un problema de que la aparición de tal fenómeno produzca la degradación de la así denominada durabilidad del recorrido con rueda pinchada de la cámara tórica de aire.

Además, cuando se da rigidez inicial en dirección biaxial a la porción anteriormente mencionada de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse, la propiedad de retención de la forma de la cámara tórica de aire 3 se ve suficientemente potenciada en el conjunto del neumático de seguridad 1 y la llanta, y también se controla la direccionalidad en la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse, con lo que puede mejorarse adicionalmente la igualdad de la deformación al expandirse.

Cuando el compuesto 10 está construido de un componente fibroso 8 y de caucho 9, es preferible que un grosor por unidad del componente fibroso 8 esté dentro del intervalo de 0,05 a 2,0 mm para garantizar la distribución uniforme relativa del componente fibroso 8 y del caucho 9 para desarrollar suficientemente las funciones esperadas del compuesto.

En este caso, es preferible que el componente fibroso 8 esté construido con materiales sin orientación, porque el compuesto se extiende de manera suficientemente homogénea en cualquier dirección con la eliminación de la direccionalidad en la extensión, aunque el cociente de extensión de la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse no sea menor del 5% o no mayor del 5%, y, además, si el neumático está relativamente roto, la proyección de la cámara tórica de aire 3 hacia el exterior a través de la porción rota del neumático se evita de manera más efectiva bajo la limitación impuesta por parte del componente fibroso 8 para mejorar la resistencia al deterioro externo.

Además, es preferible disponer los extremos de las fibras de manera dispersa en el componente fibroso 8 para prevenir la concentración de fatiga o tensión en los extremos de las fibras durante la deformación de la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse. Para este propósito, es deseable usar una tela no tejida como componente fibroso que incluye una falta de direccionalidad.

Además, cuando se usa una tela no tejida como componente fibroso 8, es preferible una cantidad de fibra con respecto al caucho 9 en el compuesto 10 que sea del 4 al 50% en masa, y un peso que esté dentro del intervalo de 100 a 300 mN/m^{2} para hacer suficientemente uniforme la distribución del caucho 9 y de las fibras para desarrollar suficientemente la función requerida del compuesto 10.

Es decir, cuando la cantidad de fibra es inferior al 4% o el peso es menor que 100 mN/m^{2}, la penetrabilidad del caucho es buena, pero el enmarañamiento de las fibras es deficiente, y es difícil garantizar la rigidez, la resistencia a la tensión y cosas similares que se requieren del compuesto 10, mientras que cuando la cantidad de fibra supera el 50% o el peso sobrepasa los 3000 mN/m^{2}, el enmarañamiento de las fibras es suficiente, pero la penetrabilidad del caucho es baja, y se produce fácilmente una desunión interlaminar o algo similar en la tela no tejida, y también aumenta la dispersión de la distribución de fibras con respecto al caucho 9, lo que hace que la fuerza, rigidez y similares no sean uniformes en el compuesto en cuestión y, por ende, que resulte difícil estabilizar los rendimientos.

Más preferiblemente, las fibras de la tela no tejida tienen un diámetro medio de 0,01 a 0,2 mm y una longitud de no menos de 8 mm. Es decir, cuando el diámetro de la fibra es menor de 0,01 mm, el enmarañamiento de las fibras es suficiente, pero la penetrabilidad del caucho es baja, y se eleva la posibilidad de que se produzca una desunión interlaminar en la tela no tejida, mientras que cuando supera los 0,2 mm, la penetrabilidad del caucho es elevada, pero el enmarañamiento de las fibras se hace menor, y subsiste una posibilidad de reducir la rigidez del compuesto 10 o algo similar. Además, cuando la longitud de las fibras es inferior a 8 mm, el enmarañamiento de las fibras es menor y la rigidez del compuesto o cosas similares tienden a faltar.

Al compuesto 10 puede aplicarse, en vez del componente fibroso mencionado anteriormente, un componente fibroso hecho de varias capas de fibras, materiales fibrosos colocados lado a lado, algunas de las cuales van entrecruzadas. Incluso en tal componente fibroso, se garantizan suficientemente la propiedad de retención de la forma, la igualdad de la deformación al expandirse y cosas similares por la rigidez en la dirección biaxial, y también puede evitarse de manera efectiva la proyección hacia el exterior de la cámara tórica de aire a través de una porción rota del
neumático.

En la invención, cuando el componente de soporte de la tensión de la cámara tórica de aire 3 se construye con dos o más capas de compuesto, los compuestos dotados del mismo tipo de componentes fibrosos se disponen en laminación, o es posible disponer compuestos dotados de tipos diferentes de componentes fibrosos en laminación.

Además, el componente de soporte de la tensión que constituye la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse no es necesario que esté hecho de manera uniforme en la totalidad de la porción que se deforma al expandirse. Por ejemplo, es posible cambiar parcialmente el número de laminación de los compuestos, si es
necesario.

La Fig. 4 muestra un ejemplo de lo anterior, en el que están dispuestas dos o más capas de compuesto que incluyen el componente de soporte de la tensión como sustrato en laminación sobre una región de corona o una porción 11 correspondiente a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura 4 del neumático, y también se disponen dos o más capas de compuesto en laminación sobre una porción 12 correspondiente a la base de talón 7 del neumático y adyacentes a la misma, y todas estas capas se unen entre sí.

En el ejemplo de realización ilustrado, se añaden tres capas 13 del compuesto al componente de soporte de la tensión como sustrato en la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura, mientras que se añaden dos capas 14 del compuesto a la porción 12 correspondiente a la base de talón, con lo que se evita de manera efectiva el desplazamiento de la porción de la cámara tórica de aire 3 que se deforma al expandirse, particularmente a la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura y próxima a la porción de rodadura por la fuerza centrífuga o similar, y se incrementa más la fuerza de restricción de la cámara tórica de aire 3 a una posición dada.

En esta figura, el compuesto dispuesto como la capa más interna en la porción 11 se construye dividiendo el componente de soporte de la tensión como un sustrato para formar una parte del componente de soporte de la tensión, para que cuando el componente de soporte de la tensión como sustrato esté formado íntegramente como muestra la Fig. 1, la capa más interna del compuesto pueda omitirse de la estructura mostrada en la Fig. 4.

Es preferible que el compuesto 13 dispuesto en la porción 11 tenga una anchura w correspondiente a no menos de 0,2 veces una anchura máxima W entre las caras internas de las porciones de pared lateral 5 en el neumático de seguridad 1 montado en la llanta. Por lo tanto, el compuesto 13 puede disponerse sobre posiciones mutuas de una anchura máxima de la propia cámara tórica de aire. En conformidad con esta disposición, puede evitarse de manera efectiva el arrastre del compuesto 13 resultante de la acción de la fuerza centrífuga o similar, y puede mejorarse aún más la función del compuesto de contrarrestar la fuerza centrífuga o similar.

En el último caso, la deformación no uniforme de la porción 11 correspondiente a la rodadura en la dirección que va a lo ancho puede ser controlada de manera más efectiva en la deformación al expandirse de la cámara tórica de aire 3.

En el caso de que el componente de soporte de la tensión tenga tal estructura, es preferible que tanto la rigidez de la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura como la rigidez de la porción 12 correspondiente a la base de talón se hagan mayores que la rigidez de una región lateral que hay entre ellas en una posición de inflado de la presión interna en la cámara tórica de aire 3, como se muestra en la figura, con lo que la propia cámara tórica de aire se pone en una forma plana estable para evitar un contacto indeseable de la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura con la cara circunferencial interna de la porción de rodadura por la fuerza centrífuga o similar. También esto es preferible en la aplicación de la cámara tórica de aire a un neumático dotado de un cociente elevado de
planicidad.

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Cuando el compuesto está formado por la lámina de polímero y caucho, como se ha mencionado con anterioridad, resulta preferible que la lámina de polímero tenga un módulo inicial de 0,1-1,3 GPa, una tensión de fluencia de 10-33 MPa y una elongación en el punto de ruptura de no menos del 20% para garantizar una propiedad de retención de forma excelente y la suavidad de la deformabilidad al expandirse la cámara tórica de aire. Además, es preferible que se dé al compuesto de la capa de polímero una propiedad de conducir el contacto de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático en su región de deformación plástica, principalmente a la lámina de polímero, para distinguir a simple vista de manera simple y segura entre la cámara tórica de aire deformada una vez al expandirse para desarrollar su función y otra cámara tórica de aire.

Además, los compuestos 13, 14 van unidos entre sí de forma integral, como se muestra en la figura, o pueden estar colocados de modo que estén separados entre sí.

En tal cámara tórica de aire 3 dotada de los compuestos 10, 13, es preferible que un cociente E_{P}/E_{W} de fuerza tensora E_{P} al 3% de elongación en la dirección circunferencial de la cámara tórica de aire 3 con respecto a un esfuerzo tensor E_{W} al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho de la cámara tórica de aire en la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura no sea menor que 1 para controlar el aumento de tamaño de la cámara tórica de aire 3 por la fuerza centrífuga o similar, lo que lleva a la propagación suave de la deformación al expandirse la cámara tórica de aire 3 en la dirección que va a lo ancho.

Viendo en su conjunto la cámara tórica de aire dotada de los compuestos, es preferible que un cociente E_{CP}/E_{CW} de fuerza tensora E_{CP} al 3% de elongación en la dirección circunferencial con respecto al esfuerzo tensor E_{CW} al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho en la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura, y que un cociente E_{SP}/E_{SW} de fuerza tensora E_{SP} al 3% de elongación en la dirección circunferencial con respecto al esfuerzo tensor E_{SW} al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho en la porción lateral adyacente a la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura satisfagan la relación E_{CP}/E_{CW} \geq E_{SP}/E_{SW}. En este caso, la función de controlar el tamaño exterior puede ser desarrollada más suficientemente incrementando la rigidez de la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura en la dirección circunferencial y, por ende, puede lograrse una reducción de peso a la vez que se garantiza la función de controlar el tamaño exterior.

En la Fig. 5 se muestra de manera esquemática otro ejemplo de realización de la cámara tórica de aire, en el que se colocan dos o más capas de compuesto que incluyen el componente de soporte de la tensión como sustrato, cuatro capas en total de compuesto, incluidas tres capas adicionales 13 de compuesto en el ejemplo de realización ilustrado en al menos una porción 11 de una cámara tórica de aire 3 correspondiente a la porción de rodadura en toda la circunferencia de la misma, y al menos una capa de estos compuestos 10, 13 (por ejemplo se proporciona una capa más exterior dotada de una parte 15 de rigidez reducida ubicada en una o más posiciones en simetría con un plano ecuatorial C del neumático, específicamente una parte de rigidez reducida 15 formada cortando la capa más exterior de forma anular por el plano ecuatorial C del neumático). En la invención, la parte de rigidez reducida puede formarse disminuyendo el grosor ya sea del compuesto 10 o del 13.

Cuando el componente de soporte de la tensión de la cámara tórica de aire 3 tiene tal estructura, si la porción que se deforma al expandirse de la cámara tórica de aire 3 se deforma al expandirse por una caída de la presión interna del neumático o algo similar, la parte de rigidez reducida 15 del compuesto 10, 13 dotada de la menor resistencia a la fuerza tensora empieza primero la deformación al extenderse mediante la presión interna P_{2} de la cámara tórica de aire independientemente del cuerpo del compuesto 13 unido de forma integral y del componente de soporte de la tensión como sustrato o cuerpo aparte del mismo, y la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse comienza la deformación al expandirse desde la parte 15 de rigidez reducida acompañado de lo anterior, como se muestra en la Fig. 6.

La deformación así generada al expandirse la cámara tórica de aire 3 aumenta gradualmente hacia el exterior en la dirección que va a lo ancho de manera sustancialmente simétrica con respecto al plano ecuatorial C del neumático por la propagación gradual de la deformación al extenderse el compuesto 10, 13 hacia afuera desde una porción adyacente a la parte 15 de rigidez reducida en la dirección que va a lo ancho del compuesto, y, finalmente, la cámara tórica de aire 3 se deforma al expandirse de manera sustancialmente igual en la totalidad de la cara del corte transversal mostrado en la figura.

Al contrario, cuando no se forma la parte anterior de rigidez reducida, se hacen no uniformes las rigideces de las porciones izquierda y derecha del compuesto 10, 13 mostradas en la figura. Según se agranda la diferencia de rigidez, la cámara tórica de aire comienza la deformación viciada al expandirse únicamente en un lado dotado de una rigidez inferior, como se muestra en la Fig. 7, y luego la deformación continúa únicamente en este lado y, en un caso extremo, el compuesto 13 puede ser en gran medida desplazado por empuje hacia el otro lado, como se muestra en la figura.

Cuando se genera tal deformación viciada con la expansión en la cámara tórica de aire, existe una posibilidad de causar una pérdida de grosor o algo similar debido a la deformación local al extenderse en una parte de la cámara tórica de aire a pesar del desplazamiento por empuje del compuesto 13, de modo que persiste la preocupación con respecto de la capacidad de soporte de carga, la durabilidad y cosas similares de la cámara tórica de aire.

En la invención, por lo tanto, aunque haya mucha dispersión en las rigideces de las porciones laterales del compuesto, puede evitarse suficientemente la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse obligando a que se produzca hacia un lado del compuesto en la dirección que va a lo ancho, y, por ende, no se causan problemas tales como la disminución de la capacidad de soporte de carga, la disminución de la durabilidad, etcétera, debido a la pérdida local de grosor de la cámara tórica de aire, el contacto local con la cara interna del neumático y cosas similares.

Como se muestra en la Fig. 8a, puede disponerse una parte de rigidez reducida en cada porción lateral del compuesto 13 en la dirección que va a lo ancho. En este caso, la rigidez de tales porciones laterales puede disminuirse suficientemente en comparación con la otra porción para iniciar la propagación de la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse desde estas porciones laterales. Sin embargo, considerando que la propagación de la deformación al expandirse la cámara tórica de aire se ve afectada en gran medida por la dispersión de la rigidez que es posible que sea causada en particular en las respectivas porciones laterales del compuesto, es preferible disponer la parte de rigidez reducida en una posición separada del borde lateral del compuesto, como se muestra en la Fig. 8b.

Incluso en estos casos, la deformación al expandirse la cámara tórica de aire comienza a partir de estas partes de rigidez reducida sustancialmente a la vez, y la región que se deforma al expandirse se agranda de manera simétrica con respecto al plano ecuatorial C del neumático y a continuación se extiende por toda la anchura del compuesto, y, por ende, puede evitarse suficientemente la aparición de una deformación viciada al expandirse la cámara tórica de aire y también puede producirse una deformación más rápida al expandirse la cámara tórica de aire en su conjunto.

Además, la parte de rigidez reducida así formada puede cambiar gradualmente la rigidez en su interior. En este caso, puede fomentarse el aumento de la deformación al expandirse la cámara tórica de aire 3, por ejemplo, desde la porción central de la parte de rigidez reducida hacia el lateral de la misma de manera suave y segura.

La Fig. 9 es una vista que ilustra un ejemplo de cambio gradual de la rigidez, en el que las anchuras de las porciones recortadas de los compuestos en la parte 15 de rigidez reducida se cambian escalonadamente para aumentar gradualmente la rigidez desde la posición central de la parte 15 de rigidez reducida hacia el lateral de la misma.

La Fig. 10 es una vista esquemática de un ejemplo de realización adicional de la cámara tórica de aire en el que una capa de protección 17 para la cámara tórica de aire está dispuesta en un lateral circunferencial exterior del componente de soporte de la tensión en la porción 11 correspondiente a la porción de rodadura.

Es decir, una o más capas de protección 17 hechas de varios elementos de refuerzo como hilos o filamentos, preferiblemente hilos de fibras químicas, se extienden en dirección circunferencial de forma sustancialmente ondulante. Preferiblemente, se colocan en el lateral circunferencial exterior del componente de soporte de la tensión elementos de refuerzo 16 recubiertos de caucho.

La Fig. 11 es una vista en planta que ilustra de forma exagerada la capa de protección 17 para la cámara tórica de aire mostrada en la Fig. 10. Los elementos de refuerzo 16 que hay en la capa de protección 17 tienen una forma ondulada mostrada en la figura incluso en un estado de inflado de la cámara tórica de aire 3 a una presión interna dada. En este caso, es preferible que los elementos de refuerzo 16 tengan una relación de disposición relativa tal que la forma ondulada quede alineada en la misma fase o con un cambio de fase regular en el plano.

Por lo tanto, estos elementos de refuerzo 16 tienen una forma ondulada dotada de un grado de ondulación menor y de una mayor amplitud antes de inflar la cámara tórica de aire 3 a la presión interna correspondiente.

Cuando desciende la presión interna del neumático, la anterior cámara tórica de aire 3 es deformada al expandirse desde el estado mostrado en las figuras 10 y 11 hasta aproximadamente un 15-25% como longitud circunferencial bajo la acción de la presión interna con la que se ha inflado previamente para sustituir al neumático 2 en el soporte de la carga en una posición de aproximación a la cara interior del neumático, como se muestra mediante la sección transversal en la Fig. 12. En este caso, la capa de protección 8 tiene un estado tal que los elementos de refuerzo 16 retienen la forma ondulada incluso en la región de contacto con el suelo, en conformidad con la selección del grado inicial de ondulación y la amplitud en el elemento de refuerzo 16, y, por ende, el elemento de refuerzo 16 aún tiene un margen suficiente de extensión, y sustancialmente no se le aplica tensión.

Para aplicar un margen suficiente de extensión al elemento de refuerzo 16 incluso en este estado, si el incremento de la longitud circunferencial de la cámara tórica de aire 3 desde el estado mostrado en las figuras 10 y 11 hasta el estado mostrado en la Fig. 12 se hace del 20%, es preferible que esté dentro del intervalo 0,35-0,50 un cociente A/\lambda de la amplitud A al grado de ondulación \lambda del elemento de refuerzo 16, como se muestra en la Fig. 13 bajo el estado mostrado en las figuras 10 y 11.

Por lo tanto, en un así llamado estado de recorrido con rueda pinchada, como el mostrado en la Fig. 12, cuando un cuerpo extraño causa un deterioro externo a la porción de rodadura 4 del neumático 2 y alcanza la cámara tórica de aire 3, puesto que la cámara tórica de aire 3 tiene una excelente flexibilidad gracias al margen de extensión del elemento de refuerzo 16, se deforma para rodear el cuerpo extraño y, en consecuencia, se evita suficientemente el deterioro de la cámara tórica de aire 3 motivado por el cuerpo extraño.

La invención será descrita de forma adicional haciendo referencia a los siguientes Ejemplos.

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Ejemplo 1

Con respecto a diversos neumáticos de seguridad en los que se varía una estructura de un componente de soporte de la tensión según la porción que se deforma al expandirse de una cámara tórica de aire colocada en un neumático que tiene un tamaño de 315/60R22.5, la durabilidad del recorrido, la resistencia al deterioro externo y la resistencia a la perforación por cuerpos extraños en el neumático de seguridad se miden bajo un estado en el que la cámara tórica de aire está completamente deformada por su expansión al haber descendido una presión interna del neumático a la presión atmosférica para obtener resultados como los mostrados en la Tabla 1. En esta tabla, cuanto mayor sea el valor del índice, mejor es el resultado.

La durabilidad del recorrido se determina midiendo una distancia de recorrido hasta que la carga no pueda ser soportada por la cámara tórica de aire, cuando se lleva a cabo un ensayo de tambor de la baja presión interna en un estado (tras la confirmación del estado de recorrido con rueda pinchada) en el que la presión interna del neumático caiga rápidamente desde un estado en el que el neumático de seguridad ruede normalmente bajo carga (presión interna del neumático: 900 kPa; presión interna de la cámara tórica de aire: 950 kPa).

La resistencia al deterioro externo se determina midiendo una distancia de recorrido hasta que la carga no pueda ser soportada por la cámara tórica de aire, cuando se lleva a cabo un ensayo de tambor de la baja presión interna en un estado que da por sentado un pinchazo debido a un corte lateral. Se forma previamente un deterioro por corte (corte de 60 mm en una dirección radial) en la porción lateral del neumático y la presión interna del neumático se encuentra en un estado de pérdida y se infla a una presión de 400 kPa la cámara tórica de aire colocada en el
neumático.

La resistencia a la perforación por parte de un cuerpo extraño se determina midiendo una distancia de recorrido de la misma manera descrita anteriormente, cuando se lleva a cabo un ensayo de tambor de la baja presión interna en un estado en el que se dan por sentadas condiciones muy adversas de recorrido, tales como rodar sobre firmes en mal estado o cosas similares, y un estado tal en el que haya esparcidos sobre la carretera cuerpos extraños sobre los que ruede el neumático y que atraviesen el neumático causando un pinchazo del neumático y lleguen a la cámara tórica de aire dañando la cámara tórica de aire por un borde cortante del cuerpo extraño. Se mete un tornillo de calibre M10 hasta una profundidad de 40 mm en un centro de una rodadura de neumático y se infla a una presión de 400 kPa la cámara tórica de aire.

En un neumático convencional, la cámara tórica de aire está hecha solamente de caucho, como se muestra en una sección esquemática en la Fig. 14a.

En un neumático comparativo 1, se colocan cuatro capas de compuesto de tela no tejida en una región de corona de la cámara tórica de aire, como se muestra en la Fig. 14b.

En un neumático comparativo 2, como se muestra en la Fig. 14c, se coloca un compuesto de hilo único consistente en dos capas de hilos que contienen hilos dispuestos lado a lado en su interior, habiendo hilos de dichas capas que se entrecrucen, sobre una región que va de una porción lateral de la cámara tórica de aire hasta una porción correspondiente a una base de talón, además de la estructura mostrada en la Fig. 14b. En este caso, el compuesto de los hilos tiene una característica de cociente de extensión en función de la fuerza tensora mostrada en la Fig. 3.

En un neumático comparativo 3, el compuesto para los hilos en la cámara tórica de aire del neumático comparativo 2 es sustituido con un compuesto para hilos hecho de una capa de hilos que contiene hilos extendidos en solamente una dirección y los hilos tienen un ángulo de 30º con respecto a una línea meridional de la cámara tórica de
aire.

En una cámara tórica de aire de un neumático modélico 1, como se muestra en la Fig. 15a, se coloca una capa de compuesto de tela no tejida en una región que va de una porción lateral a una porción correspondiente a la base de talón y se colocan un total de cuatro capas de compuesto de tela no tejida en una región de corona.

En una cámara tórica de aire de un neumático modélico 2, se coloca una capa de compuesto de tela no tejida sobre toda una región que va de una porción correspondiente a una base de talón hasta una porción correspondiente a otra base de talón.

En una cámara tórica de aire de un neumático modélico 3, como se muestra en la Fig. 15b, se colocan adicionalmente dos capas de compuesto de tela no tejida sobre la porción correspondiente a la base de talón, además de la estructura mostrada en la Fig. 15a.

En una cámara tórica de aire de un neumático modélico 4, se sustituye el compuesto de tela no tejida del neumático modelo 3 con una lámina de polietileno.

En una cámara tórica de aire de un neumático modélico 5, como se muestra en la Fig. 15c, se forma una parte de rigidez reducida en una porción central en una dirección que va a lo ancho en dos capas exteriores del compuesto en una región de corona en la misma disposición del compuesto de tela no tejida que la del neumático modélico 3.

En una cámara tórica de aire de un neumático modélico 6, como se muestra en la Fig. 16a, se coloca una capa de protección hecha de hilos de fibra de aramida que se extienden en una dirección circunferencial de una forma sustancialmente ondulante sobre una periferia exterior de la región de corona de la cámara tórica de aire mostrada en la Fig. 15b.

En una cámara tórica de aire de un neumático modélico 7, como se muestra en la Fig. 16b, una capa del compuesto de tela no tejida colocado sobre una región que va de una porción lateral a una porción correspondiente a una base de talón en la cámara tórica de aire mostrada en la Fig. 15b es sustituida con una capa de compuesto de hilos hecha de dos capas de hilos que contienen hilos colocados lado a lado en su interior, habiendo hilos de dichas capas que se entrecrucen, y teniendo los hilos un ángulo de 45º con respecto a una línea meridional de la cámara tórica de aire.

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TABLA 1

1

2

3

Especificación de la tela no tejida:

: Peso: 500 mN/m^{2}

: Espesor: 0,1 mm

: Diámetro de las fibras: 0,02 mm

: Longitud de las fibras: 44 mm

: Cantidad de fibra en el compuesto: 28% en masa

*1 Especificación del hilo

: Hilo: 66Nr

: Diámetro del hilo: 0,61 mm

: Calibre de la rodadura: 1,2 mm

: Recuento final: 31 hilos/5 cm

*2 Especificación de la resina

: Lámina de polietileno

: Módulo inicial: 1,1 GPa

: Tensión de fluencia: 30 MPa

: Elongación en el punto de ruptura: 650%

: Calibre: 0,8 mm

*3 En el caso de una estructura lateral que no tenga compuesto en un estado de inflarla con una presión interna, la cámara tórica de aire se proyecta desde un deterioro consistente en un corte lateral del neumático y, por ende, resulta imposible rodar en un estado de rueda pinchada.

Como se ve en esta tabla, todos los neumáticos modélicos desarrollan una durabilidad de recorrido y una resistencia al deterioro externo excelentes, y el neumático modélico 6 dotado de la capa de protección puede desarrollar suficientemente la resistencia a la perforación por parte de cuerpos extraños.

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Ejemplo 2

En las cámaras tóricas de aire de neumáticos modélicos dotados de la misma estructura que hay en la cámara tórica de aire del neumático modélico 1 mostrado en la Fig. 15a, cuando se varía la construcción del propio compuesto en el compuesto de la tela no tejida, los resultados medidos en lo referente a la durabilidad de recorrido con la rueda pinchada se muestran en la Tabla 2.

La durabilidad del recorrido con rueda pinchada se mide de la misma manera que en la durabilidad del recorrido en el Ejemplo 1. Cuanto mayor es el valor del índice, mejor es el resultado.

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(Tabla pasa a página siguiente)

4

5

Como se ve en la tabla 2, puesto que el peso de la tela no tejida es demasiado pequeño y el enmarañamiento de las fibras es menor en el neumático comparativo 11, puede producirse el aumento gradual de fuerza tensora por unidad de anchura con el incremento de la elongación mediante la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse, de modo que la durabilidad de recorrido es menor que la del neumático comparativo 3 en el Ejemplo 1.

En el neumático comparativo 12, el diámetro de la fibra en la tela no tejida es demasiado grande y el enmarañamiento de fibras es menor. En el neumático comparativo 13, el diámetro de las fibras es demasiado fino y la permeabilidad del caucho es baja. En el neumático comparativo 14, la longitud de las fibras en la tela no tejida es demasiado corta y el enmarañamiento de las fibras es menor. En cualquier caso, no puede realizarse la característica requerida de cociente de extensión en función de la fuerza tensora en la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse y, por ende, el recorrido en el estado de rueda pinchada resulta sustancialmente imposible.

Por el contrario, todos los neumáticos ejemplares 11-17 pueden desarrollar una excelente durabilidad de recorrido.

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Ejemplo 3

En las cámaras tóricas de aire de los neumáticos modélicos dotados de la misma estructura que hay en la cámara tórica de aire del neumático modélico 1 mostrado en la Fig. 15a, cuando se varía un cociente E_{P}/E_{W} de fuerza tensora E_{P} al 3% de elongación en una dirección circunferencial de la cámara tórica de aire con respecto a un esfuerzo tensor E_{W} al 3% de elongación en una dirección que va a lo ancho de la cámara tórica de aire en una porción correspondiente a una cara interna del neumático, y cuando se varían un cociente E_{CP}/E_{CW} de fuerza tensora E_{CP} al 3% de elongación en una dirección circunferencial con respecto al esfuerzo tensor E_{CW} al 3% de elongación en una dirección que va a lo ancho en una porción correspondiente a una cámara interna del neumático, y un cociente E_{SP}/E_{SW} de fuerza tensora E_{SP} al 3% de elongación en una dirección circunferencial con respecto al esfuerzo tensor E_{SW} al 3% de elongación en la dirección que va a lo ancho en una porción lateral adyacente a la porción correspondiente a una cara interna del neumático, los resultados medidos en lo referente a la durabilidad de recorrido con la rueda pinchada se muestran en la Tabla 3.

En este caso, E_{P} = E_{CP} y E_{W} = E_{CW}, de modo que se muestran en la misma columna de la Tabla 3.

Además, la durabilidad de recorrido se mide de la misma manera que para la durabilidad de recorrido del Ejemplo 1, en el que cuanto mayor sea el valor del índice, mejor es el resultado.

Se cambia el número de capas de compuesto de la Tabla para regular la tensión y el cociente de tensión de la propia cámara tórica de aire, cambio en el que el peso de la cámara tórica de aire aumenta según se incrementa el número de capas.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 3

6

Especificación de la tela no tejida:

: Peso: 500 mN/m^{2}

: Espesor: 0,1 mm

: Diámetro de las fibras: 0,02 mm

: Longitud de las fibras: 44 mm

: Cantidad de fibra en el compuesto: 28% en masa

Como se ve en la Tabla 3, puede desarrollarse una excelente durabilidad en el recorrido con la rueda pinchada cuando se satisfacen las condiciones de tensión de E_{P}/E_{W} \geq 1 y E_{CP}/E_{CW} \geq E_{SP}/E_{SW}. Se entiende también que es necesario aumentar mucho el peso de la cámara tórica de aire (aumentar el valor del índice) en los neumáticos comparativos 21 y 22 mediante el aumento del número de capas de compuesto para satisfacer una condición dada de
tensión.

Como se ve de lo anterior, en conformidad con la invención puede desarrollarse una excelente durabilidad de recorrido con la rueda pinchada deformando gradualmente la cámara tórica de aire al expandirse sin romper los hilos o similares en la deformación de la cámara tórica de aire al expandirse junto con la presión interna del neumático para realizar un contacto homogéneo de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático.

Claims

1. Una cámara tórica de aire (3) para un neumático de seguridad (1) colocada en el interior del neumático (2) e inflada bajo una cierta presión interna y deformada al expandirse por causa de un descenso de una presión interna del neumático para sustituir al neumático en el soporte de la carga,

en la que al menos una porción de la cámara tórica de aire que se deforme al expandirse y que esté dotada de una forma de toro hueco está hecha de un componente de soporte de la tensión y en la que la porción que se deforma al expandirse tiene una característica de cociente de extensión en función de la fuerza tensora tal que según va aumentando una extensión por efecto de la deformación al expandirse, una fuerza tensora por unidad de anchura se incrementa gradualmente, y

en la que se da una rigidez inicial en una dirección biaxial a la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse.

2. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 1, en la que el componente de soporte de la tensión está hecho con una o más láminas de polímero o con una o más capas de un compuesto (10) de una lámina de polímero o un componente fibroso (8) y caucho (9).

3. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 1 o en la 2, en la que una curva de la fuerza tensora con respecto al cociente de extensión en la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse llega a tener sustancialmente una forma de pico dentro de una gama de extensión de hasta el 100% de cociente de extensión.

4. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3, en la que un gradiente medio de fuerza tensora con respecto a un cociente de extensión del 0 al 5% en la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse se hace mayor que un gradiente medio de fuerza tensora con respecto a un cociente de extensión del 5 al 100%.

5. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 4, en la que un grado decreciente de la fuerza tensora con respecto a un cociente de extensión del 5 al 100% desde un valor máximo de la fuerza tensora con respecto a un cociente de extensión del 0 al 5% en la porción de la cámara tórica de aire que se deforma al expandirse pasa a ser no más del 50% del valor máximo.

6. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 5, en la que el componente fibroso (8) tiene un espesor por unidad de 0,05-2,0 mm.

7. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 6, en la que el componente fibroso (8) está hecho con un material fibroso no orientado.

8. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 7, en la que los extremos de las fibras en el componente fibroso (8) están dispuestos de manera dispersa.

9. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 8, en la que el componente fibroso (8) es una tela no tejida.

10. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 9, en la que una cantidad de la proporción de fibra con respecto al caucho (9) en la tela no tejida está dentro del intervalo del 4 al 50% en masa.

11. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 9 o en la 10, en la que la tela no tejida tiene un peso de 100-3000 mN/m^{2}.

12. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 9 a la 11, en la que un diámetro de la fibra en la tela no tejida está dentro del intervalo de 0,01-0,2 mm.

13. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 5, en la que el componente fibroso (8) está constituido con varias capas de fibras en las que se entrecruzan las capas de materiales fibrosos colocados lado a lado.

14. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 13, en la que se colocan dos o más capas de compuesto (13) sobre una porción (11) al menos correspondiente a una cara circunferencial interna de una porción de rodadura del neumático (4).

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15. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 14, en la que se colocan dos o más capas de un compuesto sobre puntos mutuos correspondientes a una posición de una anchura máxima de la cámara tórica de aire.

16. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 15, en la que se colocan dos o más capas de un compuesto (14) sobre una porción (12) correspondiente a una base de talón (7) del neumático.

17. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 16, en la que tanto una rigidez en una región de corona como una rigidez en una región que se corresponde con la base de talón (7) del neumático en la cámara tórica de aire en una posición bajo un inflado con una presión interna se hacen mayores que una rigidez en cada región lateral adyacente a la región de corona.

18. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 5, en la que la lámina de polímero que hay en el compuesto (10) tiene un módulo inicial de 0,1-1,3 GPa, una tensión de fluencia de 10-33 MPa y una elongación en el punto de ruptura de no menos del 20%.

19. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 18, en la que se da al compuesto colocado en la cámara tórica de aire una propiedad de que el contacto de la cámara tórica de aire con la cara interna del neumático se realiza en una zona de deformación plástica del compuesto (10).

20. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 19, en la que en una cámara tórica de aire dotada de un compuesto (10, 13) un cociente E_{P}/E_{W} de fuerza tensora E_{P} al 3% de elongación en una dirección circunferencial con respecto a un esfuerzo tensor E_{W} al 3% de elongación en una dirección que va a lo ancho en una porción (11) que da a una cara circunferencial interna de una porción de rodadura (4) del neumático no es inferior a 1.

21. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 20, en la que en una cámara tórica de aire dotada de un compuesto (10, 13) un cociente E_{CP}/E_{CW} de fuerza tensora E_{CP} al 3% de elongación en una dirección circunferencial con respecto a un esfuerzo tensor E_{CW} al 3% de elongación en una dirección que va a lo ancho en una porción (11) que da a una cara circunferencial interna de una porción de rodadura (4) y un cociente E_{SP}/E_{SW} de fuerza tensora E_{SP} al 3% de elongación en una dirección circunferencial con respecto a un esfuerzo tensor E_{SW} al 3% de elongación en una dirección que va a lo ancho en una porción lateral adyacente a la porción (11) que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura satisfacen una relación de E_{CP}/E_{CW} \geq E_{SP}/E_{SW}.

22. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 21, en la que una parte de rigidez reducida (15) está dispuesta de forma anular en al menos una capa entre las dos o más capas de compuesto (13) colocadas al menos sobre toda una circunferencia de la porción (11) que da a la cara circunferencial interna de la porción de rodadura del neumático (4) en una o más posiciones simétricas con respecto al plano ecuatorial (C) del neumático.

23. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 22, en la que la parte de rigidez reducida (15) está colocada en varios lugares.

24. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 22 o en la 23, en la que una rigidez cambia gradualmente en la parte de rigidez reducida (15).

25. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 22 a la 24, en la que la parte de rigidez reducida (15) está dispuesta de tal modo que se separe del borde lateral del compuesto (13).

26. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 22 a la 25, en la que la parte de rigidez reducida (15) está construida con una porción de espesor disminuido del compuesto (13) o con una porción con una muesca formada en el compuesto.

27. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 26, en la que al menos una capa de protección (17), que comprende una pluralidad de elementos de protección (16), que se extiende en una dirección circunferencial de una manera sustancialmente ondulante se coloca en al menos una porción (11) que da a una cara circunferencial interna de una porción de rodadura (4) del neumático a lo largo de toda una circunferencia de la misma, y en la que el grado de ondulación y la amplitud del elemento de refuerzo se seleccionan de modo que se siga manteniendo la forma ondulada en el elemento de refuerzo en una posición de aproximación de la cámara tórica de aire con respecto a la cara interna del neumático.

28. Una cámara tórica de aire para un neumático de seguridad, como se reivindica en la reivindicación 27, en la que el elemento de refuerzo (16) es un hilo de fibras químicas.