ES2335124T3 - Indicador de desgaste para neumatico. - Google Patents
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Abstract
Banda de rodadura (20) que incluye una superficie de rodadura (30) y al menos un indicador de desgaste formado por al menos una cavidad (41-43) que desemboca en la superficie de rodadura (30), siendo modificada la forma geométrica de la huella (111-115; 121-125; 131-135; 141-145; 151-154; 171-175; 181-185) de la cavidad (41-43) en la superficie de rodadura en función de la tasa de desgaste de la banda de rodadura y caracterizada porque la forma geométrica de dicha huella es una expresión analógica de la tasa de desgaste de la banda de rodadura y porque la superficie de dicha huella cambia en función de la tasa de desgaste de la banda de rodadura.
Description
Indicador de desgaste para neumático.
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La presente invención se refiere a los
indicadores de desgaste de la banda de rodadura para neumáticos.
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Por "banda de rodadura" para neumático, se
entiende una cantidad de composición a base de caucho, delimitada
por dos superficies principales una de las cuales está destinada a
entrar en contacto con el suelo cuando rueda el neumático, y por
unas superficies laterales.
Por "superficie de rodadura", se entiende
la superficie formada por los puntos de la banda de rodadura de un
neumático que entran en contacto con el suelo cuando rueda el
neumático.
Por "tasa de desgaste" de una banda de
rodadura de un neumático, se entiende el cociente entre el espesor
que la banda de rodadura ha perdido por desgaste y el espesor total
que la banda de rodadura puede perder antes de tener que ser
sustituida o reacanalada. Así pues, una tasa de desgaste del 25%
significa que la banda de rodadura ha perdido un cuarto de la
composición a base de goma 21 a usar hasta que sea necesaria una
sustitución (o un reacanalado). La tasa de desgaste se expresa
generalmente en tanto por ciento; en un momento dado, todas las
zonas de la banda de rodadura no tienen forzosamente la misma tasa
de desgaste ("desgaste irregular").
El término "neumático" designa aquí todos
los tipos de bandas elásticas, sometidas en servicio a una presión
interna o no.
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Se sabe que la banda de rodadura de un neumático
sufre un desgaste que resulta del rodaje del neumático. Si la banda
de rodadura está dotada de surcos, este desgaste tiene por efecto
reducir la profundidad de los surcos, deteriorando así las
prestaciones del neumático sobre suelo mojado. Llegado a un cierto
valor de tasa de desgaste, el neumático no permite ya rodar en
condiciones óptimas de seguridad. Se procede entonces a una
sustitución del neumático o de su banda de rodadura (o a un
"recauchutado") o, si el espesor restante de la banda de
rodadura lo permite, a un reacanalado de los surcos de la banda de
rodadura.
la tasa de desgaste de la banda de rodadura
puede ser seguida por una medición de la profundidad de los surcos,
pero esta operación requiere un instrumento de medición adaptado, lo
que le confiere una cierta pesadez. Se ha propuesto por tanto desde
hace tiempo colocar indicadores de desgaste en la superficie de
rodadura para alertar visualmente al conductor del vehículo cuando
se alcance la profundidad mínima de los surcos de la banda de
rodadura. Se ha contemplado a menudo el uso de composiciones a base
de goma de color: a título de ejemplo, el documento FR 1 480 472
prevé una banda de rodadura que incorpora materiales de colores, que
contrastan con los del neumático, que aparecen cuando se ha
alcanzado el límite de desgaste permitido para las bandas de
rodadura. El documento FR 797 713 propone incorporar en la banda de
rodadura un tapón de caucho, divisándose diagonalmente el tapón en
dos partes de diferente color. A medida que avanza el desgaste de la
banda de rodadura, cambia la distribución de los colores visible en
la superficie; cuando la parte visible del tapón ha cambiado
completamente de color, el neumático debe sustituirse. El documento
US 4.226.274 muestra un ejemplo más reciente de la aplicación del
mismo principio. La utilización de composiciones de color a base de
goma tiene sin embargo un cierto número de inconvenientes, en
particular, al nivel de la complejidad y del costo del método de
fabricación; la colocación precisa en la banda de rodadura es
difícil asegurar. Además, los insertos de composiciones de color a
base de goma pueden constituir zonas de desgaste irregular.
Es posible evitar el uso de composiciones de
color a base de goma jugando con el contraste óptico entre la
composición a base de goma que forma la banda de rodadura y un surco
o una cavidad de esta misma banda. El documento GB 1.279.966
describe una banda de rodadura provista de surcos de profundidades
diferentes distribuidos sobre la anchura de la banda de rodadura: a
medida que el neumático se desgasta, el número de surcos disminuye;
el número de surcos restantes permite extraer conclusiones sobre la
tasa de desgaste de la banda de rodadura. Se ha aplicado el mismo
principio en los documentos EP 0 250 113 y EP O 853 553; en este
último documento, se reparten unas cavidades de profundidades
diferentes a todo alrededor de la circunferencia del neumático.
Este enfoque se distingue por su facilidad de aplicación, pero tiene
un inconveniente principal: el número de surcos o cavidades
presentes en la superficie de rodadura en un momento definido de la
vida del neumático no da una información precisa de la tasa de
desgaste. Dicho de otra forma, el usuario percibe visualmente el
estado de desarrollo del desgaste, ero, a menos que disponga de
información sobre la geometría de la banda de rodadura en el estado
límite y final, no sabe donde se encuentra la banda de rodadura en
su "ciclo de vida".
Se han propuesto dos vías para superar esta
dificultad:
El documento US 2002/0036039 prevé un indicador
de desgaste que comprende dos cavidades con la misma profundidad
pero que tiene una geometría diferente. La sección de una de las dos
cavidades en la superficie de rodadura disminuye a medida que se
utiliza el neumático, mientras que la sección de la segunda cavidad
sigue siendo constante. Una comparación de las secciones de las dos
cavidades permite determinar la tasa de desgaste de la banda de
rodadura. Este enfoque tiene la ventaja de permitir una medición
directamente "legible" de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura; su inconveniente reside en el hecho de que implica dos
cavidades de forma o de orientación diferente, lo cual aumenta la
tasa de corte de la superficie de rodadura y puede traducirse en la
creación de zonas de desgaste irregular.
El documento US 3.653.422 propone otra vía. Una
pluralidad de cavidades de profundidades diferentes se combinan
para formar un indicador de desgaste; cada cavidad tiene una sección
cuya forma contribuye a formar un mensaje a la atención del usuario
del neumático; a medida que se desgasta el neumático, cambia el
mensaje. El documento US 6.523.586 explota la misma idea asociando
varias cavidades cada una de las cuales tiene una huella (en la
superficie de rodadura) que corresponde a la cifra que expresa el
espesor restante (en milímetros) que tendrá la banda de rodadura en
el momento en que el desgaste haga desaparecer la cavidad en
cuestión. Así pues, cuando una banda de rodadura tenga un espesor
límite de 10 mm que se reduce a un 6paisseur de 6 mm por desgaste,
el indicador de desgaste, inicialmente compuesto por nueve cavidades
que forman las cifras 1 a 9, incluye aún cinco cavidades que tienen
una sección, en la superficie de rodadura, que corresponde a las
cifras 1 a 5. Esta solución tiene la ventaja de permitir la
visualización, en valores absolutos, del espesor de la banda de
rodadura restante, pero implica no obstante algunos inconvenientes.
En primer lugar, requiere un gran número de cavidades, en
particular, si se quiere determinar a la tasa de desgaste en varias
posiciones a través de la anchura y en la periferia de la banda de
rodadura. En segundo lugar, el usuario puede ser perturbado por el
hecho de que se indiquen varios valores al mismo tiempo y no sea
necesario retener más que el valor mayor (en el ejemplo citado más
arriba, cuando el espesor restante sea de 5 mm, aparecen las cifras
1 a 5 en la superficie de rodadura). Finalmente, está vinculada a
un sistema de medidas particular (el sistema métrico en el ejemplo)
y requiere una adaptación para regiones en las que los usuarios no
estén familiarizados con este sistema.
Más recientemente, se ha propuesto otro
indicador que permite detectar el momento en el que deben invertirse
los neumáticos de un vehículo. El documento EP 1.574.363 describe
un indicador formado por una cavidad cuya huella en la superficie
de rodadura se modifica en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura. Cuando se cruza un umbral de desgaste
determinado, la huella cambia radicalmente de forma, por ejemplo de
una forma circular a una forma cuadrada o viceversa. Tal indicador
tiene la ventaja de indicar de manera visible cuando se han
alcanzado algunos umbrales de desgaste, pero implica la dificultad
de identificar la tasa de desgaste en el momento de la observación.
El usuario debe consultar una referencia para saber que tasa de
desgaste se ha alcanzado, en particular, cuando el indicador permite
distinguir varios estados de desgaste (como el de la Figura
3(h) del documento citado).
El documento
EP-1-1 830 008, que constituye una
técnica anterior según lo dispuesto en el Artículo 54 (3) CBE,
revela una banda de rodadura que incluye una superficie de rodadura
y varios indicadores de desgaste formados por varias cavidades que
desembocan en la superficie de rodadura, siendo modificada la forma
geométrica de la huella de las cavidades en la superficie de
rodadura en función de la tasa de desgaste de la banda de rodadura.
Cada indicador de desgaste incluye una serie de porciones apiladas
cada una de las cuales tiene una configuración que indica de manera
visible el espesor de la banda de rodadura, teniendo cada una de las
porciones una configuración diferente.
El primer objetivo de la presente invención
consiste en proporcionar una banda de rodadura que incluye al menos
un indicador de desgaste simple, que permite determinar la tasa de
desgaste de un vistazo y que ocupa una superficie muy limitada de
la superficie de rodadura.
Debe señalarse que estos indicadores de desgaste
no deben confundirse con los testigos de desgaste situados en el
fondo del relieve, en las ranuras principales del neumático. La
presente invención no busca sustituir estos testigos, sino dar una
información más completa al usuario del neumático.
Se propone lograr este objetivo con la ayuda de
una banda de rodadura que incluye: una superficie de rodadura y al
menos un indicador de desgaste formado por una sola cavidad que
desemboca en la superficie de rodadura, en la cual se modifica la
forma geométrica de la huella de la cavidad en la superficie de
rodadura en función de la tasa de desgaste de la banda de rodadura
y en el cual la forma geométrica de dicha huella es una expresión
analógica de la tasa de desgaste de la banda de rodadura.
La forma de la huella es una "expresión
analógica" de la tasa de desgaste de la banda de rodadura cuando
esta forma expresa por sí sola y directamente la tasa de desgaste,
sin que sea indispensable introducir otra referencia. En otros
términos, un indicador para el cual la forma geométrica de dicha
huella sea una expresión analógica de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura permite al usuario conocer la tasa de desgaste
"de un vistazo", sin referirse a otra cosa; es hasta cierto
punto autoexplicativo.
En este sentido, un indicador según la invención
se distingue, por ejemplo, de un indicador tal como el descrito en
el documento EP 1.574.365 en que la forma geométrica de la huella en
sí misma no permite conocer la tasa de desgaste. Sólo consultando
un documento de referencia puede definir el usuario la tasa de
desgaste. A título de ejemplo, el indicador puede ser dimensionado
de manera que adopte una geometría triangular para una tasa de
desgaste del 80%, pero esta tasa de desgaste no se deduce de una
manera evidente de la geometría triangular como tal. El indicador
descrito en el documento 6.523.586 no permite tampoco obtener una
expresión analógica de la tasa de desgaste, en la medida en que la
indicación del espesor restante no permite al usuario conocer la
tasa de desgaste si no dispone, por otra parte, del espesor total a
desgastar. La misma constante se verifica aún para el indicador de
desgaste que muestra el documento EP 0 250.113, ya que si un
indicador de este tipo permite ilustrar el desarrollo del desgaste
e indicar que se alcanza un umbral, el usuario no puede conocer
directamente la tasa de desgaste. Para eso, debe conocer el número
de incisiones y su distribución en función del espesor residual de
la banda de rodadura.
El indicador del documento US 2002/0036039 se
acerca a de una expresión analógica de la tasa de desgaste, en la
medida en que la comparación de la superficie de dos cavidades, una
de las cuales solamente cambia en función de la tasa de desgaste
permite considerar la tasa de desgaste. Este tipo de indicador
presenta sin embargo el inconveniente de requerir una comparación
óptica de dos superficies mientras que esta operación mental no es
necesaria en el caso del indicador según la invención.
La modificación de la forma geométrica de la
huella puede hacerse de manera discontinua, es decir, en pasos
discretos, o continua. Una modificación discontinua presenta la
ventaja de ser más económica a nivel industrial (la fabricación de
los elementos de moldeo correspondientes es menos costosa) mientras
que una modificación continua permite una mayor precisión en la
visualización de la tasa de desgaste.
Según un método de realización preferente, el
indicador de desgaste está formado por una sola cavidad que
desemboca en la superficie de rodadura, lo cual permite tener una
visualización especialmente compacta y facilitar al usuario la
lectura de la tasa de desgaste. Este método de realización tiene
también la ventaja de reducir el número de elementos de moldeo
necesarios para el moldeado.
Preferentemente, el área de la huella de la
cavidad cambia en función de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura, lo que aumenta la visibilidad y la facilidad de lectura de
la tasa de desgaste para el usuario.
El área de la huella de la cavidad puede ser, en
particular, una función sensiblemente lineal de la tasa de desgaste
de la banda de rodadura, lo cual tiene la ventaja de que el área de
la huella participa en la expresión analógica proporcionada por el
indicador.
La superficie de dicha huella se considera como
una función "sensiblemente lineal" de la tasa de desgaste
cuando, durante el desgaste del neumático, el área de la huella
evoluciona de manera lineal o casi lineal en función de la tasa de
desgaste, entre una superficie inicial A_{i} (el área de la huella
para una tasa de desgaste del 0%) y la superficie final A_{f} (el
área de la huella para una tasa de desgaste del 100%): la
divergencia máxima entre el área de la huella real y una función
lineal que relaciona A_{i} con A_{f} -siendo determinadas las
desviaciones para la misma tasa de desgaste- es inferior al 25% de
la diferencia entre A_{i} y A_{f}, y, más preferentemente,
inferior al 10% de esta diferencia.
En principio, la modificación de la forma
geométrica, y la modificación del área de la huella pueden hacerse
de manera independiente (pudiendo cambiar cada una de manera
continua o discontinua, es decir, por pasos discretos), pero es
preferible que esta modificación se efectúe de la misma forma para
las dos.
Se ha constatado que una representación en base
a una geometría circular es especialmente ventajosa para permitir
al usuario captar muy rápidamente la información relativa a la tasa
de desgaste. Preferentemente, la huella de la cavidad en la
superficie de rodadura tiene la forma de un sector de disco, siendo
el ángulo de apertura del sector una función, de manera preferible
sensiblemente lineal, de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura. La Figura 6(b) muestra como se define el ángulo de
apertura (designado por \alpha).
Según una alternativa ventajosa, la huella de la
cavidad en la superficie de rodadura incluye un sector anular,
siendo el ángulo de apertura del sector anular una función
sensiblemente lineal de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura. Por "anillo" se entiende la superficie comprendida
entre dos círculos concéntricos; la Figura 8(b) muestra como
se define el ángulo de apertura del sector anular (designado por
\beta).
Las geometrías redondas de este tipo tienen por
añadidura la ventaja de evitar la presencia de ángulos agudos que
podrían constituir inicios de fisura.
Es posible facilitar más la lectura de la
información relativa a la tasa de desgaste dando a la cavidad una
geometría tal que la huella de la cavidad en la superficie de
rodadura incluya una superficie y una pluralidad de partes
conectadas a la superficie portante y formando saliente sobre la
misma, siendo el número de las partes que forman saliente una
función de la tasa de desgaste de la banda de rodadura. Nuevamente,
es preferible que el número de partes que forman saliente sea una
función sensiblemente lineal de la tasa de desgaste. Así es posible
evaluar simplemente la tasa de desgaste contando el número de partes
que forman saliente.
Dado que el desgaste de la banda de rodadura no
está necesariamente reequilibrado sobre la anchura de la banda de
rodadura, puede ser ventajoso distribuir una pluralidad de
indicadores de desgaste según la invención transversalmente, en
varios lugares de la superficie de rodadura, lo cual permite
determinar la tasa de desgaste en diferentes posiciones a través de
la anchura de la banda de rodadura.
Preferentemente, se dispone una pluralidad de
indicadores de desgaste a intervalos regulares en la superficie de
rodadura, en el sentido de su mayor dimensión, es decir, en torno a
la periferia del neumático cuando la banda de rodadura se fija al
neumático.
La invención se refiere también a un neumático
que incluye una banda de rodadura según la invención.
Al ser modificada la forma geométrica de la
huella de la cavidad en la superficie de rodadura en función de la
tasa de desgaste de la banda de rodadura, puede ser útil y ventajoso
prever, sobre al menos un flanco del neumático que prolonga la
banda de rodadura, un medio visual que reproduzca la forma de la
huella de la cavidad en la banda de rodadura en su estado inicial.
Obviamente, se pueden reproducir las formas correspondientes a
varios tipos de desgaste, eventualmente combinadas con una
indicación del espesor de banda de rodadura a utilizar antes de
alcanzar un límite de utilización.
La invención se refiere igualmente a un elemento
de moldeo para moldear una cavidad en la superficie de rodadura,
incluyendo este elemento de moldeo una primera parte destinada a
afianzar el elemento de moldeo en el molde que moldea la superficie
de rodadura y una segunda parte destinada a moldear la cavidad,
estando caracterizado este elemento de moldeo porque la forma
geométrica de la huella del elemento de moldeo, en un plano P1
paralelo al plano P0 que separa dichas primeras y segundas partes,
se modifica en función de la distancia entre los planos P0 y P1 y
porque la diferencia entre el área de la huella en un plano P1
paralelo al plano P0 y el área de la huella en otro plano P2
paralelo al plano P0 es una función sensiblemente lineal de la
distancia entre los planos P1 y P2.
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La invención se comprenderá mejor gracias a la
descripción de los dibujos, según los cuales:
la figura 1 representa esquemáticamente, en
perspectiva, un neumático cuya banda de rodadura incluye una
pluralidad de indicadores de desgaste;
la figura 2 representa esquemáticamente, en
perspectiva, una parte de la banda de rodadura de la figura 1;
las figuras 3 a 6 representan esquemáticamente
la huella de un indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura;
la figura 7 representa esquemáticamente un
elemento de moldeo que permite moldear el indicador de desgaste de
la figura 6;
la figura 8 representa esquemáticamente la
huella de otro indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura;
la figura 9 representa esquemáticamente un
elemento de moldeo que permite moldear el indicador de desgaste de
la figura 8;
las figuras 10 a 13 representan esquemáticamente
la huella de otros indicadores de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura;
la figura 14 representa esquemáticamente una
sección radial paralela de un neumático para vehículo de tipo
camión cuya banda de rodadura está dotada de varios indicadores de
desgaste según la invención;
las figuras 15 a 18 representan esquemáticamente
una vista desde arriba del tramo de banda de rodadura de la figura
14, en diferentes estados de avance del desgaste;
la figura 19 muestra la evolución de el área de
la huella de varios indicadores de desgaste en función de la tasa
de desgaste.
La figura 1 representa esquemáticamente, en
perspectiva, un neumático 10 cuya banda de rodadura 20 incluye una
pluralidad de cavidades 40 que sirven de indicadores de desgaste.
Las cavidades 40 están dispuestas a través de toda la anchura de la
superficie de rodadura, tanto en la nervadura central 50 como en los
elementos de escultura 60 de la banda de rodadura 20. Se tendrá en
cuenta igualmente que cavidades se disponen unas cavidades 40 en
diversas posiciones en torno a la periferia del neumático.
La figura 2 representa esquemáticamente, en
perspectiva, la parte de un tramo de una banda de rodadura 20 según
la invención. La figura muestra dos elementos de escultura 60
separados por un surco 70; en uno de los elementos de escultura 60
se dispone una cavidad 40 en la superficie de rodadura 30. La
cavidad 40 es del mismo tipo que la representada en la figura 6. En
el ejemplo representado, la forma geométrica de la traza de la
cavidad 40 en la superficie de rodadura 30 corresponde a un sector
de disco con un ángulo de apertura de 270º, correspondiente a la
tasa de desgaste del 25% de la banda de rodadura.
La figura 3 representa esquemáticamente la
huella de un indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura 30, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura. El indicador está formado por dos cavidades 101
(que tienen un huella circular) y 102 (que tiene un huella de forma
anular provista de una excrecencia 103) que desemboca en la
superficie de rodadura 30. A medida que se desgasta la banda de
rodadura, el indicador cambia de forma geométrica (la huella de la
cavidad 102 efectúa una rotación en torno a su centro mientras que
no cambia la posición de la cavidad 101). Si se adopta el convenio
de lectura en el sentido de las agujas de un reloj, el
emplazamiento de la excrecencia 103 con respecto a la cavidad 101
permite leer inmediatamente la tasa de desgaste, sin que sea
indispensable introducir otra referencia, conocer el espesor inicial
de la banda de rodadura, comparar dos superficies etc.; la forma de
la huella es pues una expresión analógica de la tasa de desgaste de
la banda de rodadura. En cambio, el área de la huella no cambia en
función del desgaste de la banda de rodadura. Para evitar que el
indicador presente la misma huella en los dos tipos de desgaste de
0 y de 100%, la excrecencia 103 cambia de costado (de una posición
radialmente exterior al anillo hacia una posición radialmente
interior al anillo) y se transforma en la excrecencia 1U4 (que tiene
la misma superficie que la excrecencia 103) cuando la banda de
rodadura llega a su umbral de desgaste.
La figura 4 representa esquemáticamente la
huella de otro indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura 30, en función de la tasa de desgaste de la
banda 20 de rodadura. El indicador está formado por una única
cavidad 111 que desemboca en la superficie de rodadura 30. A medida
que se desgasta la banda de rodadura, la huella del indicador
cambia de forma geométrica, de manera similar al indicador de la
figura 3. El área de la huella no es constante: aumenta ligeramente
cuando la banda de rodadura comienza a desgastarse, y luego
disminuye de nuevo cuando la tasa de desgaste se acerca al 100%; el
área de la huella no es por tanto una función lineal de la tasa de
desgaste.
La ventaja del indicador de la figura 4 con
respecto al de la figura 3 reside sobretodo en el hecho que no
requiere más que un único elemento de moldeo, lo cual simplifica el
moldeado.
La figura 5 representa esquemáticamente la
huella de una variante del indicador de la figura 4. La excrecencia
cuyo emplazamiento cambia en función de la tasa de desgaste en forma
de una flecha, tiene la ventaja de hacer explícito el convenio de
una lectura en el sentido de las agujas del reloj que se encuentra
implícito en los indicadores de las figuras 3 y 4. A medida que se
desgasta la banda de rodadura, la huella del indicador en la
superficie de rodadura 30 cambia de forma geométrica, presentando
sucesivamente las formas 121 a 125. El área de la huella no es
totalmente constante.
La figura 6 representa esquemáticamente la
huella de un indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura 30, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura. Cuando la banda de rodadura se encuentra en el
estado límite, la huella 131 tiene la forma de un disco. A medida
que la banda se desgasta, la huella de la cavidad en la superficie
de rodadura 30 toma la forma de un sector de disco
132-135 cuyo ángulo de apertura \alpha es una
función lineal de la tasa de desgaste de la banda de rodadura. En el
ejemplo elegido, la geometría de la cavidad se eligió de manera que
ésta no desapareciera por completo, incluso para una tasa de
desgaste del 100%. Así es posible recordar la existencia del
indicador en este lugar de la superficie de rodadura, incluso
cuando el desgaste de la banda de rodadura está muy avanzado.
Este indicador presenta la ventaja de una mejor
legibilidad con respecto a los indicadores de las figuras 3 a 5 así
como una mayor facilidad de vaciado del molde.
La figura 7 representa esquemáticamente un
elemento de moldeo 81 que permite moldear el indicador de desgaste
de la figura 6. La parte que permite la fijación del elemento de
moldeo 81 en el molde no se ha representado.
La figura 8 representa esquemáticamente la
huella de otro indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura. Cuando la banda de rodadura está en el estado
límite, la huella 141 tiene la forma de un anillo. A medida que la
banda se desgasta, la huella de la cavidad en la superficie de
rodadura 30 toma la forma de un sector anular
142-145 cuyo ángulo de apertura \beta es una
función lineal de la tasa de desgaste de la banda de rodadura.
La figura 9 representa esquemáticamente un
elemento de moldeo 82 que permite moldear el indicador de desgaste
de la figura 8. Contrariamente al elemento de moldeo 81 de la figura
7, este elemento de moldeo es hueco. La parte que permite la
fijación del elemento de moldeo 82 en el molde no se ha
representado.
Las figuras 10 y 11 representan esquemáticamente
la huella de otros indicadores de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura 30, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura. En los dos casos, la huella de al cavidad en la
superficie de rodadura 30 incluye una superficie que tiene la forma
de un anillo y una pluralidad de partes que sobresalen de la
superficie portadora teniendo cada una la forma de un sector anular
(figura 10) o de un disco (figura 11). En el caso del indicador de
desgaste de la figura 10, la superficie y las partes que sobresalen
desaparecen a medida que avanza el desgaste; en el caso del
indicador de desgaste de la figura 11, solamente las partes que
forman saliente desaparecen mientras que la superficie portante 160
subsiste. El indicador de desgaste 10 según la figura 11 tiene por
tanto la ventaja de que el indicador no desaparece completamente
cuando la tasa de desgaste es muy elevada. En los dos casos, el
recuento de los elementos que forman saliente que subsisten permite
determinar fácilmente la tasa de desgaste. A título de ejemplo, el
indicador de desgaste de la figura 11(d) no cuenta más que
con dos partes que forman saliente. Sabiendo que el indicador
contaba inicialmente con ocho partes que formaban saliente, se
constata que seis partes de cada ocho (o el 75%) han desaparecido.
La tasa de desgaste es por tanto del 75%. En el caso del indicador
de desgaste de la figura 11, la tasa de desgaste se indica con una
resolución del 12,5%, pero modificando el número de partes que
forman saliente, se puede obtener una finura de gradación más o
menos grande. Sería posible, por supuesto, tener un indicador de
desgaste similar al de la figura 11, pero sin la superficie
portante. La ventaja de la geometría del indicador de la figura 11
es reunir, de una manera que "salta a los ojos", las partes
cuyo número disminuye a medida que aumenta la tasa de desgaste.
Para el indicador de desgaste de la figura 10,
el área de la huella de la cavidad en la superficie de rodadura es
una función casi Lineal de la tasa de desgaste: la divergencia
máxima entre el área de la huella y una función lineal que
relacione A_{i} y A_{f} depende del dimensionamiento de la
superficie portante y de las partes que forman saliente sobre esta
superficie; típicamente, la divergencia máxima es inferior a un 5%
de la diferencia entre A_{i} y A_{f}.
Por lo que se refiere al indicador de desgaste
de la figura 11, el área de la huella de la cavidad en la superficie
de rodadura es una función en escalera de la tasa de desgaste. La
divergencia máxima entre el área de la huella y una función lineal
que relacione a A_{i} con Af depende del número de partes que
sobresalen; en el ejemplo representado, es del 12,5%.
La figura 12 representa esquemáticamente la
huella de otro indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura en función de la tasa de desgaste de la banda
de rodadura. Cuando la banda de rodadura está en su estado límite,
la huella 171 tiene la forma de un anillo. A medida que se desgasta
la banda, la huella de la cavidad en la superficie de rodadura 3O
toma la forma de una combinación de un anillo con un sector anular
cuyo ángulo de apertura es una función lineal de la tasa de desgaste
de la banda de rodadura. Cuando la banda de rodadura alcanza su
tasa de desgaste máximo, la huella 175 de la cavidad tiene de nuevo
la forma de un anillo, pero su espesor radial es inferior al del
anillo inicial 171.
La figura 13 representa esquemáticamente la
huella de otro indicador de desgaste según la invención en la
superficie de rodadura, en función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura. A diferencia de los indicadores ilustrados en
las figuras anteriores, el área de la huella de la cavidad en la
superficie de rodadura 30 aumenta con la tasa de desgaste; se trata
hasta cierto punto del "negativo" del indicador de fa figura 6.
El experto en la técnica comprenderá que el moldeado de un
indicador de este tipo no es posible más que cuando la banda de
rodadura se moldea separadamente y se fija en el neumático después
de su moldeado.
Cuando la banda de rodadura está en su estado
límite, la huella 181 apenas desemboca en la superficie de rodadura
(o no lo hace). A medida que la banda se desgasta, la huella de la
cavidad en la superficie de rodadura 30 toma la forma de un sector
de disco 182-185 cuyo ángulo de apertura es una
función lineal de la tasa de desgaste de la banda de rodadura.
Cuando la huella de la cavidad en la superficie de rodadura sea
circular, la banda de rodadura ha alcanzado su tasa de desgaste
máximo y debe sustituirse.
La figura 14 representa esquemáticamente una
sección radial parcial de un neumático para vehículo de tipo
camión. La figura muestra una banda de rodadura 20 que se separa de
la capa 25 que incluye unos refuerzos 26 por una capa de
composición a base de goma 27. En la parte representada de la banda
de rodadura 20 se ve un surco 70 en el cual se encuentra un testigo
de desgaste tradicional 90, así como unos indicadores de desgaste
41 a 43 según la invención.
El neumático en cuestión puede ser reacanalado
cuando la banda de rodadura 20 esté gastada de manera que la
superficie de rodadura 30 alcance el testigo de desgaste 90. Los
indicadores de desgaste 41 a 43 están diseñados de tal modo que
permiten un seguimiento de la tasa de desgaste antes y después del
reacanalado, como se ilustra en las figuras 15 a 18.
La figura 15 representa esquemáticamente y vista
desde arriba, una parte de la banda de rodadura 20 de la figura 14,
en el estado límite (nivel indicado por la línea I-I
en la figura 14). Sólo los indicadores 41 y 42 desembocan en la
superficie de rodadura 30.
La figura 16 representa la misma parte de la
banda de rodadura 20 después del desgaste. La superficie de rodadura
30 ha alcanzado el nivel indicado por la línea
II-II en la figura 14, correspondiente a la mitad
del desgaste posible antes del reacanalado, como indican los
indicadores 41 y 42.
La figura 17 representa la misma parte de la
banda de rodadura 20 en el momento en el que la banda 20 debe ser
reacanalada (nivel indicado por la línea III-III en
la figura 14). El indicador 42 está a punto de desaparecer, el
indicador 43 aparece en la superficie de rodadura. Se observará que
el indicador 41 cambia de geometría: pasa de una geometría similar
a la de la figura 11 a una geometría equivalente a la de la figura
6. Por supuesto, el diámetro de la huella circular del indicador 41
en la figura 17 no es necesariamente inferior al diámetro de la
superficie (circular) del mismo indicador en las figuras 15 y
16.
La figura 18 representa la misma parte de la
banda de rodadura 20 después del reacanalado: el surco 70 ha sido
reacanalado para formar el nuevo surco 70'. Solo subsisten los
indicadores 41 y 43; ambos indican la tasa de desgaste de la banda
de rodadura 20 residual.
El experto en la técnica comprenderá que el
indicador de desgaste 43 no es posible más que cuando la banda de
rodadura se moldea separadamente y se fija al neumático después de
su moldeado, como, por ejemplo, en el método de recauchutado. El
indicador 41 tiene la ventaja de que puede ser moldeado incluso
cuando la banda de rodadura 20 es moldeada al mismo tiempo que el
neumático; su inconveniente reside en el hecho de que sus
dimensiones son relativamente mayores para que el indicador que
sirve después del reacanalado pueda tener un área suficiente.
La figura 19 muestra la evolución del área de la
huella de varios indicadores de desgaste en la superficie de
rodadura, en función de la tasa de desgaste. Para un indicador como
los de las figuras 6 y 8, la evolución de la superficie entre el
valor inicial A_{i} y el valor final A_{f} es perfectamente
lineal (curva de trazo lleno 201), para un indicador como el
representado en la figura 10, se constata ligeras divergencias de
la curva lineal (curva de trazo lleno 202; siendo A_{f} nulo para
el indicador de la figura 10). La situación se presenta de manera
un poco diferente para un indicador como el de la figura 11 (curva
de trazo discontinuo 203): el área evoluciona según una función en
escalera, formando saliente la desaparición de cada elemento
correspondiente en un peldaño distinto.
El gráfico muestra también los márgenes que
corresponden a una divergencia del 10% (trazo lleno l91) y del 25%
(líneas de trazo discontinuo 192) con relación a una función lineal
entre los valores A_{i} y A_{f}. Se ve que los indicadores
según la invención que evolucionan de manera continua (línea 202) se
apartan de la curva lineal por divergencias significativamente
inferiores al 10% de la diferencia entre A_{f} y A_{i}. Para el
indicador según la invención que corresponde a la curva 203 y que
evoluciona en pasos discretos, esta divergencia es ligeramente
mayor del 10% pero inferior al 25% de la diferencia entre A_{f} y
A_{i}. Por el contrario, la curva 204 responde al criterio de los
10% hasta una tasa de desgaste de aproximadamente el 30%; se aparta
en más del 25% de la función lineal "ideal" para una tasa de
desgaste próxima al 60%. Contrariamente a los otros casos
representados, la función 204 no puede por tanto ser considerada
como sensiblemente lineal.
En todos los ejemplos representados, la cavidad
tiene una geometría global cercana a la de un cilindro. Por las
razones alegadas anteriormente, una huella circular tiene en efecto
ventajas considerables, pero no se trata de una limitación de la
invención: nada impide al experto en la técnica dar a la cavidad una
huella elíptica, cuadrada, poliédrica, etc.
Cuando la huella de la cavidad comprende una
parte en forma de sector de disco o de un sector anular, es posible,
por supuesto, procurar que el radio de curvatura de esta parte se
modifique en función de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura, cuidando al mismo tiempo, cuando proceda, que la
superficie de la huella sea reducida en una cantidad que sea una
función sensiblemente lineal de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura. Esta observación se aplica mutatis mutandis a las
dimensiones características de la huella si ésta es elíptica,
cuadrada, poliédrica, etc.
Finalmente, la orientación de la cavidad no es
necesariamente perpendicular a la superficie de rodadura. Nada se
opone a que se prevean indicadores de desgaste que se extienden en
la banda de rodadura según una dirección inclinada con respecto a
la dirección perpendicular a la superficie de rodadura.
En la mayoría de los indicadores según la
invención representados, el área de la huella del indicador en la
superficie de rodadura es reducida en una cantidad que es una
función sensiblemente lineal de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura, de tal modo que permite al usuario seguir la evolución del
desgaste. El experto en la técnica comprende que podría ser
interesante, para algunas aplicaciones, escoger preferentemente una
función no lineal (tal como la función 204 de la figura 19), por
ejemplo para prevenir al usuario de que se alcanza el final de la
vida de la banda de rodadura, incluso antes de que sea el caso
efectivamente.
Señalemos finalmente que la evolución del
desgaste de la banda de rodadura, tal como se pone en evidencia por
los indicadores de desgaste según la invención, puede ser seguida de
manera automática por análisis de imagen.
Claims (17)
1. Banda de rodadura (20) que incluye una
superficie de rodadura (30) y al menos un indicador de desgaste
formado por al menos una cavidad (41-43) que
desemboca en la superficie de rodadura (30), siendo modificada la
forma geométrica de la huella (111-115;
121-125; 131-135;
141-145; 151-154;
171-175; 181-185) de la cavidad
(41-43) en la superficie de rodadura en función de
la tasa de desgaste de la banda de rodadura y caracterizada
porque la forma geométrica de dicha huella es una expresión
analógica de la tasa de desgaste de la banda de rodadura y porque
la superficie de dicha huella cambia en función de la tasa de
desgaste de la banda de rodadura.
2. Banda de rodadura según la reivindicación 1,
caracterizada porque la modificación de la forma geométrica
de la huella se hace de modo discontinuo, es decir, en pasos no
discretos.
3. Banda de rodadura según la reivindicación 1,
caracterizada porque la modificación de la forma geométrica
de la huella se hace de manera continua.
4. Banda de rodadura según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el indicador de
desgaste está formado por una sola cavidad (41-43)
que desemboca en la superficie de rodadura.
5. Banda de rodadura según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el área de dicha
huella cambia en función de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura.
6. Banda de rodadura según la reivindicación 5,
caracterizada porque el área de dicha huella es una función
sensiblemente lineal de la tasa de desgaste de la banda de
rodadura.
7. Banda de rodadura según la reivindicación 5 ó
6, caracterizada porque la modificación del área de la huella
se hace de forma discontinua, es decir, en pasos discretos.
8. Banda de rodadura según la reivindicación 5 ó
6, caracterizada porque la modificación del área de la huella
se hace de manera continua.
9. Banda de rodadura según una de las
reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque la huella de la
cavidad (41-43) en la superficie de rodadura (30)
tiene la forma de un sector de disco, siendo la medida del ángulo
de apertura (\alpha) de dicho sector una función de la tasa de
desgaste de la banda de rodadura.
10. Banda de rodadura según una de las
reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque la huella de la
cavidad (41-43) en la superficie de rodadura (30)
comprende un sector anular, siendo el ángulo de apertura (\beta)
de dicho sector anular una función de la tasa de desgaste de la
banda de rodadura (20).
11. Banda de rodadura según una de las
reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque la huella de la
cavidad (41-43) en la superficie de rodadura (30)
comprende una superficie portante (160) y una pluralidad de partes
(161) conectadas a la superficie portante (160) y formando saliente
en la misma, siendo el número de las partes (161) que forman
saliente una función de la tasa de desgaste de la banda de rodadura
(20).
12. Banda de rodadura según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque se dispone una
pluralidad de indicadores de desgaste transversalmente, en varios
lugares de la superficie de rodadura (30).
13. Banda de rodadura según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque se dispone una
pluralidad de indicadores de desgaste a intervalos regulares en la
superficie rodadura (30), en el sentido de su mayor dimen-
sión.
sión.
14. Neumático que incluye una banda de rodadura
(20) según una de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Neumático que incluye una banda de rodadura
(20) que incluye al menos una cavidad (41-43) según
una de las reivindicaciones 1 a 13 y al menos un flanco que
prolonga la banda de rodadura (20), estando caracterizado el
neumático (10) porque incluye al menos un medio visual en al menos
un flanco, reproduciendo dicho medio visual al menos la huella de
la cavidad en la superficie de rodadura (30) de la banda de rodadura
(20) en el estado ini-
cial.
cial.
16. Neumático según la reivindicación 15,
caracterizado porque el medio visual reproduce la huella de
la cavidad (41-43) en la superficie de rodadura
(30) de la banda de rodadura (20) en su estado inicial y en al menos
otra tasa de desgaste predeterminada.
17. Elemento de moldeo (81; 82) para moldear una
cavidad (41-43) en la superficie de rodadura (30) de
un neumático (10), incluyendo este elemento de moldeo (81; 82) una
primera parte destinada a afianzar el elemento de moldeo (81; 82)
en el molde que moldea la superficie de rodadura (30) y una segunda
parte destinada a moldear la cavidad (41-43),
separando un plano P0 dichas primera y segunda partes, estando
caracterizado este elemento de moldeo (81; 82) porque la
forma geométrica de la huella del elemento de moldeo, en un plano P1
paralelo al plano P0, es modificada en función de la distancia
entre los planos P0 y P1 y porque la diferencia entre el área de la
huella en un plano P1 paralelo al plano P0 y el área de la huella en
otro plano P2 paralelo al plano P0 es una función sensiblemente
lineal de la distancia entre los planos P1 y P2.
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