ES2614892T3 - Neumático de vehículo de diseño radial para vehículos industriales - Google Patents
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Abstract
Neumático de vehículo con un tipo de construcción radial para vehículos industriales con un cinturón (3) de cuatro capas, con una primera, una segunda, una tercera y una cuarta capa de cinturón (7, 8, 9, 10), disponiéndose la primera capa de cinturón (7) radialmente en el interior y la última capa de cinturón como capa de cinturón radialmente más exterior del cinturón (3), conteniendo cada capa de cinturón (7, 8, 9, 10) como soportes de resistencia armaduras metálicas que se desarrollan respectivamente paralelas unas a otras y que se inclinan con respecto a la dirección perimetral del neumático, presentando la cuarta capa de cinturón (10) la anchura más pequeña de todas las capas, siendo la segunda y la tercera capa de cinturón (8, 9) capas de cinturón portantes cuyas armaduras metálicas se inclinan en sentido opuesto con respecto a la dirección perimetral del neumático y disponiéndose entre la segunda y la tercera capa de cinturón (8, 9) en la zona de los cantos de cinturón (11, 12) un perfil de caucho (4) que gira alrededor del perímetro del neumático en función de un así llamado acolchado de cinturón, caracterizado por que el perfil de caucho (4) se dispone de manera que, medido desde el canto (11) de la tercera capa de cinturón, se extienda axialmente hacia el interior menos de 17 mm y por que se extiende axialmente hacia el exterior de manera que cubra completamente el canto (12) de la segunda capa de cinturón axialmente hacia el exterior.
Description
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DESCRIPCION
Neumatico de vehnculo de diseno radial para vehnculos industriales
La invencion se refiere a un neumatico de vehnculo de diseno radial para vehnculos industriales con un cinturon de cuatro capas, con una primera, una segunda, una tercera y una cuarta capa de cinturon, disponiendose la primera capa de cinturon radialmente en el interior y la ultima capa de cinturon como capa de cinturon del cinturon radialmente mas exterior, conteniendo cada capa de cinturon como soporte de resistencia armaduras metalicas que se desarrollan respectivamente paralelas unas a otras e inclinadas con respecto a la direccion perimetral del neumatico, presentando la cuarta capa de cinturon la anchura mas pequena de todas las capas, siendo la segunda y la tercera capa de cinturon capas de cinturon portantes cuyas armaduras metalicas estan inclinadas en sentido contrario con respecto a la direccion perimetral del neumatico y disponiendose entre la segunda y la tercera capa de cinturon en la zona de los cantos de cinturon un perfil de caucho que gira por el penmetro del neumatico en funcion de un asf llamado acolchado de cinturon. Por el documento generico US 6311751 B1 se conoce, por ejemplo, un neumatico de vehnculo de este tipo.
Para el experto ya son conocidos neumaticos para vehnculos industriales con un cinturon que presenta dos capas de cinturon portantes, las asf llamadas "capas de trabajo".
Normalmente el cinturon del neumatico para vehnculos industriales presenta cuatro capas que se componen de armaduras metalicas envueltas en mezclas de caucho. En un cinturon de 4 capas, la capa radialmente mas interior se denomina "1a capa de cinturon" o, de acuerdo con su funcion, "capa de cierre". Radialmente en el exterior de esta se disponen las capas de cinturon portantes, la 2a capa de cinturon y la 3a capa de cinturon, en funcion de las asf llamadas "capas de trabajo", siendo la 3a capa de cinturon por regla general mas estrecha que la 2a capa de cinturon. La 4a capa de cinturon, la asf llamada "capa de proteccion", cubre la capa de trabajo radialmente exterior.
En caso de una deformacion del neumatico, por ejemplo, en cada giro del neumatico al pasar por la superficie de contacto del neumatico con el suelo, se producen fuerzas mecanicas elevadas especialmente en los cantos de cinturon de las capas de cinturon portantes (segunda y tercera capa de cinturon). Esta carga mecanica elevada puede conducir a inicios de grieta no deseados en estos cantos de cinturon e influir negativamente en la durabilidad del neumatico. A fin de eliminar este inconveniente, por el documento EP 0 976 585 A2, por ejemplo, se conoce la posibilidad de disponer un perfil de caucho entre estas dos capas de cinturon portantes para el desacoplamiento mecanico de ambas. Un perfil de caucho de este tipo tambien se denomina "acolchado de cinturon". El perfil de caucho se dispone en la zona de los cantos de cinturon de manera que comience en el canto de la segunda capa de cinturon y se extienda axialmente hacia el interior.
Por los documentos US 2006/032570 A1, US 2006/180257 A1 y US 5772810 A se conocen otros ejemplos de perfiles de caucho como estos.
Sin embargo resulta deseable mejorar la resistencia a la rodadura del neumatico antes descrito con perfil de caucho entre la segunda y la tercera capa de cinturon. Ademas aun pueden aparecer inicios de grieta en el segundo canto de cinturon.
Por consiguiente, la invencion se basa en la tarea de poner a disposicion un neumatico de vetnculo del tipo citado al principio que presente una buena durabilidad pero que a pesar de todo presente una resistencia a la rodadura reducida.
La tarea planteada se resuelve segun la invencion gracias a que el perfil de caucho se dispone de manera que, medido desde el canto de la tercera capa de cinturon, se extienda menos de 17 mm axialmente hacia el interior y de manera que se extienda axialmente hacia el exterior de modo que cubra por completo el canto de la segunda capa de cinturon axialmente hacia el exterior.
Sorprendentemente se ha comprobado que es posible reducir la resistencia a la rodadura del neumatico si la dilatacion del acolchado de caucho axialmente hacia el interior es menor de 17 mm medido desde el tercer canto de cinturon. Ademas, mediante la extension del perfil de caucho axialmente hacia el exterior mas alla del segundo canto de cinturon y rodeando/cubriendo este axialmente hacia el exterior, se evita de forma eficaz un inicio de grieta en este segundo canto de cinturon.
Por "desde el canto de la tercera capa de cinturon" se entiende: partiendo de los puntos extremos de aquellas armaduras que forman la 3a capa de cinturon.
Las mediciones de longitud de la extension axial del perfil de caucho se llevan a cabo paralelamente al contorno radialmente exterior del perfil de caucho en direccion axial hasta el extremo axialmente interior del perfil.
El espesor del perfil de caucho se mide partiendo del canto de la tercera capa de cinturon en direccion radial.
Por otra parte, la resistencia a la rodadura puede reducirse si el perfil de caucho, medido desde el canto de la tercera capa de cinturon, se extiende axialmente hacia el interior entre 3 mm y 14 mm, preferiblemente entre 3 mm y 10 mm y con especial preferencia entre 5 mm y 7 mm.
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Tambien es posible reducir la resistencia a la rodadura si el perfil de caucho, medido desde el canto radialmente interior de la tercera capa de cinturon en direccion radial, presenta un espesor de 1,5 mm a 6 mm, preferiblemente de 2,5 mm a 4 mm.
Resulta ventajoso si el cinturon consiste en un cinturon de tres capas, inclinandose la primera capa de cinturon de forma ascendente hacia la derecha entre 40° y 90°, preferiblemente 50° respecto a la direccion perimetral, inclinandose la segunda capa de cinturon de forma ascendente hacia la derecha entre 10° y 35°, preferiblemente 18° respecto a la direccion perimetral e inclinandose la tercera capa de cinturon de forma ascendente hacia la izquierda entre 10° y 35°, preferiblemente 18° respecto a la direccion perimetral. Gracias a esta construccion se garantiza un desgaste del neumatico uniforme con un mdice de desgaste reducido.
Resulta conveniente si la primera capa de cinturon se inclina de forma ascendente hacia la derecha entre 40° y 75°, preferiblemente 50° respecto a la direccion perimetral, inclinandose la segunda capa de cinturon de forma ascendente hacia la derecha entre 10° y 35°, preferiblemente 18° respecto a la direccion perimetral, inclinandose la tercera capa de cinturon de forma ascendente hacia la izquierda entre 10° y 35°, preferiblemente 18° respecto a la direccion perimetral e inclinandose la cuarta capa de cinturon de forma ascendente hacia la izquierda o de forma ascendente hacia la derecha entre 10° y 90° respecto a la direccion perimetral. Gracias a esta construccion se garantiza un desgaste del neumatico especialmente uniforme con un mdice de desgaste especialmente reducido.
En una realizacion alternativa, el cinturon puede presentar al menos una capa de cinturon que se construya a partir de dos capas de cinturon situadas axialmente una al lado de la otra. Una construccion del cinturon como esta se denomina "split belt" y es conocida para el experto.
Resulta ventajoso que el cauchutado de la segunda y de la tercera capa de cinturon presente una dureza y/o rigidez como la del acolchado de caucho. De este modo se produce un desplazamiento de las deformaciones desde el canto de cinturon al acolchado de cinturon. Esto conduce a una elevada rigidez estructural.
Es conveniente que la tercera capa de cinturon presente una capa de cauchutado rellena de sflice y que la cuarta capa de cinturon presente una capa de cauchutado rellena de negro de carbono. Frente a las mezclas rellenas de negro de carbono, las mezclas de sflice presentan, en condiciones de solicitacion determinadas, unas propiedades de resistencia al agrietamiento ventajosas. En comparacion con las mezclas de sflice, las mezclas de negro de carbono proporcionan a las armaduras insertadas una mejor resistencia a la corrosion.
"Relleno de sflice" quiere decir una capa de cauchutado que con una cantidad de relleno total del 100% en peso presenta al menos un 60% en peso de sflice.
"Relleno de negro de carbono" quiere decir una capa de cauchutado que con una cantidad de relleno total del 100% en peso presenta al menos un 60% en peso de negro de carbono.
"Capa de cauchutado" indica la mezcla de caucho en la que estan envueltos los soportes de resistencia.
Resulta conveniente que las armaduras metalicas presenten un diametro de 1,1 mm a 2,0 mm, una resistencia de 1500 N a 3500 N y preferiblemente la construccion 3 x 0,2 mm + 6 x 0,33 mm. Mediante la eleccion de estas armaduras se garantiza un mdice de desgaste reducido.
Resulta ventajoso suprimir una envoltura alrededor del segundo y/o tercer canto de cinturon. Una envoltura rodea el extremo de la capa de cinturon, de manera que durante la confeccion del neumatico las armaduras no puedan absorber el aire en su caso contenido. Estos colchones de aire no absorbidos por las armaduras pueden conducir a un inicio de grieta, lo que empeora la capacidad de recauchutado del neumatico.
"wrap" quiere decir un componente de caucho que rodea el canto de cinturon (arriba, abajo y lateralmente).
A continuacion se describen mas detalladamente otras caractensticas, ventajas y particularidades de la invencion por medio del dibujo que representa un ejemplo de realizacion esquematico.
La unica figura muestra una seccion transversal parcial a traves de una mitad de un neumatico de vehmulo para vehmulos industriales en la zona del cinturon y del protector. El neumatico de vehmulo presenta en una construccion estandar habitual una carcasa 1 con armaduras metalicas como soportes de resistencias, una capa interior 2 impermeable al aire, un cinturon 3 de varias capas, un perfil de caucho 4 dispuesto en la zona de los cantos de cinturon, el asf llamado acolchado de cinturon, una pared lateral 5 y un protector perfilado 6.
El cinturon 3 presenta cuatro capas de cinturon 7, 8, 9 y 10, formando la cuarta capa de cinturon 10 radialmente mas exterior la menor anchura de todas las capas y la asf llamada capa de proteccion. La primera capa de cinturon 7 es la asf llamada capa de cierre, la segunda capa de cinturon 8 y la tercera capa de cinturon 9 son las capas de cinturon portantes, las asf llamadas capas de trabajo. La capa de cinturon mas ancha es la segunda capa de cinturon 8 que, por consiguiente, cubre completamente la primera capa de cinturon 7. La tercera capa de cinturon 9 es algo mas ancha o igual de ancha que la primera capa de cinturon 7. La cuarta capa de cinturon 10 tambien puede realizarse igual de ancha que la tercera capa de cinturon 9. Todas las capas de cinturon 7, 8, 9, 10 se componen de soportes de resistencia de armadura metalica envueltos en una mezcla de caucho, el cauchutado de cinturon, con una construccion de, por ejemplo, 3 x 0,2 mm + 6 x 0,35 mm. En las capas de cinturon tambien pueden utilizarse armaduras metalicas con otras construcciones.
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El perfil de caucho 4 se dispone de manera que, medido desde el canto 11 de la tercera capa de cinturon 9, se extienda axialmente hacia el interior en una longitud l de menos de 17 mm, aqu 7 mm y de manera que se extienda axialmente hacia el exterior de modo que cubra completamente el canto 12 de la segunda capa de cinturon 8 axialmente hacia el exterior. El perfil de caucho 4 posee, medido en direccion radial desde el canto 11 de la tercera capa de cinturon 9, un espesor 13 de 3 mm. El cauchutado de la segunda y la tercera capa de cinturon 8, 9 presenta una dureza y/o rigidez mayor que la del acolchado de caucho 4. Se suprime una envoltura alrededor del tercer canto de cinturon.
Segun la invencion, los neumaticos radiales para vehuculos industriales resultan especialmente adecuados para su uso como neumaticos de camion, autobus y remolque.
La siguiente tabla muestra resultados de ensayos con respecto a la resistencia a la rodadura y la durabilidad estructural del cinturon de un neumatico de referencia en comparacion con neumaticos de prueba 1-3 con la misma construccion, realizandose los neumaticos de prueba 1, 2 segun la invencion, mientras que el neumatico de prueba 3 se realiza sin perfil de caucho (acolchado de cinturon).
Tabla
- Neumatico de referencia Neumatico de prueba 1 Neumatico de prueba 2 Neumatico de prueba 3
- Extension del perfil de caucho [en mm] axialmente hacia el interior, partiendo del 3er canto de cinturon
- 22 15 7 Sin perfil de caucho
- Resistencia a la rodadura [en %] (prueba en tambor segun ISO 28580)
- 100 99 98 98,5
- Durabilidad del cinturon [en %] (prueba en tambor)
- 100 100 105 80
Se muestra que los neumaticos de prueba 1-3 presentan una resistencia a la rodadura mejorada. La durabilidad estructural en el neumatico de prueba 1 es igual a la del neumatico de referencia, la durabilidad estructural del neumatico de prueba 2 mejora en un 5 por ciento frente al neumatico de referencia, mientras que la durabilidad estructural del neumatico de prueba 3 sin perfil de caucho empeora en un 20% frente al neumatico de referencia. La determinacion de la durabilidad de cinturon se llevo a cabo mediante una prueba en tambor realizada por el fabricante.
Lista de referencias
1 Carcasa
2 Capa interior
3 Cinturon
4 Perfil de caucho
5 Pared lateral
6 Protector
7 Primera capa de cinturon
8 Segunda capa de cinturon
9 Tercera capa de cinturon
10 Cuarta capa de cinturon
11 Canto de la tercera capa de cinturon
12 Canto de la segunda capa de cinturon
13 Espesor del perfil de caucho
l Longitud del perfil de caucho axialmente hacia el interior
rR Direccion radial
aR Direccion axial
Claims (9)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Neumatico de vehnculo con un tipo de construccion radial para vehnculos industriales con un cinturon (3) de cuatro capas, con una primera, una segunda, una tercera y una cuarta capa de cinturon (7, 8, 9, 10), disponiendose la primera capa de cinturon (7) radialmente en el interior y la ultima capa de cinturon como capa de cinturon radialmente mas exterior del cinturon (3), conteniendo cada capa de cinturon (7, 8, 9, 10) como soportes de resistencia armaduras metalicas que se desarrollan respectivamente paralelas unas a otras y que se inclinan con respecto a la direccion perimetral del neumatico, presentando la cuarta capa de cinturon (10) la anchura mas pequena de todas las capas, siendo la segunda y la tercera capa de cinturon (8, 9) capas de cinturon portantes cuyas armaduras metalicas se inclinan en sentido opuesto con respecto a la direccion perimetral del neumatico y disponiendose entre la segunda y la tercera capa de cinturon (8, 9) en la zona de los cantos de cinturon (11, 12) un perfil de caucho (4) que gira alrededor del penmetro del neumatico en funcion de un asf llamado acolchado de cinturon, caracterizado por que el perfil de caucho (4) se dispone de manera que, medido desde el canto (11) de la tercera capa de cinturon, se extienda axialmente hacia el interior menos de 17 mm y por que se extiende axialmente hacia el exterior de manera que cubra completamente el canto (12) de la segunda capa de cinturon axialmente hacia el exterior.
- 2. Neumatico de vehnculo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el perfil de caucho (4), medido desde el canto (11) de la tercera capa de cinturon, se extiende axialmente hacia el interior entre 3 mm y 14 mm, preferiblemente entre 3 mm y 10 mm y con especial preferencia entre 5 mm y 7 mm.
- 3. Neumatico de vehnculo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el perfil de caucho (4), medido en direccion radial en el canto (11) de la tercera capa de cinturon, presenta un grosor (13) de 1,5 mm a 6 mm, preferiblemente de 2,5 mm a 4 mm.
- 4. Neumatico de vehnculo segun la reivindicacion 1 a 3, caracterizado por que el cinturon (3) es un cinturon de cuatro capas, por que la primera capa de cinturon (7) se inclina de forma ascendente hacia la derecha entre 40° y 90°, preferiblemente 50° respecto a la direccion perimetral, por que la segunda capa de cinturon (8) se inclina de forma ascendente hacia la derecha entre 10° y 35°, preferiblemente 18° respecto a la direccion perimetral, por que la tercera capa de cinturon (9) se inclina de forma ascendente hacia la izquierda entre 10° y 35°, preferiblemente 18° respecto a la direccion perimetral y por que la cuarta capa de cinturon (10) se inclina de forma ascendente hacia la izquierda o de forma ascendente hacia la derecha entre 10° y 90° respecto a la direccion perimetral.
- 5. Neumatico de vetnculo segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cinturon (3) presenta al menos una capa de cinturon que se construye a partir de dos capas de cinturon axialmente adyacentes.
- 6. Neumatico de vehnculo segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cauchutado de la segunda y de la tercera capa de cinturon (8, 9) presenta una dureza y/o una rigidez mas alta que el acolchado de caucho (4).
- 7. Neumatico de vehnculo segun una o varias de las reivindicaciones 1-3, 5-7, caracterizado por que la tercera capa de cinturon (9) presenta una capa de cauchutado que esta rellena de sflice y por que la cuarta capa de cinturon (10) presenta una capa de cauchutado que esta rellena de negro de carbono.
- 8. Neumatico de vehnculo segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las armaduras metalicas presentan un diametro de 1,1 mm a 2,0 mm, una resistencia de 1500N a 3500N y preferiblemente la construccion 3 x 0,2 mm + 6 x 0,33 mm.
- 9. Neumatico de vehnculo segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se suprime una envoltura alrededor del segundo y/o del tercer canto de cinturon.
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