ES2633192T3

ES2633192T3 - Neumático

Info

Publication number: ES2633192T3
Application number: ES12840590.9T
Authority: ES
Inventors: Yuki Kawakami
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2017-09-19
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: WO2013054950A1; EP2772369B1; US20140290817A1; CA2850924C; CN103826872A; CN103826872B; US10245897B2; JP5557821B2; AU2012321677A1; RU2564462C1; EP2772369A4; AU2012321677B2; JP2013086565A; CA2850924A1; EP2772369A1

Abstract

Un neumático que tiene, en una superficie de banda de rodamiento (1), al menos una ranura circunferencial (2) que se extiende a lo largo de una dirección circunferencial del neumático y una pluralidad de ranuras transversales (3) que se abren a la ranura circunferencial (2), teniendo las ranuras transversales (3) una anchura de ranura mayor que una anchura de ranura de la ranura circunferencial (2), al menos en una porción que se abre a la ranura circunferencial (2), y extendiéndose las ranuras transversales (3) en una dirección inclinada con respecto a la dirección circunferencial del neumático, en donde un rebaje (6) está formado en una superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial (2) opuesta a la ranura transversal (3), y el rebaje (6) tiene una forma plana asimétrica vista desde la superficie de la banda de rodamiento (1).

Description

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DESCRIPCION

Neumatico

Campo de la tecnica

La presente invencion se refiere a un neumatico que disminuye la temperatura de una porcion de banda de rodamiento al promover la disipacion de calor de la misma y, mas espedficamente, a un neumatico adecuadamente usado en un vefuculo industrial, tal como un vefuculo de construccion y similar.

Antecedentes de la tecnica

Cuando la porcion de banda de rodamiento genera calor durante la rotacion de la rueda con una carga aplicada a la misma, la temperatura de la porcion de banda de rodamiento aumenta, causando varios fallos, tales como la separacion termica de la porcion de banda de rodamiento y similares. Por lo tanto, para disminuir la temperatura de la porcion de banda de rodamiento, es necesario reducir la generacion de calor o promover la disipacion de calor.

Convencionalmente, para disminuir la temperatura de la porcion de banda de rodamiento, se ha empleado un metodo de formar ranuras en la porcion de banda de rodamiento, retirando caucho de la banda de rodamiento, que sirve como una fuente de calor y, simultaneamente, aumentando un area superficial de la porcion de banda de rodamiento de modo que la disipacion de calor es mejorada (Por ejemplo, Documento de Patente 1).

Se llama la atencion sobre la descripcion del documento US 2008/0047644.

Documento de la tecnica relacionada

Documento de patente

Documento de patente 1: publicacion de solicitud de patente japonesa abierta a la inspeccion publica, N.° 2003205706.

Compendio de la invencion

Problema tecnico

No obstante, el metodo descrito anteriormente requiere aumentar el numero de ranuras para mejorar un efecto de disminucion de la temperatura. Un aumento tal en el numero de ranuras, no obstante, lleva a una reduccion de la rigidez de una porcion de contacto, lo que causa el deterioro del rendimiento antidesgaste y de la estabilidad en la conduccion.

Como tal, un objetivo de la presente invencion es proporcionar un neumatico que tenga un aumento minimizado de una superficie de ranuras, promoviendo de este modo la disipacion de calor de la porcion de banda de rodamiento y disminuyendo la temperatura de la misma.

Solucion al problema

Un compendio de la presente invencion es como sigue:

(1) Un neumatico que tiene, en una superficie de banda de rodamiento, al menos una ranura circunferencial que se extiende a lo largo de una direccion circunferencial del neumatico y una pluralidad de ranuras transversales o en la direccion de la anchura, que se abren a la ranura circunferencial, teniendo las ranuras transversales una anchura de ranura mayor que una anchura de ranura de la ranura circunferencial, al menos en una porcion que se abre a la ranura circunferencial, y extendiendose las ranuras transversales en una direccion inclinada con respecto a la direccion circunferencial de la rueda, en donde

esta formado un rebaje en una superficie de la pared de la ranura circunferencial, opuesta a la ranura transversal, y

el rebaje tiene una forma plana asimetrica cuando se vedesde la superficie de la banda de rodamiento.

(2) El neumatico de acuerdo con (1) indicado anteriormente, en donde una longitud del rebaje en una direccion transversal del neumatico vana a lo largo de la direccion circunferencial del neumatico.

(3) El neumatico de acuerdo con (1) o (2) indicados anteriormente, en donde la longitud del rebaje en la direccion circunferencial del neumatico disminuye desde un lado del rebaje que se abre a la ranura circunferencial, hacia una parte inferior del rebaje.

(4) El neumatico de acuerdo a cualquiera de(1) a (3) indicados anteriormente, en donde la ranura transversal esta inclinada con respecto a la direccion transversal del neumatico.

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Efecto de la invencion

De acuerdo a la presente invencion, ya que un incremento en una superficie de ranura es minimizado, puede ser proporcionado un neumatico que, sin sufrir una reduccion de la rigidez de una porcion de apoyo o contacto, promueve la disipacion de calor de una porcion de banda de rodadura y disminuye la temperatura de la misma.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista desarrollada de un patron de banda de rodamiento de un neumatico, de acuerdo a la presente invencion;

las Figuras 2(a) a (f) son diagramas que ilustran posiciones de un rebaje;

la Figura 3 es un diagrama que ilustra una funcion de la presente invencion;

las Figuras 4(a) a (c) son diagramas que ilustran una funcion de la presente invencion;

las Figuras 5(a) a (c) son diagramas que ilustran vectores de la velocidad del aire en las partes inferiores de una ranura circunferencial y una ranura transversal;

las Figuras 6(a) a (c) son diagramas que ilustran varias modificaciones del rebaje;

las Figuras 7(a), (b) son diagramas que ilustran varias modificaciones del rebaje;

las Figuras 8(a), (b) son diagramas que ilustran patrones de Ejemplo y Ejemplo Comparativo; y

la Figura 9 es una grafica que ilustra coeficientes de transferencia de calor de Ejemplo y de Ejemplo Comparativo.

Descripcion de la realizacion

Lo siguiente es una descripcion detallada de un neumatico de acuerdo con la presente invencion, con referencia a los dibujos que la acompanan.

La Figura 1 es una vista una vista desarrollada de un patron de banda de rodamiento del neumatico de acuerdo a la presente invencion, adecuadamente usado en un vehnculo industrial. Una superficie de banda de rodamiento 1 incluye: un par de ranuras circunferenciales 2 que se extienden a lo largo de la direccion circunferencial del neumatico a traves de un plano ecuatorial CL del neumatico; y una pluralidad de ranuras transversales 3 que se abren a la ranura circunferencial 2, donde las ranuras transversales tienen una anchura de ranura mayor que una anchura de ranura de la ranura circunferencial 2, al menos en una porcion que se abre a la ranura circunferencial 2. La ranura transversal 3 esta comunicada con un extremo TE de la banda de rodamiento.

Una porcion de contacto central en forma de nervio 4, que incluye el plano ecuatorial CL del neumatico, esta formada por el par de ranuras circunferenciales 2 centrales. Ademas, una porcion de contacto en forma de bloque 5 esta formada por la ranura circunferencial 2 y las ranuras transversales 3.

Notese que el patron de la banda de rodamiento esta ilustrado en la Figura a modo de ejemplo y que la presente invencion es aplicable tanto a patrones de banda de rodamiento en nervio como a patrones de banda de rodamiento en bloque. Ademas, la ranura transversal 3 puede estar inclinada con respecto a la direccion transversal de la rueda y puede tener una anchura no constante. Aun mas, la ranura transversal 3 no necesita estar comunicada con el extremo TE de la banda de rodamiento.

En una porcion de contacto central en forma de nervio 4, un rebaje 6 esta formado sobre una superficie de la pared de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura transversal 3.

Como se ilustra en una vista ampliada, una longitud W del rebaje 6 en la direccion transversal del neumatico vana a lo largo de la direccion circunferencial de la rueda. Es decir, la longitud W aumenta gradualmente desde un punto de conexion 61 entre el rebaje 6 y la ranura circunferencial 2 hasta un vertice 63 del rebaje 6 y luego disminuye gradualmente desde el vertice 63 hasta un punto de conexion 62 entre el rebaje 6 y la ranura circunferencial 2.

Ademas, una longitud L del rebaje 6 en la direccion circunferencial del neumatico disminuye desde una abertura lateral hacia la ranura circunferencial 2 hasta el fondo del rebaje. Es decir, la longitud L es la mayor entre el punto de conexion 61 y el punto de conexion 62 y disminuye conforme se acerca al vertice 63.

En referencia ahora a la Figura 2, se describira la superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura transversal 3.

Como se ilustra en la Figura 2 (a), cuando el rebaje 6 no esta formado, la superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura transversal 3 representa una superficie de pared de ranura entre los puntos A, B, los cuales son intersecciones de superficies extendidas de paredes de ranura de la ranura transversal 3 y la pared de ranura de la ranura circunferencial 2.

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El rebaje 6 puede estar formado entre el punto A y el punto B, como se ilustra en la Figura 2(b), o sobresalir fuera de los puntos A, B, como se ilustra en la Figura 2(c). O, como se ilustra en la Figura 2(d), una de las intersecciones de la ranura circunferencial 2 y del rebaje 6 puede estar formada entre el punto A y el punto B, mientras que la otra esta formada fuera de los puntos A, B. Es decir, el rebaje 6 esta formado al menos parcialmente entre los puntos A, B.

El rebaje 6, como se ilustra en la Figura 2(e), esta preferiblemente formado teniendo una de las intersecciones del

mismo con la ranura circunferencial 2 formada fuera de los puntos A, B, y la otra encontrandose con el punto B.

Como se ilustra en la Figura 2(f), ademas, cuando la ranura transversal 3 esta inclinada con respecto a la direccion transversal del neumatico, la superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura

transversal 3 representa una superficie de pared de ranura entre los puntos A, B, que son intersecciones de

superficies extendidas de pared de ranura de la ranura transversal 3 y la pared de ranura de la ranura circunferencial

2.

Lo siguiente es una descripcion de una funcion de la presente invencion.

Como se ilustra en la Figura 3, cuando el neumatico rueda, el aire en torno a la rueda fluye en un sentido opuesto al sentido de desplazamiento. Mediante la toma de este aire en la ranura formada en la superficie 1 de la banda de rodamiento y la expulsion del aire de la misma, ocurre la disipacion de calor de la porcion de banda de rodamiento y la temperatura de la porcion de banda de rodamiento disminuye. En un neumatico para un vehnculo de construccion, en particular, ya que una porcion indicada por X en un lado del vehnculo (en un lado opuesto a la superficie de rodamiento) en la figura no esta cubierta por el vehnculo, sino expuesta, la toma de aire en la ranura exhibe un marcado efecto de disipacion de calor.

Cuando una ranura ancha esta formada en la superficie 1 de la banda de rodamiento, aunque se puede tomar mas aire en la ranura, la rigidez de la porcion de contacto se reduce y el rendimiento antidesgaste y la estabilidad en la conduccion se deterioran. Por lo tanto, es necesario disminuir la temperatura de la porcion de banda de rodamiento sin cambiar drasticamente la anchura de ranura de una ranura existente.

El inventor estudio el flujo del aire dentro de la ranura y descubrio que, en un patron de banda de rodamiento que tiene las ranuras circunferenciales 2 con una anchura de ranura pequena y las ranuras transversales 3 con una anchura de ranura grande, como se ilustra en la Figura 4(a), la temperatura es alta en un punto M, que es un punto intermedio de la ranura circunferencial 2 entre dos ranuras transversales 3 contiguas entre sf en la direccion circunferencial.

A pesar de que la temperatura de la porcion de contacto en forma de bloque 5 se eleva por la rotacion de la rueda con una carga aplicada a la misma, la temperatura de una porcion (area sombreada) de la porcion de contacto en forma de bloque 5 en la proximidad de la ranura transversal 3 disminuye, debido a la disipacion de calor por el aire que fluye dentro de la ranura transversal 3. Por otro lado, la disipacion de calor no ocurre en una porcion de la porcion de contacto en forma de bloque 5, donde esta alejada de la ranura transversal 3. Para explicar espedficamente en referencia a la Figura 4(a), dentro de la ranura transversal 3 el aire fluye desde el extremo TE de la banda de rodamiento a la ranura circunferencial 2, como se indica con una flecha. Este aire choca con la superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura transversal 3 y es dividido en aire que fluye hacia delante y aire que fluye hacia atras con respecto al sentido de rotacion de la rueda. Como se ilustra en la Figura, cuando la ranura transversal 3 esta formada perpendicular a la ranura circunferencial 2, el aire que ha chocado con la superficie de pared de la ranura es dividido en aire que fluye hacia delante y el aire que fluye hacia atras en las mismas cantidades. El aire que fluye hacia delante entra en la ranura circunferencial 2 desde la ranura transversal 3 y luego, en el punto intermedio M, colisiona con el aire que fluye hacia atras que ha entrado en la ranura circunferencial 2 desde la ranura transversal 3. Consecuentemente, dado que dichos aires se estancan en el punto intermedio M, la disipacion de calor de la porcion de contacto en forma de bloque 5 no puede ocurrir.

Notese que la anchura de la ranura circunferencial 2 es menor que la anchura de ranura de la ranura transversal 3 en una porcion que se abre a la ranura circunferencial 2. En la realizacion ilustrada en las figuras, en particular, dado que la anchura de ranura de la ranura circunferencial 2 es menor que cualquier porcion de la anchura de ranura de la ranura transversal 3, una porcion de la porcion de contacto en forma de bloque 5 adyacente a la ranura circunferencial 2 no causa tanta disipacion de calor como una porcion de la porcion de contacto en forma de bloque 5 adyacente a la ranura transversal 3.

Asf, como se ilustra en la Figura 4(b), el rebaje 6 esta formado en la superficie de pared de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura transversal 3, de modo que el aire que ha entrado en la ranura circunferencial 2 desde la ranura transversal 3 es dividido desigualmente dentro de la ranura circunferencial 2. De este modo, el punto intermedio M donde los aires colisionan entre sf dentro de la ranura circunferencial 2 se desplaza a una posicion mas cercana a la ranura transversal 3 y el aire entra en la ranura circunferencial 2 adyacente a una porcion de la porcion de contacto en forma de bloque 5 con la temperatura mas alta (una porcion intermedia de la porcion de contacto en forma de bloque 5 con respecto a la direccion circunferencial del neumatico), disminuyendo la temperatura de la porcion de banda de rodamiento.

Como se ilustra en la Figura 4(c), tambien, es preferible que la ranura transversal 3 este inclinada con respecto a la

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direccion transversal del neumatico y, simultaneamente, el rebaje 6 este formado. De este modo, el aire que ha entrado en la ranura circunferencial 2 desde la ranura transversal 3 puede ser dividido desigualmente dentro de la ranura circunferencial 2, y el punto intermedio M donde los aires colisionan entre sf dentro de la ranura circunferencial 2, puede desplazarse a una posicion aun mas cercana a la ranura transversal 3.

En referencia ahora a la Figura 5 se describira un analisis numerico de un vector de velocidad del aire en las partes inferiores de la ranura circunferencial 2 y de la ranura transversal 3.

La Figura 5(a) ilustra la superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura transversal 3 que no tiene rebaje 6 formado en la misma, y la Figura 5(b) ilustra la superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial 2 opuesta a la ranura transversal 3 que tiene el rebaje 6 formado en la misma. La Figura 5(c) ilustra un caudal de aire.

Como se ilustra en la Figura 5(a), cuando el rebaje 6 no esta formado, el caudal resulta bajo y los aires colisionan entre sf en el punto intermedio M.

Como se ilustra en la Figura 5(b), por otro lado, cuando el rebaje 6 esta formado, el caudal dentro de la ranura circunferencial 2 aumenta y el punto donde los aires colisionan entre sf se desplaza.

Lo siguiente es una descripcion de varias modificaciones del rebaje 6 en referencia a la Figura 6 y a la Figura 7.

Como se ilustra en la Figura 6 (a), el rebaje 6 preferiblemente tiene una forma de triangulo asimetrico con angulos internos 01 y 02 entre el rebaje 6 y la ranura circunferencial 2, que satisfacen la relacion 01< 02.

Como se ilustra en la Figura 6(b), 02 puede ser de 90 grados.

Como se ilustra en la Figura 6(c), en una realizacion que no esta de acuerdo con la presente invencion, el rebaje 6 puede tener una forma de triangulo isosceles con angulos internos 01 y 02 iguales entre sf En este caso, el rebaje 6 esta preferiblemente formado en una posicion desplazada de la ranura transversal 3. Es decir, el rebaje 6 esta preferiblemente formado de modo que el vertice 63 este desplazado de una lmea central de la ranura transversal 3 (indicada por una lmea discontinua en la Figura).

El rebaje 6 puede tener, en lugar de forma triangular, una forma cuadrada como se ilustra en la Figura 7(a) o una forma redondeada como se ilustra en la Figura 7(b).

En una vista de la planta de la superficie de la banda de rodamiento, el rebaje 6 tiene la longitud L en la direccion circunferencial del neumatico no mayor a 150 mm y la longitud W en la direccion transversal del neumatico no mayor a 50 mm. Cuando el rebaje 6 es demasiado grande, el rendimiento antidesgaste puede, posiblemente, deteriorarse. Cuando el rebaje 6 es demasiado pequeno, por otro lado, un efecto suficiente para cambiar la distribucion del aire dentro de la ranura circunferencial 2 no puede obtenerse.

El rebaje 6 tiene que estar formado al menos en una porcion de la superficie de pared de la ranura entre la superficie de la banda de rodamiento y la parte inferior de la ranura y esta preferiblemente formado en la parte inferior de la ranura.

La temperatura de la porcion de contacto en forma de bloque 5 es mayor en un lado cercano a una carcasa y se hace mas baja cuanto mas cerca esta de la superficie de la banda de rodamiento. Consecuentemente, el rebaje 6 esta preferiblemente formado en la parte inferior de la ranura, de modo que cambia la direccion del aire dentro de la ranura circunferencial 2 adyacente a la porcion con la temperatura mas elevada.

Ejemplos

Lo siguiente es una descripcion de ejemplos de la presente invencion.

Se prepararon neumaticos ultra-grandes ORR (off-the-Road Radial) de 59/80R63 de tamano, los cuales son adecuadamente usados para un vehmulo industrial operado en una mina y similares, que tienen un patron con las ranuras circunferenciales y las ranuras transversales unidas entre sf No se formo rebaje en el neumatico de Ejemplo Comparativo (Figura 8(a)), mientras que se formo un rebaje en la interseccion en el neumatico de Ejemplo (Figura 8(b)). Luego se midio la distribucion de un coeficiente de transferencia de calor en la parte inferior de la ranura circunferencial de cada uno de los neumaticos. Los neumaticos fueron hechos girar a una velocidad de 20 km/h.

Observese que el neumatico de Ejemplo y el neumatico de Ejemplo Comparativo son neumaticos radiales con una proporcion plana de no mas del 80%, un diametro de llanta de no menos de 144,8 cm (57 pulgadas), una capacidad de carga de no menos de 60 toneladas metricas y un factor de carga (factor k) de no menos de 1,7.

Como se ilustra en la Figura 9, el neumatico de Ejemplo que tiene el rebaje exhibio un coeficiente de transferencia de calor alto, en promedio, en la parte inferior de la ranura circunferencial.

Listado de referencias numericas

1 Superficie de la banda de rodamiento

2 Ranura circunferencial

3 Ranura transversal

4 Porcion de contacto central en forma de nervio

5 5 Porcion de contacto en forma de bloque

6 Rebaje

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un neumatico que tiene, en una superficie de banda de rodamiento (1), al menos una ranura circunferencial (2) que se extiende a lo largo de una direccion circunferencial del neumatico y una pluralidad de ranuras transversales (3) que se abren a la ranura circunferencial (2), teniendo las ranuras transversales (3) una anchura de ranura mayor 5 que una anchura de ranura de la ranura circunferencial (2), al menos en una porcion que se abre a la ranura circunferencial (2), y extendiendose las ranuras transversales (3) en una direccion inclinada con respecto a la direccion circunferencial del neumatico, en donde un rebaje (6) esta formado en una superficie de pared de ranura de la ranura circunferencial (2) opuesta a la ranura transversal (3), y

el rebaje (6) tiene una forma plana asimetrica vista desde la superficie de la banda de rodamiento (1).

10 2. El neumatico de acuerdo a la reivindicacion 1, en donde una longitud del rebaje (6) en una direccion transversal

del neumatico vana a lo largo de la direccion circunferencial del neumatico.
3. El neumatico de acuerdo a las reivindicaciones 1 o 2, en donde la longitud del rebaje (6) en la direccion circunferencial del neumatico se reduce desde un lado del rebaje (6) que se abre a la ranura circunferencial (2) hacia una parte inferior del rebaje (6).

15 4. El neumatico de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la ranura transversal (3) esta

inclinada con respecto a la direccion transversal del neumatico.