NEUMATICO PARA MAQUINARIA PESADA.

Un neumático de armadura de carcasa radial, montado sobre una armadura de corona que comprende al menos tres capas de elementos de refuerzo,

paralelos entre sí en cada capa, estando al menos la extremidad axialmente exterior de una primera capa radialmente enfrente de una segunda capa situada radialmente más en el interior y radialmente enfrente de una tercera capa situada radialmente más en el exterior, caracterizado por que al menos un primer perfil P1 de mezcla de caucho separa radialmente dicha segunda capa de al menos la extremidad de dicha primera capa, por que la extremidad axialmente exterior de dicho primer perfil P1 está situada a una distancia del plano ecuatorial del neumático inferior a la distancia que separa de dicho plano la extremidad de dicha segunda capa, por que dicho perfil P1 está separado radialmente del calandrado radialmente exterior C1 de dicha primera capa por un segundo perfil de mezcla de caucho G1, por que al menos un tercer perfil P2 de mezcla de caucho separa radialmente dicha tercera capa de al menos la extremidad de dicha primera capa, por que la extremidad axialmente exterior de dicho tercer perfil P2 está situada a una distancia del plano ecuatorial del neumático inferior a la distancia que separa de dicho plano la extremidad de dicha tercera capa, por que dicho perfil P2 está radialmente separado del calandrado radialmente interior C2 de dicha primera capa por un cuarto perfil de mezcla de caucho G2, y por que dichos perfiles de mezcla de caucho P1, P2 y G1, G2 y dichos calandrados C1, C2 tienen respectivamente módulos secantes de elasticidad bajo tensión a 10% de alargamiento MP1, MP2, MG1, MG2, MC1, MC2 de manera que MC1 =q MG1 > MP1 y MC2 =q MG2 > MP2

Neumático para maquinaria pesada.

El presente invento se refiere a un neumático con armadura de carcasa radial y más particularmente a un neumático destinado a equipar vehículos que lleven cargas pesadas, tal como un vehículo de transporte, por ejemplo los camiones, tractores, remolques o autobuses de carretera, o una maquinaria de ingeniería civil o de obras públicas.

Tal neumático, destinado generalmente a llevar cargas pesadas, comprende una armadura de carcasa radial, y una armadura de corona compuesta de al menos dos capas de corona de trabajo, formadas por elementos de refuerzo inextensibles, cruzados de una capa a la siguiente y que forman con la dirección circunferencial ángulos iguales o desiguales, y comprendidos entre 10 y 45º.

Las armaduras de corona de neumáticos radiales, y más particularmente en lo que se refiere a los neumáticos de dimensiones muy grandes, son sometidas a grandes deformaciones, que engendran entre los bordes de dos capas esfuerzos de cizalladura longitudinal y transversal (la cizalladura longitudinal es más importante que la transversal cuando los cables de capas cruzadas forman con la dirección circunferencial ángulos pequeños), al mismo tiempo que un esfuerzo de desestratificación, esfuerzo radial que tiene tendencia a separar radialmente los bordes de las dos capas. Dichos esfuerzos son debidos en primer lugar a la presión de inflado del neumático, que hace que la presión llamada de cintura entre armadura de carcasa y armadura de corona tiende a provocar la expansión circunferencial de dicha armadura de corona; Dichos esfuerzos son además debidos a la carga llevada por el neumático en rodadura con nacimiento de una superficie de contacto entre el suelo y el neumático; Dichos esfuerzos son aún debidos a la puesta en deriva del neumático en rodadura. Estos esfuerzos generan fisuras en la mezcla de caucho próxima a la extremidad de la capa más corta, fisuras que se propagan en dicha mezcla y que penalizan la endurancia de una armadura de corona, y por tanto del neumático.

Una mejora neta de la endurancia ha sido proporcionada por el empleo en la armadura de corona de al menos una capa de corona de protección que tiene una anchura axial superior a la anchura de la capa de trabajo mayor axial- mente.

En el caso de neumáticos para vehículos "pesados", una sola capa de protección está presente habitualmente y sus elementos de protección están, en la mayor parte de los casos, orientados en la misma dirección y con el mismo ángulo en valor absoluto que los de los elementos de refuerzo de la capa de trabajo radialmente más al exterior y por tanto radialmente adyacente. En el caso de neumáticos de Ingeniería Civil o de Obras Públicas destinados a rodaduras sobre suelos más o menos accidentados, la presencia de dos capas de protección es ventajosa, estando los elementos de refuerzo cruzados de una capa a la siguiente.

Unos cables son llamados inextensibles cuando dichos cables presentan bajo una fuerza de tracción igual al 10% de la fuerza de rotura un alargamiento relativo como máximo igual al 0,2%.

Unos cables son llamados elásticos cuando dichos cables presentan bajo una fuerza de tracción igual a la carga de rotura un alargamiento relativo al menos igual al 4%.

La dirección circunferencial del neumático, o dirección longitudinal, es la dirección correspondiente a la periferia del neumático y definida por la dirección de rodadura del neumático.

La dirección transversal o axial del neumático es paralela al eje de rotación del neumático.

La dirección radial es una dirección que corta el eje de rotación del neumático y perpendicular a éste.

El eje de rotación del neumático es el eje alrededor del cual gira en utilización normal.

Un plano radial o meridiano es un plano que contiene el eje de rotación del neumático.

El plano medio circunferencial, o plano ecuatorial, es un plano perpendicular al eje de rotación del neumático y que divide el neumático en dos mitades.

En ciertas condiciones de rodadura, los esfuerzos subsisten al nivel de la armadura de corona y más particularmente los esfuerzos de cizalladura entre las capas de corona, y aliadas a una elevación no despreciable de la temperatura de funcionamiento al nivel de las extremidades de las capas de corona axialmente más estrechas, tienen como consecuencia la aparición y la propagación de fisuras de la goma al nivel de dichas extremidades, y esto a pesar de la presencia de la unión de los bordes de capas de corona de trabajo de una capa de caucho gruesa.

Con el fin de remediar los inconvenientes anteriores y de mejorar la endurancia de la armadura de corona del tipo de neumático estudiado, un cierto número de patentes anteriores reivindican soluciones relativas a la estructura y calidad de las capas y/o perfiles de mezclas de caucho que están dispuestas entre y/o alrededor de las extremidades de capas y más particularmente de las extremidades de la capa axialmente más corta.

El documento FR-A-1.389.428, para mejorar la resistencia a la degradación de las mezclas de caucho situadas en la proximidad de los bordes de armadura de corona, preconiza la utilización, en combinación con una banda de rodadura de histéresis débil, de un perfil de caucho que cubre al menos los costados y los bordes marginales de la armadura de corona y constituido de una mezcla de caucho de histéresis débil.

El documento FR-A-2.222.232, para evitar las separaciones entre capas de armadura de corona, enseña a revestir las extremidades de la armadura en un colchón de caucho, cuya dureza Shore A es diferente de la de la banda de rodadura que se superpone a dicha armadura, y mayor que la dureza Shore A del perfil de mezcla de caucho dispuesto entre los bordes de capas de armadura de corona y armadura de carcasa.

El documento US-A-5.154.217 utiliza una unidad de medida diferente y reivindica disponer entre las extremidades de dos capas, en la prolongación de la capa comprendida entre dichas dos capas, un cojín de mezcla de caucho cuyo módulo de elasticidad a 100% de alargamiento es superior al módulo del mismo nombre de la banda de rodadura.

Para asegurar la unión de los dos bordes respectivos de dos capas de armadura de corona, el documento FR-A-2.298.448 describe la utilización de gomas llamadas de cizalladura, entre dichos bordes, de dureza Shore A y de módulo de elasticidad a 100% elevados, utilización combinada con el empleo de bandas de caucho anisótropas dispuestas entre los bordes de la armadura de corona y la armadura de carcasa.

Lo mismo sucede en el caso de la unión de las capas de armadura de corona descritas en el documento FR-A-2.499.912, estando constituida la parte lateral de la capa de caucho dispuesta entre las dos capas principales de la armadura de corona de una mezcla de caucho de dureza Shore elevada.

En el documento EP-A-1.062.106, la solicitante ha propuesto un neumático cuya armadura de corona comprende al menos dos capas de elementos de refuerzo, en el que el borde de la capa axialmente menos grande está separada de la capa axialmente más grande por un perfil de mezcla de caucho, cuya extremidad axialmente exterior está situada a una distancia del plano ecuatorial del neumático al menos igual a la distancia que la separa de dicho plano de extremidad de la capa más grande y estando a su vez dicho perfil separado del calandrado de la capa menos grande por una goma de borde, teniendo dicho perfil, dicha goma de borde y dicho calandrado respectivamente módulos secantes de elasticidad bajo tensión a 10% de alargamiento relativo tales que decrecen radialmente hacia el interior desde el calandrado hasta el perfil.

Se ha comprobado que las diferentes estructuras enumeradas antes no proporcionaban una solución totalmente satisfactoria en condiciones de rodadura fuertemente perjudiciales para el neumático.

Otra solución tal como se ha descrito en el documento FR-A-2.421.742 consiste en repartir más favorablemente los esfuerzos generadores de separación entre capas de corona de trabajo, consecutivos a la puesta en deriva del neumático, multiplicando el número de capas de trabajo.

La multiplicación de las capas de trabajo no resulta sin inconvenientes, particularmente en el centro de la armadura de corona dónde el número de capas influye directamente sobre la rigidez de flexión de la corona del neumático. Cuando esta rigidez aumenta, se deduce de ello que choques que intervienen sobre la corona del neumático, tales como particularmente...

1. Un neumático de armadura de carcasa radial, montado sobre una armadura de corona que comprende al menos tres capas de elementos de refuerzo, paralelos entre sí en cada capa, estando al menos la extremidad axialmente exterior de una primera capa radialmente enfrente de una segunda capa situada radialmente más en el interior y radialmente enfrente de una tercera capa situada radialmente más en el exterior, caracterizado por que al menos un primer perfil P1 de mezcla de caucho separa radialmente dicha segunda capa de al menos la extremidad de dicha primera capa, por que la extremidad axialmente exterior de dicho primer perfil P1 está situada a una distancia del plano ecuatorial del neumático inferior a la distancia que separa de dicho plano la extremidad de dicha segunda capa, por que dicho perfil P1 está separado radialmente del calandrado radialmente exterior C1 de dicha primera capa por un segundo perfil de mezcla de caucho G1, por que al menos un tercer perfil P2 de mezcla de caucho separa radialmente dicha tercera capa de al menos la extremidad de dicha primera capa, por que la extremidad axialmente exterior de dicho tercer perfil P2 está situada a una distancia del plano ecuatorial del neumático inferior a la distancia que separa de dicho plano la extremidad de dicha tercera capa, por que dicho perfil P2 está radialmente separado del calandrado radialmente interior C2 de dicha primera capa por un cuarto perfil de mezcla de caucho G2, y por que dichos perfiles de mezcla de caucho P1, P2 y G1, G2 y dichos calandrados C1, C2 tienen respectivamente módulos secantes de elasticidad bajo tensión a 10% de alargamiento MP1, MP2, MG1, MG2, MC1, MC2 de manera que MC1 =q MG1 > MP1 y MC2 =q MG2 > MP2.

2. Un neumático según la reivindicación 1ª, caracterizado por que los espesores E_P1 y E_G1 y E_P2 y E_G2 de los perfiles de mezclas de caucho P1 y G1 y P2 y G2, medidos según la dirección radial son tales que, E_P1 está comprendido entre el 30 y el 60% de (E_G1 + E_P1) y E_P2 está comprendido entre el 30 y el 60% de (E_G2 + E_P2).

3. Un neumático según la reivindicación 1ª o 2ª, caracterizado por que las sumas de los espesores de los perfiles de mezcla de caucho P1 y G1 y P2 y G2, medidos en la extremidad de la primera capa según la dirección radial, están comprendidas entre el 30% y el 80% del espesor global de mezcla de caucho entre generatrices de cables respectivamente de la primera y segunda capas y de la tercera y primera capas.

4. Un neumático según una de las reivindicaciones 1ª a 3ª, caracterizado por que la armadura de corona comprende al menos dos capas de trabajo recubiertas radialmente de al menos una capa de protección y por que la anchura axial de la capa de trabajo radialmente más al exterior es inferior a la longitud de dichas otras dos capas.

5. Un neumático según una de las reivindicaciones 1ª a 4ª, caracterizado por que la armadura de corona comprende al menos dos capas de trabajo continuas y por que está completada por cada lado del plano medio circunferencial por al menos una semi-capa de trabajo.

6. Un neumático según una de las reivindicaciones 1ª a 5ª, comprendiendo la armadura de corona al menos cuatro capas, caracterizado por que, además de dicha primera capa, la extremidad axialmente exterior de al menos otra capa radialmente enfrente de al menos una capa situada radialmente más al exterior o radialmente más al interior está separada radialmente de esta última capa por un perfil Px de mezcla de caucho, por que dicho perfil Px está radialmente separado del calandrado radialmente exterior Cx de dicha otra capa por un segundo perfil de mezcla de caucho Gx y por que dichos perfiles de mezcla de caucho Px, Gx y dicho calandrado Cx tienen respectivamente módulos secantes de elasticidad bajo tensión a 10% de alargamiento MPx, MGx, MCx de manera que MCx =q MGx > MPx.

7. Un neumático según la reivindicación 6ª, caracterizado por que la extremidad axialmente exterior de dicho perfil Px está situada a una distancia del plano ecuatorial del neumático inferior a la distancia que separa de dicho plano la extremidad de dicha última capa.

8. Un neumático según la reivindicación 6ª o 7ª, caracterizado por que los espesores E_PX y E_GX de los perfiles de mezclas de caucho PX y Gx, medidos según la dirección radial son tales que, E_PX está comprendido entre el 30 y el 60% de (E_GX + E_PX).

9. Un neumático según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los perfiles de mezcla de caucho G1, G2, Gx tienen sus extremidades axialmente interiores situadas a distancias del plano ecuatorial respectivamente al menos iguales a las distancias que separan de dicho plano las extremidades axialmente interiores de los perfiles de mezcla de caucho P1, P2, Px.