NEUMATICO PARA VEHICULOS PESADOS.

Neumático (1) de armadura de carcasa radial (2) que comprende una armadura de corona (4) formada al menos por dos capas de corona de trabajo (41,

43) de elementos de refuerzo inextensibles, cruzados de una capa a la otra formando con la dirección circunferencial ángulos comprendidos entre 10º y 45º, recubierta a su vez radialmente por una banda de rodadura (5), estando la citada banda de rodadura (5) unida a dos talones por intermedio de dos costados, comprendiendo la armadura de corona al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales de anchura axial (L 42) inferior a aquélla (L 41, L 43) de al menos una de las capas de corona de trabajo (41, 43), siendo la relación entre la anchura axial (L42) de al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales y la anchura axial L de la banda de rodadura superior (5) superior a 0,6 y preferentemente superior a 0,65, caracterizado porque la relación entre la anchura axial L de la banda de rodadura (5) y la anchura axial máxima S del neumático (1) es estrictamente superior a 0,89

Neumático para vehículos pesados.

La presente invención se refiere a un neumático de armadura de carcasa radial y de modo más particular a un neumático destinado a equipar vehículos que transportan cargas pesadas y ruedan a velocidad sostenida, tales como, por ejemplo, los camiones, tractores, remolques o autobuses de carretera.

La armadura de refuerzo o refuerzo de los neumáticos y especialmente de los neumáticos de vehículos de tipo de gran tonelaje está constituida actualmente - y generalmente - por apilamiento de una o varias telas designadas clásicamente "telas de carcasa", "telas de corona" etc. Este modo de designar las armaduras de refuerzo proviene del procedimiento de fabricación, que consiste en realizar una serie de productos semiacabados en forma de telas, provistas de refuerzos de hilos generalmente longitudinales, que a continuación son ensambladas o apiladas con el fin de confeccionar una pieza de partida de neumático. Las telas se realizan extendidas en un plano, con dimensiones importantes, y a continuación se cortan en función de las dimensiones de un producto dado. El ensamblaje de las telas se realiza igualmente, en un primer tiempo, extendidas sensiblemente en un plano. A continuación, la pieza de partida así realizada es puesta en forma para adoptar el perfil toroidal típico de los neumáticos. Sobre la pieza de partida se aplican a continuación los productos semiacabados, denominados"de acabado", para obtener un producto listo para la vulcanización.

Un procedimiento"clásico"de este tipo implica, en particular en la fase de fabricación de la pieza de partida del neumático, la utilización de un elemento de anclaje (generalmente una varilla), utilizado para realizar el anclaje o el mantenimiento de la armadura de carcasa en la zona de los talones del neumático. Así, en este tipo de procedimiento, se efectúa un doblez de una porción de todas las telas que componen la armadura de carcasa (o solamente de una parte) alrededor de una varilla dispuesta dentro del talón del neumático. Se crea de este modo un anclaje de la armadura de carcasa dentro del talón.

La generalización en la industria de este tipo de procedimiento clásico, a pesar de numerosas variantes en el modo de realizar las telas y los ensamblajes, ha conducido al especialista en la materia a utilizar un vocabulario copiado del procedimiento; de donde la terminología generalmente admitida, que comprende especialmente los términos "telas", "carcasa", "varilla", "conformación" para designar el paso de un perfil plano a un perfil toroidal, etc.

Actualmente existen neumáticos que, hablando de modo propiamente dicho, no comprenden "telas" o "varillas" de acuerdo con las definiciones precedentes. Por ejemplo, el documento EP 0 582 196 describe neumáticos fabricados sin la ayuda de productos semiacabados en forma de telas. Por ejemplo, los elementos de refuerzo de las diferentes estructuras de refuerzo son aplicados directamente sobre las capas adyacentes de mezclas de material de caucho, siendo aplicado todo por capas sucesivas sobre un núcleo toroidal cuya forma permite obtener directamente un perfil que se parece al perfil final del neumático en curso de fabricación. Así, en este caso, no se encuentran "semiacabados", ni "telas", ni "varillas". Los productos de base, tales como las mezclas de material de caucho y los elementos de refuerzo en forma de hilos o filamentos, son aplicados directamente sobre el núcleo. Siendo este núcleo de forma toroidal, ya no hay que formar la pieza de partida para pasar de un perfil plano a un perfil en forma de toro.

Por otra parte, los neumáticos descritos en este documento no disponen del "tradicional" doblez de tela de carcasa alrededor de una varilla. Este tipo de anclaje es reemplazado por una disposición en la cual se disponen hilos circunferenciales de modo adyacente a la citada estructura de refuerzo de costado, quedando todo alojado en una mezcla de material de caucho de anclaje o de unión.

Existen igualmente procedimientos de ensamblaje sobre núcleo toroidal que utilizan productos semiacabados especialmente adaptados para una colocación rápida, eficaz y simple sobre un núcleo central. Finalmente, es posible igualmente utilizar un procedimiento mixto que comprenda a la vez ciertos productos semiacabados para realizar ciertos aspectos arquitecturales (tales como telas, varillas, etc), mientras que otros son realizados a partir de la aplicación directa de mezclas y/o de elemento de refuerzo.

En el presente documento, con el fin de tener en cuenta las evoluciones tecnológicas recientes, tanto en el ámbito de la fabricación, como en la concepción de productos, los términos clásicos tales como "telas" , "varillas", etc, son reemplazados, ventajosamente, por términos neutros o independientes del tipo de procedimiento utilizado. Así, el término "refuerzo de tipo carcasa" o "refuerzo de costado" es válido para designar los elementos de refuerzo de una tela de carcasa en el procedimiento clásico, y los elementos de refuerzo correspondientes, aplicados en general a nivel de los costados, de un neumático producido de acuerdo con el procedimiento sin semiacabados. El término "zona de anclaje", por su parte, puede designar, tanto el "tradicional" doblez de tela de carcasa alrededor de una varilla de un procedimiento clásico, como el conjunto formado por los elementos de refuerzo circunferenciales, la mezcla de material de caucho y las porciones adyacentes de refuerzo de costado de una zona de base realizada con un procedimiento con aplicación sobre un núcleo toroidal.

De manera general, en los neumáticos del tipo de los utilizados para vehículos de gran tonelaje, la armadura de carcasa está anclada a una y otra parte en la zona del talón y tiene superpuesta radialmente una armadura de corona constituida al menos por dos capas, superpuestas y formadas por hilos o cables paralelos en cada capa. Ésta puede comprender, igualmente, una capa de hilos o cables metálicos de baja extensibilidad que forman con la dirección circunferencial un ángulo comprendido entre 45º y 90º, estando situada esta capa, denominada de triangulación, entre la armadura de carcasa y la primera tela de corona denominada de trabajo, formada de hilos o cables paralelos que presentan ángulos como mucho iguales a 45º en valor absoluto. La tela de triangulación forma con al menos la citada tela de trabajo una armadura triangulada, que, bajo los diferentes esfuerzos a los que ésta está sometida, presenta pocas deformaciones, teniendo la tela de triangulación la función esencial de absorber los esfuerzos de compresión transversal de los que es objeto el conjunto de los elementos de refuerzo en la zona de corona del neumático.

La armadura de corona comprende al menos una capa de trabajo; cuando la citada armadura de corona comprende al menos dos capas de trabajo, éstas están formadas por elementos de refuerzo metálicos inextensibles, paralelos entre sí en cada capa y cruzados de una capa a la siguiente formando con la dirección circunferencial ángulos comprendidos entre 10º y 45º. Las citadas capas de trabajo, que forman la armadura de trabajo, pueden estar recubiertas todavía por al menos una capa denominada de protección y formada de elementos de refuerzo ventajosamente metálicos y extensibles, denominados elásticos.

En el caso de los neumáticos para vehículos de gran tonelaje, está presente habitualmente una sola capa de protección, y sus elementos de protección, en la mayoría de los casos, están orientados en la misma dirección y con el mismo ángulo en valor absoluto que 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 destinados a los rodajes 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 y estando los elementos de refuerzo de la capa de protección radialmente interiores cruzados con los elementos de refuerzo inextensibles de la capa de trabajo radialmente exterior y adyacente a la citada capa de protección radialmente interior.

Los cables se denominan inextensibles cuando los citados cables presentan, bajo una fuerza de tracción igual al 10% de la fuerza de rotura, un alargamiento relativo como mucho igual al 0,2%.

Los cables son denominados elásticos cuando los citados 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...

1. Neumático (1) de armadura de carcasa radial (2) que comprende una armadura de corona (4) formada al menos por dos capas de corona de trabajo (41, 43) de elementos de refuerzo inextensibles, cruzados de una capa a la otra formando con la dirección circunferencial ángulos comprendidos entre 10º y 45º, recubierta a su vez radialmente por una banda de rodadura (5), estando la citada banda de rodadura (5) unida a dos talones por intermedio de dos costados, comprendiendo la armadura de corona al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales de anchura axial (L₄₂) inferior a aquélla (L₄₁, L₄₃) de al menos una de las capas de corona de trabajo (41, 43), siendo la relación entre la anchura axial (L₄₂) de al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales y la anchura axial L de la banda de rodadura superior (5) superior a 0,6 y preferentemente superior a 0,65, caracterizado porque la relación entre la anchura axial L de la banda de rodadura (5) y la anchura axial máxima S del neumático (1) es estrictamente superior a 0,89.

2. Neumático (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación de aspecto H/S es estrictamente superior a 0,50.

3. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la diferencia entre la anchura axial (L₄₁) de la capa de corona de trabajo (41) axialmente más ancha y la anchura axial (L₄₃) de la capa de corona de trabajo (43) axialmente menos ancha está comprendida entre 10 mm y 30 mm.

4. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la capa de corona de trabajo (41) axialmente más ancha está radialmente al interior de las otras capas de corona de trabajo (43).

5. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales está dispuesta radialmente entre dos capas de corona de trabajo (41, 43).

6. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los elementos de refuerzo de al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales son elementos de refuerzo metálicos que presentan un módulo secante para un alargamiento de 0,7% comprendido entre 10 GPa y 120 GPa y un módulo tangente máximo inferior a 150 GPa.

7. Neumático (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el módulo secante de los elementos de refuerzo para un alargamiento del 0,7% es inferior a 100 GPa, preferentemente superior a 20 GPa y preferentemente todavía comprendido entre 30 GPa y 90 GPa.

8. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado porque el módulo tangente máximo de los elementos de refuerzo es inferior a 130 GPa y preferentemente inferior a 120 GPa.

9. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los elementos de refuerzo de al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales son elementos de refuerzo metálicos que presentan una curva de esfuerzo de tracción en función del alargamiento relativo que tiene pendientes pequeñas para alargamientos pequeños y una pendiente sensiblemente constante y elevada para alargamientos superiores.

10. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los elementos de refuerzo de al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales son elementos de refuerzo metálicos cortados de manera que forman tramos de longitud inferior a la circunferencia de la tela menos larga, pero superior a 0,1 veces la citada circunferencia, estando los cortes entre tramos desplazados axialmente uno respecto de otro, siendo el módulo de elasticidad a la tracción por unidad de anchura de la capa adicional preferentemente inferior al módulo de elasticidad a la tracción, medido en las mismas condiciones, de la capa de corona de trabajo más extensible.

11. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los elementos de refuerzo de al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales son elementos de refuerzo metálicos, siendo la relación a/? entre la amplitud de ondulación y la longitud de onda ? como mucho igual a 0,09, siendo el módulo de elasticidad a la tracción por unidad de anchura de la capa adicional preferentemente inferior al módulo de elasticidad a la tracción, medido en las mismas condiciones, de la capa de corona de trabajo más extensible.

12. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 11, estando dispuesta al menos una capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales radialmente entre dos capas de corona de trabajo (41, 43) caracterizado porque las anchuras axiales (L₄₁, L₄₃) de las capas de corona de trabajo (41, 43) radialmente adyacentes a la capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales son superiores a la anchura axial (L₄₂) de la citada capa (42) de elementos de refuerzo circunferenciales.

13. Neumático (1) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque las capas de corona de trabajo (41, 43) adyacentes a la capa de elementos de refuerzo circunferenciales (42) están, a una y otra parte del plano ecuatorial XX' y en la prolongación axial inmediata de la capa de elementos de refuerzo circunferenciales (42), acopladas en una anchura axial l, para a continuación estar desacopladas por perfiles de mezcla de caucho al menos en el resto de la anchura común a las citadas dos capas de trabajo (41, 43).

14. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el ángulo formado con la dirección circunferencial por los elementos de refuerzo de las capas de corona de trabajo (41, 43) es inferior a 30º y preferentemente inferior a 25º.

15. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las capas de corona de trabajo (41, 43) comprenden elementos de refuerzo, cruzados de una tela a la siguiente, formando con la dirección circunferencial ángulos variables según la dirección axial.

16. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la armadura de corona (4) está completada radialmente al exterior por al menos una tela suplementaria (44), denominada de protección, de elementos de refuerzo denominados elásticos, orientados con respecto a la dirección circunferencial con un ángulo comprendido entre 10º y 45º y del mismo sentido que el ángulo formado por los elementos inextensibles de la tela de trabajo (43) que le es radialmente adyacente.

17. Neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la armadura de corona (4) comprende, además, una capa de triangulación (45) formada de elementos de refuerzo metálicos que forman con la dirección circunferencial ángulos superiores a 60º.